RU2020101628A - Фотокаталитический элемент реактора - Google Patents
Фотокаталитический элемент реактора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2020101628A RU2020101628A RU2020101628A RU2020101628A RU2020101628A RU 2020101628 A RU2020101628 A RU 2020101628A RU 2020101628 A RU2020101628 A RU 2020101628A RU 2020101628 A RU2020101628 A RU 2020101628A RU 2020101628 A RU2020101628 A RU 2020101628A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor element
- element according
- central cavity
- catalyst support
- housing
- Prior art date
Links
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims 12
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 8
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims 2
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(iii) oxide Chemical compound O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 claims 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 2
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000047 product Substances 0.000 claims 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- 239000006018 Li-aluminosilicate Substances 0.000 claims 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 claims 1
- 239000012084 conversion product Substances 0.000 claims 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims 1
- JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N holmium oxide Inorganic materials [O][Ho]O[Ho][O] JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- OWCYYNSBGXMRQN-UHFFFAOYSA-N holmium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ho+3].[Ho+3] OWCYYNSBGXMRQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 claims 1
- 229910001954 samarium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229940075630 samarium oxide Drugs 0.000 claims 1
- FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N samarium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sm+3].[Sm+3] FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/121—Coherent waves, e.g. laser beams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0006—Controlling or regulating processes
- B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0053—Details of the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/123—Ultraviolet light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/127—Sunlight; Visible light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/128—Infrared light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M14/00—Electrochemical current or voltage generators not provided for in groups H01M6/00 - H01M12/00; Manufacture thereof
- H01M14/005—Photoelectrochemical storage cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0873—Materials to be treated
- B01J2219/0877—Liquid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J2219/0873—Materials to be treated
- B01J2219/0892—Materials to be treated involving catalytically active material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Claims (20)
1. Элемент реактора, содержащий: оптически прозрачный корпус, включающий, по меньшей мере, одно устройство впуска и, по меньшей мере, одно устройство выпуска; и один или несколько плазмонных фотокатализаторов на подложке катализатора, расположенной внутри корпуса, при этом плазмонный фотокатализатор содержит катализатор, соединенный с плазмонным материалом, причем при применении источника света элемент реактора выполнен с возможностью превращения, по меньшей мере, одного реактанта в, по меньшей мере, один продукт каталитического превращения.
2. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что оптически прозрачный корпус имеет коэффициент пропускания, по меньшей мере, 50%, по меньшей мере, для одной заданной длины волны света.
3. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что оптически прозрачный корпус содержит стекло, боросиликатное стекло, кварц, плавленый кварц, алюмосиликатное стекло, литиево-алюмосиликатное стекло, сапфир или их комбинации.
4. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что подложка катализатора подобрана так, чтобы обеспечивать достаточно низкое поглощение, по меньшей мере, одной заданной длины волны света для осуществления превращения, по меньшей мере, одного реактанта в, по меньшей мере, один продукт каталитического превращения.
5. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что подложка катализатора содержит диоксид кремния, кварц, плавленый кварц, стекло, боросиликатное стекло, сапфир, алмаз или их комбинацию.
6. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что подложка катализатора представляет собой аэрогель, содержащий диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония, оксид гольмия, оксид самария, оксид эрбия, оксид неодима (III) или их комбинацию.
7. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что подложка катализатора представляет собой оксид алюминия.
8. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что элемент содержит множество плазмонных фотокатализаторов на подложке катализатора, расположенной внутри корпуса.
9. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что корпус имеет внутренний диаметр в диапазоне от около 0,2 см до около 30 см или от около 0,5 см до около 10 см и длину в диапазоне от около 10 см до около 2 м или около 50 см. до 1 м.
10. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что источник света содержит, по меньшей мере, один светодиод, металлогалогенную лампу, натриевую лампу высокого давления, ксеноновую лампу, лампу накаливания, флуоресцентную лампу, галогенную лампу, газоразрядную лампу высокой интенсивности, лазер или их комбинацию.
11. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что оптически прозрачный корпус дополнительно содержит внешнюю полость и центральную полость, выполненную соосно с внешней полостью, причем внешняя полость содержит плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора и по существу окружает центральную полость, при этом центральная полость выполнена с возможностью размещения в ней источника света и/или средства терморегулирования.
12. Элемент реактора по п.11, характеризующийся тем, что внешняя полость оптически прозрачного корпуса содержит отражающую поверхность, обращенную к центральной полости.
13. Элемент реактора по п.11, характеризующийся тем, что средство терморегулирования включает в себя средство ввода жидкости, соединенное с первым концом центральной полости, и средство вывода жидкости, соединенное со вторым концом центральной полости, так что жидкость может протекать через элемент реактора для обогрева или отвода тепла из элемента реактора.
