CN205398735U - 一种二氧化碳还原装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种二氧化碳还原装置，包括加热板和电解槽，电解槽上设置有盖板，电解槽内设置有玻璃隔板，玻璃隔板将电解槽分隔成阴极池和阳极池，阴极电极穿过盖板伸入到第一电解液中，阳极电极和参比电极穿过盖板均伸入到第二电解液中，盐桥搁置在玻璃隔板上，盐桥的一端伸入到第一电解液中，另一端伸入到第二电解液中，电解槽通过第一导管与冷凝器相连通，冷凝器通过第二导管与收集瓶相连通。本实用新型结构简单、使用操作方便，制造易取材、成本低廉，且对应用环境没有特殊要求，使用该装置能够在常温常压下，相对简单高效的实现二氧化碳的还原，并进一步对生成物进行分离及成分检测，方便易行，可大规模推广应用。
Description
技术领域
本实用新型属于温室气体资源化利用技术领域，具体涉及一种二氧化碳还原装置。
背景技术
近二十年来，人类活动与工业发展使得大气中的二氧化碳浓度逐年增加，二氧化碳与甲烷、一氧化氮及氟氯碳化物等被视为温室气体，其中，又以二氧化碳所造成的全球暖化效应影响最为显著，因此，不仅需从工业燃烧中降低二氧化碳的排放，而且亦可利用二氧化碳作为碳源，以生产具有利用价值的碳氢化合物，利用纳米光催化技术将二氧化碳转化成具有经济价值的有机化合物，成为近年来许多研究者广为研究的热门话题，同时亦成为未来颇具发展潜力的技术。现有技术中普遍采用半导体材料的光触媒技术进行二氧化碳的还原反应，只依靠对光触媒材料进行光照、不依靠电压生产氧气并使二氧化碳还原的话，不论如何去加速反应，反应效率都无法得到保证，且生成物不能很快与电解槽的电解液分离，更无法分析生成物的成分，而且反应得到的生产物很少。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种二氧化碳还原装置，该装置结构简单、使用操作方便，制造易取材、成本低廉，且对应用环境没有特殊要求，使用该装置能够在常温常压下，相对简单高效的实现二氧化碳的还原及产物的分离，方便易行，可大规模推广应用。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种二氧化碳还原装置，其特征在于：包括加热板和设置在所述加热板上的电解槽，所述电解槽上设置有与其相配合的盖板，所述电解槽内设置有玻璃隔板，所述玻璃隔板将电解槽分隔成用于盛装溶解有二氧化碳的第一电解液的阴极池和用于盛装第二电解液的阳极池，阴极电极穿过所述盖板伸入到所述第一电解液中，阳极电极和参比电极穿过所述盖板均伸入到所述第二电解液中，盐桥搁置在所述玻璃隔板上，所述盐桥的一端伸入到所述第一电解液中，所述盐桥的另一端伸入到所述第二电解液中，所述电解槽通过第一导管与冷凝器相连通，所述冷凝器通过第二导管与收集瓶相连通。
上述的一种二氧化碳还原装置，其特征在于：所述盖板上开设有与阳极电极相配合的第一安装孔、与参比电极相配合的第二安装孔、与阴极电极相配合的第三安装孔和与第一导管相配合的第四安装孔。
上述的一种二氧化碳还原装置，其特征在于：所述收集瓶通过第三导管与气相色谱质谱仪相连接。
上述的一种二氧化碳还原装置，其特征在于：所述冷凝器为回流冷凝管，所述第二导管为牛角管，所述收集瓶为锥形瓶。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型结构简单、使用操作方便，制造易取材、成本低廉，且对应用环境没有特殊要求，使用该装置能够在常温常压下，相对简单高效的实现二氧化碳的还原，并进一步对生成物进行分离及成分检测，方便易行，可大规模推广应用。
2、本实用新型将阴极池与阳极池用玻璃隔板隔开，将盐桥搁置在玻璃隔板上用于电子的传输，电解槽底部的加热板在阴极还原反应进行一段时间后打开对电解槽进行适度加热，能够促进阴极还原反应的生成物(主要为甲醇)从第一电解液中快速挥发逸出，经过冷凝器的回流冷凝作用收集于收集瓶中，进一步，少量的生成物随气体产物进入气相色谱质谱仪测量其组分。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型盖板的结构示意图。
附图标记说明:
1—电解槽；1-1—阴极池；1-2—阳极池；
2—玻璃隔板；3—阳极电极；4—阴极电极；
5—参比电极；6—盐桥；7—盖板；
7-1—第一安装孔；7-2—第二安装孔；7-3—第三安装孔；
7-4—第四安装孔；8—冷凝器；9—收集瓶；
10—气相色谱质谱仪；11—加热板；12—第一导管；
13—第二导管；14—第三导管；15—铁架台。
具体实施方式
如图1所示的一种二氧化碳还原装置，包括加热板11和设置在所述加热板11上的电解槽1，所述电解槽1上设置有与其相配合的盖板7，所述电解槽1内设置有玻璃隔板2，所述玻璃隔板2将电解槽1分隔成用于盛装溶解有二氧化碳的第一电解液的阴极池1-1和用于盛装第二电解液的阳极池1-2，所述玻璃隔板2的高度小于所述电解槽1的高度，阴极电极4穿过所述盖板7伸入到所述第一电解液中，阳极电极3和参比电极5穿过所述盖板7均伸入到所述第二电解液中，盐桥6搁置在所述玻璃隔板2上，所述盐桥6的一端伸入到所述第一电解液中，所述盐桥6的另一端伸入到所述第二电解液中，所述电解槽1通过第一导管12与冷凝器8相连通，所述冷凝器8通过第二导管13与收集瓶9相连通。
