用于催化剂表面改性的平行板式低温等离子体反应器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于催化剂表面改性的平行板式低温等离子体反应器，属于低温等离子体技术改性催化剂技术领域。
【背景技术】
[0002]低温等离子体改性催化剂技术，由于其独特的改性效果，在催化剂制备和改性领域越来越受到重视。
[0003]介质阻挡放电是较为常用的产生等离子体的方法，介质阻挡放电均匀稳定、操作简便而被广泛应用于各个领域。介质阻挡放电能够在14-1O6Pa高气压和50HZ至现!^宽频率范围内工作。常见的介质阻挡放电反应器有针-板式、线-管式、管-管式和板-板式。
[0004]目前对低温等离子体的应用主要是集中在直接处理气态污染物以达到净化的目的，或是协同催化剂脱除气态污染物的研宄，单独用于催化剂表面改性的等离子体反应器相对较少。中国专利CN202921165U公开了一种同轴式介质阻挡放电低温等离子体协同催化去除NO的反应器。该反应器的优点是:在协同催化剂的前提下，同时使得气态污染物直接产生低温等离子体从而更有利于脱除气态污染物。缺点主要有两个:(1)该反应器由于需要长时间的放电才能达到净化气态污染物的目的，所以相对能耗较高；(2)该反应器相对于平行板式等离子体反应器来说，更难得到均匀的放电形式，所以对催化剂表面改性不均匀，且在放电过程中的高压电极是与催化剂接触的，这容易导致电极受到污染。中国专利CN 103545164A公开了一种射频等离子体反应室，这种反应室虽然也用于材料表面改性，但这种反应器主要的缺点为:反应室需要在真空下才能正常工作，这就需要额外的真空设备，会额外增加运行成本，另外是反应器结构相对复杂，操作较难，不易实现大规模应用。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种用于催化剂表面改性的低温等离子体反应器，由于采用平行电极板放电形式，就能最大限度克服放电过程的不均匀性，从而使得催化剂表面得到较为均一的改性强度，更有利于催化剂的表面改性。
[0006]本实用新型的用于催化剂表面改性的低温等离子体反应器，其包括高压电极1、低压电极2、进气口 4、出气口 5、阻挡介质6、石英管7、交流高压电源8，高压电极I和低压电极2分别通过橡皮塞固定在石英管7内，阻挡介质6放置于低压电极2上，在石英管7下端的橡皮塞上设置有进气口 4和出气口 5，交流高压电源8分别与高压电极1、低压电极2连接。
[0007]所述高压电极I和低压电极2均由电极板和固定于电极板中心的柱状金属棒构成，电极板设置在石英管7中，高压电极I和低压电极2的电极板平行，阻挡介质6放置于低压电极2的电极板上。
[0008]所述电极板为圆形。
[0009]所述的阻挡介质6上面放置有催化剂，且催化剂能被等离子体区域全部覆盖。
[0010]所述的高压电极I和低压电极2均是铜质。
[0011]所述放电间隙的控制(0~105mm可调)，可以通过调节两电极间的距离得以实现；该反应器中的等离子体是在常压下产生；通过进气口 4和出气口 5，可以通入不同的气氛来控制不同的改性气氛，以满足不同的改性要求；两电极均不与催化剂接触，可以避免催化剂对电极的污染。
[0012]本实用新型所述的反应器可以实现在同一个反应器中更换不同的阻挡介质(如玻璃片、石英片、刚玉片和Al2O3陶瓷片等)，对催化剂达到不同的表面改性效果。
[0013]当施加在高压电极上的交流电达到一定的电压和频率时，两电极板之间的气体被击穿从而产生低温等离子体，催化剂放置于阻挡介质上，且被整个等离子体区域所覆盖，当从进气口 4通入不同的改性气氛时，就可以在等离子体区域产生不同气氛的等离子体，对催化剂能达到不同的改性效果。
