固定床反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光催化反應(yīng)裝置，尤其是涉及一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]CO2作為一種豐富的潛在碳源，其轉(zhuǎn)化、利用技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是未來世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要研究方向。其中，光催化還原CO2是目前最具前景的CO2轉(zhuǎn)化和利用的新型創(chuàng)新技術(shù)，它利用光能激發(fā)催化劑材料產(chǎn)生光生電子-空穴，以誘發(fā)氧化還原反應(yīng)將COdPH2O合成有機(jī)物質(zhì)。相較于其它方法，該過程通常在常溫常壓下進(jìn)行，直接將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，綠色環(huán)保低耗，實(shí)現(xiàn)碳的循環(huán)使用。然而，現(xiàn)有的光催化反應(yīng)裝置中，催化劑多以微小顆粒均勻混合于反應(yīng)介質(zhì)中，導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)物難于從反應(yīng)體系中分離出來，而且使催化劑使用壽命變短不能多次重復(fù)利用，顯然，這在一定程度上限制了光催化還原CO2技術(shù)的工業(yè)化推廣與應(yīng)用。因此，研發(fā)一種新型光催化還原CO2裝置將對CO2轉(zhuǎn)化和利用技術(shù)真正走向?qū)嶋H應(yīng)用具有里程碑意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置。該反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特、科學(xué)合理，使用操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)后催化劑與反應(yīng)介質(zhì)的有效分離，并達(dá)到催化劑可多次重復(fù)再生利用的目的。而且其制作簡單，成本低廉，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:包括反應(yīng)箱，所述反應(yīng)箱的內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)紫外燈，所述反應(yīng)箱內(nèi)設(shè)置有用于盛裝溶液介質(zhì)的反應(yīng)瓶，所述反應(yīng)瓶的底部設(shè)置有用于對所述溶液介質(zhì)進(jìn)行加熱的加熱器，所述反應(yīng)瓶的下部通過CO2管路與位于反應(yīng)箱外的CO2氣瓶連通，所述反應(yīng)瓶的上部與冷凝管連通，所述冷凝管與冷凝液收集罐連通，所述反應(yīng)瓶內(nèi)設(shè)置有多孔隔板，所述多孔隔板上設(shè)置有催化劑填料。
[0005]上述的一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)箱為兩端封閉的圓筒形結(jié)構(gòu)。
[0006]上述的一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:所述紫外燈的數(shù)量為六個(gè)，六個(gè)所述紫外燈在反應(yīng)箱的內(nèi)壁上呈均勻環(huán)布。
[0007]上述的一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:所述CO2管路上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。
[0008]上述的一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)瓶的材質(zhì)為石英玻璃。
[0009]上述的一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:所述多孔隔板中的孔為圓形孔，所述圓形孔的孔徑為1mm。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0011]1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特、科學(xué)合理，使用操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)后催化劑與反應(yīng)介質(zhì)的有效分離，并達(dá)到催化劑可多次重復(fù)再生利用的目的。
[0012]2、本實(shí)用新型紫外燈的光源采用普通的紫外燈，其成本低廉、使用壽命長，可通過調(diào)整紫外燈個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)探討光強(qiáng)對光催化性能的影響。
[0013]3、本實(shí)用新型反應(yīng)瓶CO2進(jìn)氣方式采用下進(jìn)上出逆流接觸，反應(yīng)瓶的隔板對0)2氣體起到均勻分布的作用，從而有利于CO2氣體與液體介質(zhì)及催化劑間進(jìn)行充分接觸。
[0014]4、本實(shí)用新型設(shè)有加熱器和進(jìn)氣管，不僅可以進(jìn)行光催化還原⑶2的實(shí)驗(yàn)，還可以滿足光催化降解水中污染物實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，探究溫度、不同氣體氣氛或溶解氧溶度對光催化材料光催化性能的影響。
[0015]下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0016]圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖I中A處的局部放大圖。
[0018]圖3為本實(shí)用新型紫外燈在反應(yīng)箱內(nèi)壁上的分布狀態(tài)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說明：
[0020]I—反應(yīng)箱；2—溶液介質(zhì)；3—反應(yīng)瓶；
[0021]4 一加熱器；5—催化劑填料；6—紫外燈；
[0022]7—冷凝管；8—冷凝液收集罐； 9 一 CO2管路；