14. Элемент реактора по п.11, характеризующийся тем, что средство терморегулирования содержит, по меньшей мере, один металлический стержень или множество металлических проводов.
15. Способ преобразования, по меньшей мере, одного реактанта в по меньшей мере один продукт каталитического превращения, включающий: внесение, по меньшей мере, одного реактанта в элемент реактора, которая содержит, по меньшей мере, один плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, расположенной внутри корпуса, при этом плазмонный фотокатализатор содержит катализатор, соединенный с плазмонным материалом; и освещают, по меньшей мере, одним источником света, по меньшей мере, внутреннюю часть элемента реактора.
16. Способ по п.15, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, один источник света является внешним по отношению к корпусу, и при этом корпус является, по меньшей мере, частично оптически прозрачным.
17. Способ по п.15, характеризующийся тем, что включает нагревание элемента реактора с помощью средства терморегулирования, расположенного, по меньшей мере, частично внутри корпуса.
18. Способ по п.15, характеризующийся тем, что дополнительно включает нагрев, по меньшей мере, одного элемента только посредством, по меньшей мере, одного реактанта, реагирующего с плазмонным фотокатализатором, без использования какого-либо дополнительного специально предназначенного источника нагрева.
19. Элемент реактора, содержащий: корпус, включающий, по меньшей мере, одно устройство впуска, по меньшей мере, одно устройство выпуска и центральную полость; источник света, расположенный в центральной полости; и, по меньшей мере, один плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, расположенный внутри корпуса и по существу окружающий центральную полость, причем плазмонный фотокатализатор содержит катализатор, соединенный с плазмонным материалом.
20. Элемент реактора по п.19, характеризующийся тем, что внешняя полость прозрачного корпуса содержит отражающую поверхность, обращенную к центральной полости.
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201762525305P | 2017-06-27 | 2017-06-27 | |
| US201762525380P | 2017-06-27 | 2017-06-27 | |
| US201762525301P | 2017-06-27 | 2017-06-27 | |
| US62/525,301 | 2017-06-27 | ||
| US62/525,380 | 2017-06-27 | ||
| US62/525,305 | 2017-06-27 | ||
| US201762586675P | 2017-11-15 | 2017-11-15 | |
| US62/586,675 | 2017-11-15 | ||
| PCT/US2018/039470 WO2019005777A1 (en) | 2017-06-27 | 2018-06-26 | PHOTOCATALYTIC REACTOR CELL |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020101628A true RU2020101628A (ru) | 2021-07-16 |
| RU2020101628A3 RU2020101628A3 (ru) | 2021-07-16 |
| RU2783707C2 RU2783707C2 (ru) | 2022-11-16 |
Family
ID=
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2020102123A (ru) | Фотокаталитический реактор, содержащий несколько фотокаталитических элементов | |
| KR101971131B1 (ko) | 가스 및/또는 액체를 살균하기 위한 장치 | |
| JP5374697B2 (ja) | 紫外線殺菌浄水装置とそれに使用する紫外線ｌｅｄユニット | |
| AU2002335007C1 (en) | Apparatus for disinfecting water using ultraviolet radiation | |
| JP2011515021A5 (ru) | ||
| JP5429947B2 (ja) | 光反応器及びその製造方法 | |
| JP2009202120A (ja) | 紫外線照射装置 | |
| KR20050056910A (ko) | 자외선 소독 장치 | |
| CN104162386A (zh) | 透明管式光热反应器 | |
| WO2022161881A1 (en) | Photoreactor assembly | |
| JP5547038B2 (ja) | 水素製造装置及び水素製造方法 | |
| KR101640608B1 (ko) | 자외선 조사 장치 | |
| JP5406439B2 (ja) | 耐化学性シリカガラス及び耐化学性シリカガラスの製造方法 | |
| CN1777825A (zh) | 红外线辐射器及照射装置 | |
| CN205782120U (zh) | 一种用于光催化反应的led灯管 | |
| CN211706752U (zh) | 一种光催化反应器 | |
| US9086349B1 (en) | Sample digester with independently controllable sample temperature and ultraviolet irradiation | |
| CN201517724U (zh) | 卤素灯加热器 | |
| CN212396710U (zh) | 内照射型光催化制氢反应器 | |
| RU2746384C1 (ru) | Бактерицидный облучатель | |
| CN211634491U (zh) | 一种紫外线净化灯具 | |
| RU2783707C2 (ru) | Фотокаталитический элемент реактора | |
| CN209501633U (zh) | 气体发生装置 | |
| JPS5854544A (ja) | 紫外線放射用二重管形ランプ | |
| JP2007073472A (ja) | 低圧水銀ランプ装置 |