如图2所示，本实施例中，所述盖板7上开设有与阳极电极3相配合的第一安装孔7-1、与参比电极5相配合的第二安装孔7-2、与阴极电极4相配合的第三安装孔7-3和与第一导管12相配合的第四安装孔7-4。
如图1所示，本实施例中，所述收集瓶9通过第三导管14与气相色谱质谱仪10相连接，便于进一步对生成物进行成分检测。
如图1所示，本实施例中，所述冷凝器8为回流冷凝管，所述第二导管13为牛角管，所述收集瓶9为锥形瓶，所述回流冷凝管固定在铁架台15上。
实际使用时，所述第一电解液选为溶解有二氧化碳的碳酸氢钾水溶液，所述第二电解液选为氢氧化钠水溶液，所述阳极电极3采用C3N4/g-TiO2复合材料制成，所述阴极电极4采用Cu2O/ZnO复合材料制成。如图1所示，通过导线将阳极电极3、阴极电极4和参比电极5与电化学工作站相连接，向冷凝器8中通入冷凝水，阳极电极3发生氧化反应失去电子，电子经盐桥6传输至阴极电极4，阴极电极4发生还原反应，将溶解于第一电解液中的二氧化碳还原为甲醇，待还原反应进行一定时间后，开启加热板11加热电解槽的温度至70℃～80℃，促进还原产物甲醇从第一电解液中逸出，逸出的甲醇通过第一导管12进入冷凝器8，在冷凝器8的回流冷凝作用下大部分甲醇通过第二导管13收集于收集瓶9中，气体产物(阳极电极发生氧化反应的产物，主要为氧气)和少量的还原产物可直接由收集瓶9排出，少量的还原产物也可随气体产物经过第三导管14进入气相色谱质谱仪10中，便于利用气相色谱质谱仪10对还原产物进行成分检测。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种二氧化碳还原装置，其特征在于：包括加热板(11)和设置在所述加热板(11)上的电解槽(1)，所述电解槽(1)上设置有与其相配合的盖板(7)，所述电解槽(1)内设置有玻璃隔板(2)，所述玻璃隔板(2)将电解槽(1)分隔成用于盛装溶解有二氧化碳的第一电解液的阴极池(1-1)和用于盛装第二电解液的阳极池(1-2)，阴极电极(4)穿过所述盖板(7)伸入到所述第一电解液中，阳极电极(3)和参比电极(5)穿过所述盖板(7)均伸入到所述第二电解液中，盐桥(6)搁置在所述玻璃隔板(2)上，所述盐桥(6)的一端伸入到所述第一电解液中，所述盐桥(6)的另一端伸入到所述第二电解液中，所述电解槽(1)通过第一导管(12)与冷凝器(8)相连通，所述冷凝器(8)通过第二导管(13)与收集瓶(9)相连通。
2.按照权利要求1所述的一种二氧化碳还原装置，其特征在于：所述盖板(7)上开设有与阳极电极(3)相配合的第一安装孔(7-1)、与参比电极(5)相配合的第二安装孔(7-2)、与阴极电极(4)相配合的第三安装孔(7-3)和与第一导管(12)相配合的第四安装孔(7-4)。
3.按照权利要求1或2所述的一种二氧化碳还原装置，其特征在于：所述收集瓶(9)通过第三导管(14)与气相色谱质谱仪(10)相连接。
4.按照权利要求1所述的一种二氧化碳还原装置，其特征在于：所述冷凝器(8)为回流冷凝管，所述第二导管(13)为牛角管，所述收集瓶(9)为锥形瓶。
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| CN201620180679.1U CN205398735U (zh) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | 一种二氧化碳还原装置 |
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Publications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109055968A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-12-21 | 芜湖职业技术学院 | 有机电合成电解装置 |
| CN110257895A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-09-20 | 江苏守航实业有限公司 | 一种半导体材料的电解抛光方法及装置 |
| CN111058054A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-04-24 | 大连理工大学 | 一种用盐桥取代Nafion膜的电催化氮还原合成氨的装置及其方法 |
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