CN216093569U - 一种用于上转换光催化材料的高效化学反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种用于上转换光催化材料的高效化学反应器，涉及一种化学反应器，具体包括反应器、顶盖和底座，所述反应器外壁设置夹层，所述顶盖中部安装有光源，所述反应器下部和上部分别设置与夹层连通的冷凝水进口和冷凝水出口，所述冷凝水出口内套设与反应器连通的进液口，所述底座中部固定支撑架，所述支撑架上设置网状负载架，所述网状负载架上负载光催化剂，所述网状负载架为环形的结构，所述光源设置在网状负载架中心，所述反应器中部内径大于上部和下部内径，所述夹层内壁设置一层铝箔，所述底座上设置与反应器内部连通的出液口。通过优化反应器的结构，能够大大的提高光催化反应的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种化学反应器，尤其是涉及一种用于上转换光催化材料的高效化学反应器。
背景技术
上转换光催化材料，是上转换发光材料和光催化材料复合形成的光催化材料，其光催化的机理是利用红外光光源照射上转换光催化材料，该材料的上转换发光组分受到激发，发出可见光，可见光辐射光催化组分，从而发挥光催化作用。在上转换光催化材料催化化学反应的过程中，需要设置冷凝装置、曝气搅拌、光源等，光辐射是影响光催化效率的一个很重要的因素，因此化学反应器需要兼顾试验条件、催化效率等各方面的因素。
现有技术也基于需要对光催化反应器进行改进，例如申请号为201420418457X的专利文件公开一种光催化反应器，包括一个外层容器和一
个内层容器，内层容器放置在外层容器内，外层容器的底端设置带有凹槽的底座，凹槽内设置辅助光源，内层容器顶端设置盖体，盖体顶部设置主光源，内层容器内壁上设置支架，支架上放置平面负载型光催化剂，支架下方紧贴平面负载型光催化剂位置设置导流的导流板，内层容器和外层容器之间为夹套，在外层容器的一侧靠近开口位置设置冷却介质输出管内套污水进水管、污水进水管与内层容器连通，在外层容器另一侧靠近底座位置设置冷却介质输入管内套污水出水管，污水出水管与内层容器连通。该实用新型可以根据需要在外层器壁的周围设置多个光源，增加其光源照射的面积，达到更好更充分的催化反应效果。但是该使用新型仅仅是从增加多个光源考虑来提高催化效果，这会一定程度的导致成本的增加。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供用于上转换光催化材料的高效化学反应器，通过优化反应器的结构，能够大大地提高上转换光催化效率。
为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于上转换光催化材料的高效化学反应器，包括反应器、顶盖和底座，所述反应器外壁设置夹层，所述顶盖中部安装有光源，所述反应器下部和上部分别设置与夹层连通的冷凝水进口和冷凝水出口，所述冷凝水出口内套设与反应器连通的进液口，所述底座中部固定支撑架，所述支撑架上设置网状负载架，所述网状负载架上负载光催化剂，所述网状负载架为环形的结构，所述光源设置在网状负载架中心，所述反应器中部内径大于上部和下部内径，所述夹层内壁设置一层铝箔，所述底座上设置与反应器内部连通的出液口。
进一步的，所述底座上设置进气管，所述进气管上设置微孔曝气器。
进一步的，所述网状负载架底部设置环形安装部，所述环形安装部上设置有安装孔。
进一步的，所述底座内还设置搅拌桨。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型公开一种用于上转换光催化材料的高效化学反应器，包括三部分结构，反应器、顶盖和底座，这三部分为可拆卸连接，方便清洗和维修。反应器外壁设置有空心的夹层，有助于实现冷凝作用。
2、底座中部固定支撑架，上面固定有环形的网状负载架，将底座安装在反应器上之后，顶盖上安装的光源刚好处于网状负载架中心位置，而且本申请反应器中部内径大于上部和下部内径，中部的反应液最多，另外在夹层内壁设置一层铝箔，能够对上转换光催化材料发射的可见光进行反射，从而再次照射光催化材料。整个反应器相当于一个光子谐振腔，通过不断地对可见光进行反射，在相同体积内增加光子的数量，进而增强辐射强度，提高量子产率，进而提高催化效率。
3、网状负载架底部设置环形安装部，用于与支撑架通过螺栓固定连接，而且将底座与反应器1分离后即可对网状负载架进行更换，容易操作。根据需要，还可以在底座设置进气管，进气管可以沿着底座周向环形设置，而进气管上设置微孔曝气器，有助于气体、反应液和催化剂的充分接触混合，从而增加光催化的效率。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
