提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器，由夾套、反應(yīng)器和石英片組成，所述反應(yīng)器整體位于夾套內(nèi)部空間中，在所述夾套的底部設(shè)置進(jìn)水口，在所述夾套的頂部設(shè)置出水口，所述反應(yīng)器的兩端分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，在反應(yīng)器開口上端和夾套之間設(shè)置與反應(yīng)器開口相連的密封池，在密封池的底部設(shè)置石英片，在密封池的上部設(shè)置第二密封螺紋；所述空心蓋設(shè)置在密封池中，所述空心蓋通過設(shè)置在其表面的第一密封螺紋與密封池的第二密封螺紋相配合；在所述空心蓋的中央設(shè)置空心光通道。本實(shí)用新型的技術(shù)方案能夠同時(shí)提供特定氣體氣氛和光照條件，利用石英片的良好透過性，適用于紫外、可見和近紅外光的光化學(xué)反應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡單，溫度可控，實(shí)施方便。
【專利說明】提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光照反應(yīng)【技術(shù)領(lǐng)域】，更加具體地說，涉及光化學(xué)反應(yīng)器的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說，涉及提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器。

【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，由于化石能源的大量開發(fā)和使用，導(dǎo)致了頻繁出現(xiàn)的能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)，人們迫切需要開發(fā)新能源以替代化石能源。太陽能作為一種清潔的可再生能源，正得到廣泛的關(guān)注。光催化轉(zhuǎn)化有機(jī)物、光解水、光降解污染物等光能驅(qū)動(dòng)反應(yīng)在近十幾年內(nèi)逐步成為研究熱點(diǎn)。這類的反應(yīng)可以直接將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，具有很好能源與環(huán)境效益。在光催化反應(yīng)中，有一類是利用太陽能在特定的氣體環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化。LequanLiu 等人[Lequan Liu, Shuxin Ouyang, and Jinhua Ye, Angew.Chem.2013, 125, 6821 -6825]用金納米棒負(fù)載在Ti02上,在氧氣氣氛下實(shí)現(xiàn)了異丙醇向丙酮的轉(zhuǎn)化。YoshitsuneSugano等人用金顆粒負(fù)載的P25研究了光找條件下醇類向醛類轉(zhuǎn)化的一系列反應(yīng)，并取得了較高的產(chǎn)物產(chǎn)量。但是現(xiàn)有技術(shù)只是在做氣相反應(yīng)時(shí)具有優(yōu)勢，做液相光氧化反應(yīng)時(shí)，所用的設(shè)備太過復(fù)雜，無法方便地進(jìn)行研究。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可同時(shí)提供特定氣體氣氛和光照條件的反應(yīng)器，可用于紫外、可見和近紅外光需要在特定氣體氣氛下進(jìn)行的光照反應(yīng)的進(jìn)行。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
[0005]提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器，由夾套、反應(yīng)器和石英片組成，所述反應(yīng)器整體位于夾套內(nèi)部空間中，在所述夾套的底部設(shè)置進(jìn)水口，在所述夾套的頂部設(shè)置出水口，所述反應(yīng)器的兩端分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口和出氣口伸出夾套，并與夾套壁密封，這樣一來，整個(gè)反應(yīng)器都位于夾套的空間之內(nèi)，且進(jìn)出水能夠?yàn)榉磻?yīng)器提供溫度保持和調(diào)節(jié)。
[0006]在反應(yīng)器開口上端和夾套之間設(shè)置與反應(yīng)器開口相連的密封池，在密封池的底部設(shè)置石英片，在密封池的上部設(shè)置第二密封螺紋；所述空心蓋設(shè)置在密封池中，所述空心蓋通過設(shè)置在其表面的第一密封螺紋與密封池的第二密封螺紋相配合，以實(shí)現(xiàn)密封連接和固定石英片；在所述空心蓋的中央設(shè)置空心光通道，用于將外界的光源引到石英片上，以實(shí)現(xiàn)光催化。
[0007]在進(jìn)行使用時(shí)，將反應(yīng)物從反應(yīng)器上端開口放入，并利用空心蓋固定石英板，并密封，同時(shí)接通進(jìn)水和出水(圖中未標(biāo)出)，利用橡膠塞密封進(jìn)氣口和出氣口，利用進(jìn)氣管和出氣管向反應(yīng)體系中通入需要?dú)怏w(進(jìn)氣管通入到反應(yīng)液界面以下)，外界光源通過空心蓋中央的空心光通道照射到石英片上，并透過石英片，減少了玻璃對(duì)入射光的過濾作用，更好地促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。
[0008]在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述反應(yīng)器底部為球形底部，上部為圓柱體，材質(zhì)為玻璃。
[0009]在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述夾套材質(zhì)為玻璃，厚度10 — 15mm。
[0010]在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述密封池的材質(zhì)為玻璃，在密封池的上部設(shè)置的第二密封螺紋為內(nèi)螺紋。
[0011]在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，所述空心蓋的材質(zhì)為聚四氟乙烯，在空心蓋表面設(shè)置的第一密封螺紋為外螺紋。
[0012]在本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，采用石英片結(jié)構(gòu)，是因?yàn)樽贤?、可見和近紅外光可以很好地透過石英片，減少了玻璃對(duì)入射光的過濾作用，更好地促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。
