一种光纤式光催化反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及能源与环境领域，公开了一种光纤式光催化反应器。该反应器包括光源(1)和反应桶(2)，反应桶上设置有物料进口(21)和物料出口(22)，在反应桶(2)中沿长度方向设置有负载有稀土改性的二氧化钛的光纤(3)，其中，负载有稀土改性的二氧化钛的光纤(3)包括光纤和包覆于光纤外表面的掺杂有稀土的二氧化钛层。利用该反应器将CO2转化成甲醇，甲醇产率高、光利用率高、催化剂比表面积大且易回收。
【专利说明】
一种光纤式光催化反应器
技术领域
[0001]本实用新型涉及能源与环境领域，具体地，涉及一种光纤式光催化反应器。
【背景技术】
[0002]大量温室气体如C02、CH4等的排放引起的温室效应已成为全球关注热点。近年来，人类生产活动引起的大气中C02浓度的增加已加速了温室效应对全球气候的影响，如何有效地控制CO2排放已成为各国的当务之急。由于煤炭是我国最主要的一次能源，我国0)2的排放主要来自于燃煤，这其中又以燃煤电厂为主，因此，找到一种有效控制电厂CO2排放的技术迫在眉睫。
[0003]目前，燃煤CO2排放控制技术主要分为三大类:一类是燃后控制技术，包括化学方法、物理方法等；一类是燃前控制技术，主要是煤气化技术;一类是富氧燃烧技术。各种CO2控制方法存在的问题有:能耗高、成本高、回收的(》2利用率低。
[0004]利用光催化还原的方法将富氧燃烧烟气中的高浓度CO2转化为甲醇等燃料是一种颇具潜力的减排并同时利用CO2的有效办法。它采用半导体材料(一般是锐钛矿型的T12)作为催化剂，当能量高于半导体禁带宽度的光照射到催化剂表面时，就会激发半导体内的电子从价带跃迀至导带，形成具有很强活性的电子空穴对，使得CO2的还原反应得以进行。该方法能耗低、成本低、无污染，在降低CO2排放的同时还实现了 CO2的资源化利用。
[0005]其中，光催化反应器对光催化还原CO2的效率及甲醇产率有重要影响，但是现有光反应器，例如悬浮液反应器、常规固定床反应器存在催化剂光利用率低、比表面积小、难以回收等缺点，不利于光催化反应的进行。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是为了克服现有技术中的上述缺陷，提供一种光纤式光催化反应器。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种光纤式光催化反应器，该光纤式光催化反应器包括光源和反应桶，所述反应桶上设置有物料进口和物料出口，在反应桶中沿长度方向设置有负载有稀土改性的二氧化钛的光纤，其中，所述负载有稀土改性的二氧化钛的光纤包括光纤和包覆于光纤外表面的掺杂有稀土的二氧化钛层。
[0008]优选地，所述反应桶的两端均设置有密封板，且至少一端的密封板上设置有石英玻璃片，所述光源设置在设有石英玻璃片的反应桶的至少一端的外部，用于将光束通过所述石英玻璃片射入反应桶内。
[0009]优选地，在所述反应桶两端的密封板上均设置有石英玻璃片，且所述光源的个数为2个，分别设置在反应桶的两端的外部。
[0010]优选地，所述密封板和所述石英玻璃片均为圆形，且所述石英玻璃片的直径小于所述密封板的直径。
[0011]优选地，所述反应桶内设置有光纤固定架，所述光纤固定架包括分别设置在反应桶两端的圆形架体和连接两个所述圆形架体的隔板，在所述圆形架体上设置有光纤固定孔，用于将光纤进行固定。
[0012]优选地，所述圆形架体的直径不大于所述石英玻璃片的直径。
[0013]优选地，所述反应桶的内壁设置有铝箔反光层。
[0014]优选地，所述反应桶的外部设置有加热带。
[0015]优选地，所述光源为人造光源和/或自然光源。
[0016]优选地，所述光源通过聚光透镜将光束射入反应桶内。
[0017]本实用新型的光纤式光催化反应器，为一种能够提高甲醇产率、内部设置有负载稀土改性的纳米T12层的光纤的结构紧凑型光纤式光催化反应器，用于将含有CO2的物料(如富氧烟气)中的CO2转化成甲醇，甲醇产率高(本实用新型的甲醇产率均在200ymol/h/g(即每克催化剂每小时制备得到200μπιΟ1甲醇)以上，可高达500ymol/h/g，而现有方法中甲醇产率一般低于ΙΟΟμπιοΙ/h/g)、光利用率高、催化剂比表面积大、易回收、能耗低、成本低、无污染，在降低CO2排放的同时还实现了CO2的资源化利用。具体地，在本实用新型中，(I)在光纤外表面负载稀土改性的纳米T12层，使得催化剂在CO2转化甲醇的光催化还原反应中具有更高的催化活性。(2)催化剂直接负载在光纤表面，避免了传统的固定式光催化反应器中存在的反应介质对光的吸收和散射，光利用率大大提高;催化剂的表面积也大大提高，增强了反应器的处理能力。(3)根据本实用新型的一种优选的实施方式，本实用新型中采用双光源，能够提供更强、更均匀的侧面发光强度。(4)根据本实用新型的一种优选的实施方式，本实用新型中反应器的内壁设置有铝箔反光层，提高了光利用率;反应器的外部包覆有加热带，便于控制反应器温度及产物收集。(5)根据本实用新型的一种优选的实施方式，本实用新型采用光纤固定架固定光纤，能够使光纤均匀地布置于反应器中，也使得光纤拆卸更为灵活、方便；另外，光纤固定架还能够促进CO2气流与光纤外表面的稀土改性的二氧化钛充分接触，提高传质效果和反应速率。
