CN207204066U - 一种电化学/光电化学反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电化学/光电化学反应装置，包括反应容器和设置有隔膜的隔离装置；所述隔离装置设置在反应容器中，将所述反应容器分隔为两个反应室，反应容器侧壁上还设置有平面的光窗，用于给电极提供光照。该反应装置可以根据需要插入隔离装置或去掉隔离装置进行双室或单室光电化学反应用，该装置简化了进行化学反应用的操作过程，提高实验效率。另外，该反应装置结构简单、适用性高、使用操作方便，成本低廉，且对应用环境没有特殊要求，适合大规模推广使用。

Description

一种电化学/光电化学反应装置

【技术领域】

本实用新型属于一般的物理或化学的方法或装置技术领域，具体涉及一种电化学/光电化学反应装置。

【背景技术】

近几十年来，随着化学学科的不断发展，电催化氧化和光催化氧化技术越来越受到人们的关注，成为一个新的研究热点。大量的电催化和光催化反应需要在双室反应装置中进行，进行双室反应时需要两个反应器、同时还需要制作盐桥，并且盐桥影响溶液间离子传输，对实验造成一定的干扰，而且操作过程复杂。

因此，基于上述原因，实有必要设计一种不需要盐桥，就可在一个反应容器就可以进行的双室反应的反应装置。

【发明内容】

本实用新型针对上述现有技术中的不足，提供一种电化学/光电化学反应装置，解决双室反应操作过程复杂的问题，实现在一个反应容器进行双室反应实验。

一种电化学/光电化学反应装置，包括反应容器和隔离装置，所述隔离装置上设置有用于传输离子的隔膜；所述隔离装置设置在反应容器中，将所述反应容器分隔为两个反应室。

所述反应容器侧壁上还设置有平面的光窗口，用于给电极提供光照。

所述光窗口为桶装结构，端部竖直设有平面透光板。

所述隔离装置包括一对隔离板，所述一对隔离板上均设置有孔，所述隔膜夹在所述一对隔离板中间并覆盖所述孔。

所述一对隔离板为惰性材料制成。

所述反应容器中设置有与隔离装置相配合的插槽。

所述隔离装置的高度为反应容器高度的三分之一到三分之二。

还包括反应器盖板，所述反应器盖板上开设有安装阳极电极的第一安装孔、安装参比电极的第二安装孔、安装阴极电极的第三安装孔、安装进样器第四安装孔和安装取样器的第五安装孔。

所述隔膜为离子交换膜。

所述离子交换膜为Nafion膜、玻璃纤维膜或尼龙纤维膜。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过在反应装置内设置可拆卸的隔离装置即可将单反应室分隔为双反应室；该反应装置可根据反应需要插入隔离装置或取消隔离装置进行双室或单室的反应，该装置简化了进行双室反应的操作过程，提高实验效率。

2、通过在反应装置的侧壁上设置光窗口，使反应装置不仅可以进行双室电化学反应，还可以进行双室光电化学反应，大大提高了反应装置的适用性，减少了采购成本。

3、隔离装置上的隔膜可以根据实验的需要更换，且隔膜更换方便快捷。

4、该反应装置结构简单、使用操作方便，结构简单、成本低廉，且对应用环境没有特殊要求，适合大规模推广应用。

【附图说明】

图1为反应装置的正视图；

图2为反应装置的左视图；

图3为隔离装置的结构示意图；

图4为玻璃板的结构示意图；

图5位反应器盖板的结构示意图。

【具体实施方式】

下面通过附图和实施例，对本实用新型的反应装置做进一步的详细描述。

如图1、2所示，一种电化学/光电化学反应装置，包括反应器盖板1，反应容器2-1和设置在所述反应容器中的隔离装置，反应器盖板1盖在反应容器2-1的口部，反应容器2-1的内侧壁对称设置两个插槽4，隔离装置配装在插槽内，将反应容器2-1分隔为两个反应室；反应容器2-1的侧壁上还设置有桶状光窗口2-2，透光口的端部为平面结构。

如图3、4所示，所述隔离装置包括两块玻璃隔板3-1和3-2，玻璃隔板的中间开孔6，两块玻璃隔板中间夹入用于离子传输的隔膜5，隔膜5覆盖玻璃隔板的孔6。

如图5所示，反应器盖板1盖装在反应容器2-1上，反应器盖板1上开设有安装阳极电极的第一安装孔7-1、安装参比电极的第二安装孔7-2、安装阴极电极的第三安装孔7-3、安装进样器的第四安装孔8-1和安装取样器的第五安装孔8-2。