[0013]本實(shí)用新型的技術(shù)方案能夠同時(shí)提供特定氣體氣氛和光照條件，利用石英片的良好透過性，適用于紫外、可見和近紅外光的光化學(xué)反應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡單，溫度可控，實(shí)施方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型光反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖(I)，其中I為夾套，2為反應(yīng)器，3-1為進(jìn)氣口，3-2為出氣口，4為進(jìn)水口，5為出水口，6為空心蓋，7為石英片，8為密封池，9為第一密封螺紋，10為空心光通道，11為第二密封螺紋。
[0015]圖2是本實(shí)用新型光反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖(2)，其中I為夾套，3-1為進(jìn)氣口，3-2為出氣口，4為進(jìn)水口，5為出水口，6為空心蓋。
[0016]圖3是本實(shí)用新型光反應(yīng)器的使用狀態(tài)示意圖，其中I為夾套，2為反應(yīng)器，3-1為進(jìn)氣口，3-2為出氣口，4為進(jìn)氣管，5為出氣管，6為橡膠塞，7為進(jìn)水口，8為磁性轉(zhuǎn)子，9為磁力攪拌器，10為外界光源。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0018]如附圖1一2所示，本實(shí)用新型光反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為夾套，2為反應(yīng)器，3-1為進(jìn)氣口，3-2為出氣口，4為進(jìn)水口，5為出水口，6為空心蓋，7為石英片，8為密封池，9為第一密封螺紋，10為空心光通道，11為第二密封螺紋。
[0019]本實(shí)用新型的提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器，由夾套、反應(yīng)器和石英片組成，所述反應(yīng)器整體位于夾套內(nèi)部空間中，在所述夾套的底部設(shè)置進(jìn)水口，在所述夾套的頂部設(shè)置出水口，所述反應(yīng)器的兩端分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口和出氣口伸出夾套，并與夾套壁密封，這樣一來，整個(gè)反應(yīng)器都位于夾套的空間之內(nèi)，且進(jìn)出水能夠?yàn)榉磻?yīng)器提供溫度保持和調(diào)節(jié)。
[0020]在反應(yīng)器開口上端和夾套之間設(shè)置與反應(yīng)器開口相連的密封池，在密封池的底部設(shè)置石英片，在密封池的上部設(shè)置第二密封螺紋；所述空心蓋設(shè)置在密封池中，所述空心蓋通過設(shè)置在其表面的第一密封螺紋與密封池的第二密封螺紋相配合，以實(shí)現(xiàn)密封連接和固定石英片；在所述空心蓋的中央設(shè)置空心光通道，用于將外界的光源引到石英片上，以實(shí)現(xiàn)光催化。
[0021]如附圖3所示，本實(shí)用新型光反應(yīng)器的使用狀態(tài)示意圖，其中I為夾套，2為反應(yīng)器，3-1為進(jìn)氣口，3-2為出氣口，4為進(jìn)氣管，5為出氣管，6為橡膠塞，7為進(jìn)水口，8為磁性轉(zhuǎn)子，9為磁力攪拌器，10為外界光源。
[0022]在進(jìn)行使用時(shí)，將反應(yīng)物從反應(yīng)器上端開口放入，并利用空心蓋固定石英板，并密封，同時(shí)接通進(jìn)水和出水(圖中未標(biāo)出)，利用橡膠塞密封進(jìn)氣口和出氣口，利用進(jìn)氣管和出氣管向反應(yīng)體系中通入需要?dú)怏w(進(jìn)氣管通入到反應(yīng)液界面以下)，外界光源通過空心蓋中央的空心光通道照射到石英片上，并透過石英片，減少了玻璃對(duì)入射光的過濾作用，同時(shí)開通磁力攪拌，更好地促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。
[0023]將5mL甲苯(溶劑)，50 μ L苯甲醇(反應(yīng)底物)，40 μ L i^一烷(內(nèi)標(biāo)物)和30mg光催化劑通過出氣口加入到反應(yīng)器內(nèi)，用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌。進(jìn)氣口用橡膠塞密封，膠塞上插進(jìn)一個(gè)進(jìn)氣管，管的底端插入入反應(yīng)的液面以下，另一端以20mL/min的速率通入02。出氣口也用橡膠塞密封，插進(jìn)一個(gè)出氣管。使用氙光燈提供的420nm-2500nm的光進(jìn)行照射，16h之后停止反應(yīng)，可得到685.7 μ mol/gcat (每g催化劑)的苯甲醛(反應(yīng)產(chǎn)物)。
[0024]以上對(duì)本實(shí)用新型做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本實(shí)用新型的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器，其特征在于，由夾套、反應(yīng)器和石英片組成，所述反應(yīng)器整體位于夾套內(nèi)部空間中，在所述夾套的底部設(shè)置進(jìn)水口，在所述夾套的頂部設(shè)置出水口，所述反應(yīng)器的兩端分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口和出氣口伸出夾套，并與夾套壁密封；在反應(yīng)器開口上端和夾套之間設(shè)置與反應(yīng)器開口相連的密封池，在密封池的底部設(shè)置石英片，在密封池的上部設(shè)置第二密封螺紋；所述密封池中設(shè)置空心蓋，所述空心蓋通過設(shè)置在其表面的第一密封螺紋與密封池的第二密封螺紋相配合；在所述空心蓋的中央設(shè)置空心光通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器，其特征在于，所述反應(yīng)器底部為球形底部，上部為圓柱體，材質(zhì)為玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器，其特征在于，所述夾套材質(zhì)為玻璃，厚度10 — 15mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器，其特征在于，所述密封池的材質(zhì)為玻璃，在密封池的上部設(shè)置的第二密封螺紋為內(nèi)螺紋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提供特定氣體氣氛的光反應(yīng)器，其特征在于，所述空心蓋的材質(zhì)為聚四氟乙烯，在空心蓋表面設(shè)置的第一密封螺紋為外螺紋。
【文檔編號(hào)】B01J19/12GK203990576SQ201420305284
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】鞏金龍, 李盎, 王拓, 張鵬, 常曉俠, 李長江, 蔡偉亭 申請(qǐng)人:天津大學(xué)