[0023]10—流量調(diào)節(jié)閥；11—CO2氣瓶；12—多孔隔板。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖I、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)箱I，所述反應(yīng)箱I的內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)紫外燈6，所述反應(yīng)箱I內(nèi)設(shè)置有用于盛裝溶液介質(zhì)2的反應(yīng)瓶3，所述反應(yīng)瓶3的底部設(shè)置有用于對所述溶液介質(zhì)2進(jìn)行加熱的加熱器4，所述反應(yīng)瓶3的下部通過CO2管路9與位于反應(yīng)箱I外的CO2氣瓶11連通，所述反應(yīng)瓶3的上部與冷凝管7連通，所述冷凝管7與冷凝液收集罐8連通，所述反應(yīng)瓶3內(nèi)設(shè)置有多孔隔板12，所述多孔隔板12上設(shè)置有催化劑填料5。
[0025]如圖3所示，所述反應(yīng)箱I為兩端封閉的圓筒形結(jié)構(gòu)。
[0026]如圖3所示，所述紫外燈6的數(shù)量為六個(gè)，六個(gè)所述紫外燈6在反應(yīng)箱I的內(nèi)壁上呈均勻環(huán)布。
[0027]如圖I所示，所述CO2管路9上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥10。
[0028]本實(shí)施例中，所述反應(yīng)瓶3的材質(zhì)為石英玻璃。
[0029]本實(shí)施例中，所述多孔隔板12中的孔為圓形孔，所述孔的孔徑為1mm。
[0030]本實(shí)用新型使用時(shí)，依據(jù)反應(yīng)要求向反應(yīng)瓶3內(nèi)加入溶液介質(zhì)2，按一定比例將催化劑填料5(可采用二氧化鈦或石墨烯光催化材料)放于多孔隔板12上，依據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物的沸點(diǎn)設(shè)置加熱器4的加熱溫度，同時(shí)向反應(yīng)瓶3中通入CO2氣體，調(diào)節(jié)氣體流量為lOOmL/min?200mL/min，半小時(shí)后開啟紫外燈6光源進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物（甲醇）收集于冷凝液收集罐8中，利用氣相色譜儀進(jìn)行分析。
[0031]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:包括反應(yīng)箱（I)，所述反應(yīng)箱（I)的內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)紫外燈（6)，所述反應(yīng)箱（I)內(nèi)設(shè)置有用于盛裝溶液介質(zhì)（2)的反應(yīng)瓶(3)，所述反應(yīng)瓶(3)的底部設(shè)置有用于對所述溶液介質(zhì)（2)進(jìn)行加熱的加熱器(4)，所述反應(yīng)瓶(3)的下部通過CO2管路(9)與位于反應(yīng)箱（I)外的CO2氣瓶（11)連通，所述反應(yīng)瓶(3)的上部與冷凝管(7)連通，所述冷凝管(7)與冷凝液收集罐(8)連通，所述反應(yīng)瓶(3)內(nèi)設(shè)置有多孔隔板(12)，所述多孔隔板(12)上設(shè)置有催化劑填料(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)箱(I)為兩端封閉的圓筒形結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:所述紫外燈(6)的數(shù)量為六個(gè)，六個(gè)所述紫外燈(6)在反應(yīng)箱(I)的內(nèi)壁上呈均勻環(huán)布。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:所述0)2管路(9)上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥（IO)。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:所述反應(yīng)瓶(3)的材質(zhì)為石英玻璃。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，其特征在于:所述多孔隔板(12)中的孔為圓形孔，所述圓形孔的孔徑為1_。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光催化還原CO2固定床反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)箱，所述反應(yīng)箱的內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)紫外燈，所述反應(yīng)箱內(nèi)設(shè)置有用于盛裝溶液介質(zhì)的反應(yīng)瓶，所述反應(yīng)瓶的底部設(shè)置有用于對所述溶液介質(zhì)進(jìn)行加熱的加熱器，所述反應(yīng)瓶的下部通過CO2管路與位于反應(yīng)箱外的CO2氣瓶連通，所述反應(yīng)瓶的上部與冷凝管連通，所述冷凝管與冷凝液收集罐連通，所述反應(yīng)瓶內(nèi)設(shè)置有多孔隔板，所述多孔隔板上設(shè)置有催化劑填料。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特、科學(xué)合理，使用操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)反應(yīng)后催化劑與反應(yīng)介質(zhì)的有效分離，并達(dá)到催化劑可多次重復(fù)再生利用的目的。而且其制作簡單，成本低廉，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【IPC分類】B01J8/02, B01J19/02, C07C29/15, C07C31/04
【公開號】CN205146185
【申請?zhí)枴緾N201520970043
【發(fā)明人】張亞婷, 李可可, 劉國陽, 蔡江濤, 周安寧, 邱介山
【申請人】西安科技大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月28日