[0014]本实用新型的有益效果:(I)当峰值电压为5?7Kv、频率为8?9kHz的高频高压交流电施加在实用新型高压电极上时，就能击穿不同的改性气氛而生产不同气体的低温等离子体。(2)采用平行板式放电形式，可以最大限度提高放电的均匀性，避免局部放电过强而导致等离子体的烧蚀效应。(3)能随意更换阻挡介质和控制改性气氛，对催化剂达到不同的改性效果。(4)本装置结构简单，操作简便。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型反应器的结构示意图；
[0016]图2是本实用新型反应器用低温等离子体改性催化剂使用状态示意图；
[0017]图3是本实用新型装置对CS2水解催化剂改性前后的效果对比图；
[0018]图中:1-高压电极；2_低压电极；3_橡皮塞；4_进气口 ；5_出气口 ；6_阻挡介质；
7-石英管；8_交流高压电源；9_催化剂。
【具体实施方式】
[0019]下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。
[0020]实施例1:本用于催化剂表面改性的低温等离子体反应器包括高压电极1、低压电极2、进气口 4、出气口 5、阻挡介质6、石英管7、交流高压电源8，高压电极I和低压电极2分别通过橡皮塞固定在石英管7内，阻挡介质6放置于低压电极2上，在石英管7下端的橡皮塞3上设置有进气口 4和出气口 5，交流高压电源8分别与高压电极1、低压电极2连接；其中所述高压电极I和低压电极2均由电极板和固定于电极板中心的柱状铜棒构成，电极板为直径为30_、厚度为2_的圆形铜质电极板，电极板设置在石英管7中，高压电极I和低压电极2的电极板平行，阻挡介质6放置于低压电极2的电极板上，石英管长度为150_、内径为53mm、厚度为2mm，其中阻挡介质上放置催化剂(见图1、2)，且保证催化剂被等离子体区域所覆盖，放电间隙为2mm，阻挡介质6为石英片。
[0021]以CS2水解催化剂9为例，将其放置于石英介质上，且保证催化剂能被等离子体区域所覆盖，从进气口 4通入NH3作为改性气氛，多余气体从出气口 5排出，调节电源的输出峰值电压为6.5KV，频率为8.5kHz。实验研宄表明:通过改性后的催化剂其对0&的催化水解作用都有明显的提高(见图3)。
【主权项】
1.一种用于催化剂表面改性的平行板式低温等离子体反应器，其特征在于:其包括高压电极(I)、低压电极(2)、进气口(4)、出气口(5)、阻挡介质(6)、石英管(7)、交流高压电源(8)，高压电极(I)和低压电极(2)分别通过橡皮塞固定在石英管(7)内，阻挡介质(6)放置于低压电极(2)上，在石英管(7)下端的橡皮塞上设置有进气口(4)和出气口(5)，交流高压电源(8)分别与高压电极(1)、低压电极(2)连接； 所述高压电极(I)和低压电极(2)均由电极板和固定于电极板中心的柱状金属棒构成，电极板设置在石英管(7)中，高压电极(I)和低压电极(2)的电极板平行，阻挡介质(6)放置于低压电极(2)的电极板上； 所述电极板为圆形。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于催化剂表面改性的平行板式低温等离子体反应器，其包括高压电极、低压电极、进气口、出气口、阻挡介质、石英管、交流高压电源，高压电极和低压电极分别通过橡皮塞固定在石英管内，阻挡介质放置于低压电极上，在石英管下端的橡皮塞上设置有进气口和出气口，交流高压电源分别与高压电极、低压电极连接；当施加在高压电机上的交流电达到一定的电压和频率时，在阻挡介质和高压电极之间的气体被击穿从而产生低温等离子体，催化剂放置于阻挡介质上的等离子体区域，当向石英管中通入不同的改性气氛时，催化剂能得到不同的改性效果，本实用新型可以用于多种催化剂应不同表面改性要求而进行催化剂的表面改性。
【IPC分类】B01J19-08
【公开号】CN204583165
【申请号】CN201520081792
【发明人】李凯, 刘贵, 宁平, 刘烨, 张贵剑, 宋辛, 李山, 王驰
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年2月5日