[0018]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型实施例1中光纤式光催化反应器的结构示意图。
[0020]图2是本实用新型实施例1中的光纤固定架的俯视图。
[0021]附图标记说明
[0022]I为光源;2为反应桶;21为物料进口 ；22为物料出口；3为负载有稀土改性的二氧化钛的光纤;4为光纤固定架;41为圆形架体;42为隔板;43为光纤固定孔;5为密封板;6为石英玻璃片。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图1-2对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0024]本实用新型提供了一种光纤式光催化反应器，如图1所示，该光纤式光催化反应器包括光源I和反应桶2，所述反应桶2上设置有物料进口 21和物料出口 22，在反应桶2中沿长度方向设置有负载有稀土改性的二氧化钛的光纤3，其中，所述负载有稀土改性的二氧化钛的光纤3包括光纤和包覆于光纤外表面的掺杂有稀土的二氧化钛层。
[0025]本实用新型的光纤式光催化反应器中，优选情况下，反应桶2的两端均设置有密封板5，且至少一端的密封板5上设置有石英玻璃片6，光源I设置在设有石英玻璃片6的反应桶2的至少一端的外部，用于将光束通过所述石英玻璃片6射入反应桶2内。
[0026]本实用新型的光纤式光催化反应器中，优选情况下，密封板5和石英玻璃片6均为圆形，且石英玻璃片6的直径小于密封板5的直径。其中，对于密封板5和石英玻璃片6的具体大小，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整，此为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
[0027]本实用新型的光纤式光催化反应器中，优选情况下，在反应桶2两端的密封板5上均设置有石英玻璃片6，且光源I的个数为2个，分别设置在反应桶2的两端的外部。
[0028]本实用新型的光纤式光催化反应器中，优选情况下，密封板5为不锈钢板。
[0029]本实用新型的光纤式光催化反应器中，优选情况下，光源I为人造光源和/或自然光源。根据实际情况，光源可在人造光源和自然光源之间替换，对于人造光源没有特别的限定，可以根据催化剂的种类选择不同光源，包括氙灯、汞灯等。
[0030]本实用新型的光纤式光催化反应器中，优选情况下，光源I通过聚光透镜将光束射入反应桶2内。
[0031]本实用新型的光纤式光催化反应器中，优选情况下，反应桶2内设置有光纤固定架4，所述光纤固定架4包括分别设置在反应桶2两端的圆形架体41和连接两个所述圆形架体41的隔板42，在所述圆形架体41上设置有光纤固定孔43(如图2所示)，用于将光纤3进行固定。
[0032]本实用新型的光纤式光催化反应器中，优选情况下，圆形架体41的直径不大于石英玻璃片6的直径。
[0033]本实用新型的光纤式光催化反应器中，优选情况下，反应桶2的内壁设置有铝箔反光层。
[0034]本实用新型的光纤式光催化反应器中，优选情况下，反应桶2的外部设置有加热带。
[0035]本实用新型的光纤式光催化反应器中，本领域技术人员应该理解的是，负载有稀土改性的二氧化钛的光纤3包括光纤和包覆于光纤外表面的掺杂有稀土的二氧化钛层，其中，负载有稀土改性的二氧化钛的光纤3中包括的光纤为未包覆掺杂有稀土的二氧化钛层的光纤。
[0036]本实用新型提供了一种将CO2转化成甲醇的方法，所述方法包括:将含有CO2的物料供给至本实用新型所述的光纤式光催化反应器中，进行光催化还原反应以将CO2转化成甲醇。
[0037]本实用新型的方法中，优选情况下，光催化还原反应的条件包括:温度为15-1800C，光照强度为10-25mW/cm2，含有CO2的物料的流量为5_20ml/min，进一步优选地，在含有CO2的物料中，C02的含量为85-90体积％，H20的含量为5-12体积％。其中，在含有CO2的物料中，除了 COdPH2O外，其余组分主要为氧气和氮气。
[0038]本实用新型的方法中，含有CO2的物料可以为含有水和高浓度CO2的各种来源的含有CO2的物料，如来自燃煤电厂的富氧烟气。
[0039]本实用新型的方法中，优选情况下，该方法还包括通过以下方法制备负载有稀土改性的二氧化钛的光纤，该制备负载有稀土改性的二氧化钛的光纤的方法包括:去除光纤表面的有机包覆层，将去除了有机包覆层的光纤全部浸入掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中，静置，然后取出光纤并依次进行成膜处理、干燥处理和煅烧处理。
[0040]本实用新型的方法中，对于去除光纤表面的有机包覆层的方法没有特别的限定，可以为本领域常用的各种方法，例如可以通过灼烧的方式去除光纤表面的有机包覆层。
[0041]本实用新型的方法中，为了提高稀土改性的二氧化钛在光纤外表面的负载效果，优选情况下，静置的时间为20-40min。