图2为实施例一网状负载架的结构示意图；
图3为实施例二的结构示意图。
图中：1-反应器，2-顶盖，3-底座，4-夹层，5-光源，6-冷凝水进口，7-冷凝水出口，8-进液口，9-支撑架，10-网状负载架，11-铝箔，12-进气管，13-微孔曝气器，14-环形安装部，15-安装孔，16-出液口，17-底架，18-搅拌桨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一
一种用于上转换光催化材料的高效化学反应器，参照图1和图2所示，包括反应器1、顶盖2和底座3，其中反应器1为透明玻璃材质，其下部开口，与底座3螺纹连接，因此底座3内与反应器1内部连通，为增加底座3内与反应器1连接的密封性，也可以根据需要设置密封圈。
反应器1外壁设置有空心的夹层4，顶盖3中部安装有光源5，其中光源5具体是包括红外灯管和设置在红外灯管外的保护套管，与光源5连接的供电线路是设置在反应器之外的。
反应器1下部和上部分别设置与夹层3连通的冷凝水进口6和冷凝水出口7，用于进出冷凝水。冷凝水出口7内套设与反应器1连通的进液口8，反应溶液或需要处理的污水均可通过进液口8进入反应器1内部，在反应过程中产生的气体也通过进液口8排出，另外在顶盖上也设置有出气孔。
底座3中部固定支撑架9，其中支撑架9上设置网状负载架10，网状负载架10结构如图2所示，为环形的结构，另外还是双层网状的结构，反应液可以从网状负载架10自由透过，而固定在顶盖上的光源5刚好位于网状负载架中心位置，网状负载架10上负载上转换光催化材料，本实施例中上转换光催化材料（ZnS/BiOCl）是分布在网状负载架10内从而起到光催化的作用。而且本申请中反应器1中部内径大于上部和下部内径，该中部正好是光源和催化剂的位置，体积大，有助于反应的迅速进行；另外在夹层4内壁设置一层铝箔11，具有很强的光反射作用，由于上转换光催化材料，受到光照后，自己也会发光，光线照射到铝箔11上会形成反射，再照射光催化材料，从而能够提高光的利用率，进一步提高光催化反应效率。
网状负载架10底部设置环形安装部14，环形安装部上设置有安装孔15，用于与支撑架9通过螺栓固定连接，而且将底座3与反应器1分离后即可对网状负载架10进行更换，简单方便容易操作。
底座3上设置与反应器1内部连通的出液口16，反应后的溶液通过出液口16流出进行下一步的处理。
另外根据需要，还可以在底座3设置进气管12，进气管12在底座3的底部是呈环形分布的，进气管12处于底座3内部的位置均匀分布微孔曝气器13，有助于气体、反应液和催化剂的充分接触混合，从而增加光催化的效率。
实施例二
实施例二参照图3，与实施例一不同之处在于，在底座3上设置有搅拌装置，用于对反应液进行搅拌，从而加速反应进度，具体结构是：在底座3底部设置有底架17,底架17上设置有搅拌电机，搅拌电机可以驱动搅拌轴旋转，搅拌轴穿过底座3的一端为搅拌桨18，搅拌桨18有桨叶，可以对反应液进行搅拌，进一步增加光催化反应速率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种用于上转换光催化材料的高效化学反应器，其特征在于：包括反应器（1）、顶盖（2）和底座（3），所述反应器（1）外壁设置夹层（4），所述顶盖（3）中部安装有光源（5），所述反应器（1）下部和上部分别设置与夹层（3）连通的冷凝水进口（6）和冷凝水出口（7），所述冷凝水出口（7）内套设与反应器（1）连通的进液口（8），所述底座（3）中部固定支撑架（9），所述支撑架（9）上设置网状负载架（10），所述网状负载架（10）上负载光催化剂，所述网状负载架（10）为环形的结构，所述光源（5）设置在网状负载架（10）中心，所述反应器（1）中部内径大于上部和下部内径，所述夹层（4）内壁设置一层铝箔（11），所述底座（3）上设置与反应器（1）内部连通的出液口（16）。
2.根据权利要求1所述的一种用于上转换光催化材料的高效化学反应器，其特征在于：所述底座（3）上设置进气管（12），所述进气管（12）上设置微孔曝气器（13）。
3.根据权利要求1所述的一种用于上转换光催化材料的高效化学反应器，其特征在于，所述网状负载架（10）底部设置环形安装部（14），所述环形安装部上设置有安装孔（15）。
4.根据权利要求1所述的一种用于上转换光催化材料的高效化学反应器，其特征在于，所述底座（3）内还设置搅拌桨（18）。
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