所述插槽对称设置在反应容器的内侧壁上或设置在容器的底部，优选对称设置在容器的内侧壁上。

所述隔离板采用不与反应溶液发生反应的惰性材料制成；所述惰性材料为玻璃或聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯；隔离板为玻璃隔离板、聚四氟乙烯隔离板、聚甲基丙烯酸甲酯隔离板种的任意一种，优选玻璃隔离板；隔离装置的高度为反应容器高度的三分之一到三分之二，隔离装置的高度优选为反应容器高度的二分之一。

所述隔膜为Nafion膜、玻璃纤维膜或尼龙纤维膜隔膜中的任意一种。

所述隔板和隔膜可以实验反应的条件进行更换；所述反应装置还可以与其他实验设备连接共同使用。

下面通过具体的实施例对本实用新型的反应装置的工作原理进行详细描述。

在反应装置内进行双室三电极体系光电化学反应时，在反应容器2-1中的插槽内插入夹有 Nafion膜的一对玻璃隔板3-1、3-2，一对玻璃隔板3-1、3-2将反应容器2-1分成左、右两个反应室；在左反应室内加入氢氧化钠水溶液作为电解液，右反应室加入碳酸氢钾水溶液作为电解液，第一安装孔7-1插入C₃N₄/g-TiO₂阳极电极，第二安装孔7-2插入Ag/AgCl参比电极，第三安装孔7-3插入Cu₂O/ZnO阴极电极，且C₃N₄/g-TiO₂阳极电极和Ag/AgCl参比电极处在左室，C₃N₄/g-TiO₂阴极电极处在右室，三个电极均与电化学工作站相连，在光窗口2-2用氙灯对阳极电极进行照射发生光电反应，反应时阳极电极产生氢离子，通过Nafion膜进入右室可与Cu₂O/ZnO阴极电极反应；反应前通过安装在第四安装孔8-1的进样器通入二氧化碳，反应一段时间后通过安装在第五安装孔8-2的取样器取样即可取样对产出的气体进行检测。

所述第五安装孔8-2也可连接气体检测装置对产出的气体检测。

上述光电化学反应如果不加光源照射阳极电极，即为电化学反应。

当需要两电极体系时只需要不插入参比电极同时将第二安装孔7-2封住即可进行。

当需要进行单室反应时将反应装置中的玻璃隔板3-1、3-2或隔膜取出即为单反应室；还可以在反应容器中只插入玻璃隔板架设盐桥进行双室反应实验。

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 (10)

1.一种电化学/光电化学反应装置，其特征在于：包括反应容器(2-1)和隔离装置，所述隔离装置上设置有用于传输离子的隔膜(5)；所述隔离装置设置在反应容器(2-1)中，将所述反应容器分隔为两个反应室。

2.根据权利要求1所述一种电化学/光电化学反应装置，其特征在于：所述反应容器(2-1)侧壁上还设置有平面的光窗口(2-2)，用于给光电化学反应提供光照。

3.根据权利要求2所述一种电化学/光电化学反应装置，其特征在于：所述光窗口(2-2)为桶状结构，端部竖直设有平面透光板。

4.根据权利要求2所述一种电化学/光电化学反应装置，其特征在于：所述隔离装置包括一对隔离板(3-1、3-2)，所述一对隔离板(3-1、3-2)上均设置有孔(6)，所述隔膜(5)夹在所述一对隔离板(3-1、3-2)中间并覆盖所述孔(6)。

5.根据权利要求4所述一种电化学/光电化学反应装置，其特征在于：所述一对隔离板(3-1、3-2)为惰性材料制成。

6.根据权利要求1所述一种电化学/光电化学反应装置，其特征在于：所述反应容器(2-1)中设置有与隔离装置相配合的插槽(4)。

7.根据权利要求1所述一种电化学/光电化学反应装置，其特征在于：所述隔离装置的高度为反应容器高度的三分之一到三分之二。

8.根据权利要求1所述一种电化学/光电化学反应装置，其特征在于：还包括反应器盖板(1)，所述反应器盖板(1)上开设有安装阳极电极的第一安装孔(7-1)、安装参比电极的第二安装孔(7-2)、安装阴极电极的第三安装孔(7-3)、安装进样器的第四安装孔(8-1)和安装取样器的第五安装孔(8-2)。

9.根据权利要求1-8任意一项所述一种电化学/光电化学反应装置，其特征在于：所述隔膜为离子交换膜。

10.根据权利要求9所述一种电化学/光电化学反应装置，其特征在于：所述离子交换膜为Nafion膜、玻璃纤维膜或尼龙纤维膜。