[0042]本实用新型的方法中，为了提高稀土改性的二氧化钛在光纤外表面的负载效果，优选情况下，取出光纤的方法包括:将光纤在掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中保持垂直状态，以20-40mm/min的速度从掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中取出。
[0043]本实用新型的方法中，优选情况下，成膜处理的条件包括:温度为15-35°C，时间为8-10ho
[0044]本实用新型的方法中，优选情况下，干燥处理的条件包括:温度为60_120°C，时间为6-8h。
[0045]本实用新型的方法中，优选情况下，煅烧处理的条件包括:温度为400-500°C，时间为l_3h。
[0046]进一步地，本实用新型的方法中，优选情况下，该方法还包括通过包括以下步骤的方法制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶:
[0047](I)按体积比I: 3-5将钛酸有机酯与醇进行混合，得到钛酸有机酯的醇溶液；
[0048](2)按体积比1:2-3:5-8将去离子水、酸和醇进行混合，得到混合液；
[0049](3)向步骤(2)得到的混合液中加入稀土盐并进行混合；
[0050](4)在搅拌下，将步骤(3)得到的产物滴加至步骤(I)得到的钛酸有机酯的醇溶液中，其中，步骤(I)得到的钛酸有机酯的醇溶液与步骤(3)得到的产物的体积比为2.5-4:1，且分别以钛元素和稀土元素计，步骤(I)得到的钛酸有机酯的醇溶液中的钛酸有机酯与步骤(3)得到的产物中的稀土盐的摩尔比为1:0.003-0.05。
[0051]本实用新型的方法中，制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶时，优选情况下，步骤(I)中，钛酸有机酯为钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯和钛酸四乙酯中的至少一种，进一步优选为钛酸四正丁酯。
[0052]本实用新型的方法中，制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶时，优选情况下，步骤(I)中，所述醇为无水乙醇、叔丁醇和异丙醇中的至少一种，进一步优选为无水乙醇。
[0053]本实用新型的方法中，制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶时，优选情况下，步骤(2)中，所述酸为冰醋酸(即冰乙酸)和/或36-38重量％的盐酸溶液，进一步优选为冰醋酸。
[0054]本实用新型的方法中，制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶时，优选情况下，步骤(2)中，所述醇为无水乙醇、叔丁醇和异丙醇中的至少一种，进一步优选为无水乙醇。
[0055]本实用新型的方法中，制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶时，优选情况下，步骤(3)中，所述稀土盐中稀土元素为铈、镨、镧、钐和钬中的至少一种，进一步优选为铈和/或镨;所述稀土盐为稀土元素的硝酸盐、醋酸盐或氯化物。
[0056]本实用新型的方法中，制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶时，优选情况下，步骤(4)中，所述滴加的速度为1.2-1.8ml/min。
[0057]本实用新型的方法中，制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶时，步骤(4)即可得到掺杂有稀土的二氧化钛溶胶。为了调控溶胶的粘度，优选情况下，该方法还包括:向步骤(4)得到的产物中加入聚乙二醇，进行搅拌。进一步优选地，以10ml步骤(4)得到的产物为基准，聚乙二醇的加入量为I _3g。
[0058]实施例
[0059]以下将通过附图1-2和实施例对本实用新型进行详细描述，但并不因此限制本实用新型。以下实施例中，如无特别说明，各试剂均可商购获得，各方法均为本领域常用的各种方法。
[0060]富氧烟气为来自燃煤电厂的富氧烟气，以富氧烟气为基准，组成为:CO2的含量为88体积％，H20的含量为6体积％，其余组分主要为氧气和氮气，含量分别为4体积％、2体积％ (剩余组分含量极小，可忽略不计)。
[0061]实施例1-1
[0062]本实施例用于说明制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶的方法。
[0063](I)按体积比1:4将钛酸四正丁酯与无水乙醇进行混合，得到钛酸四正丁酯的乙醇溶液；
[0064](2)按体积比1:2.5:6将去离子水、冰醋酸和无水乙醇进行混合，得到混合液；
[0065](3)向步骤(2)得到的混合液中加入硝酸铈并进行混合；
[0066](4)在搅拌下，将步骤(3)得到的产物以1.4ml/min的速度滴加至步骤(I)得到的钛酸四正丁酯的乙醇溶液中，其中，步骤(I)得到的钛酸四正丁酯的乙醇溶液与步骤(3)得到的产物的体积比为3:1，且分别以钛元素和稀土元素铈计，步骤(I)得到的钛酸四正丁酯的乙醇溶液中的钛酸四正丁酯与步骤(3)得到的产物中的硝酸铈的摩尔比为I:0.02；
[0067](5)向步骤(4)得到的产物中加入聚乙二醇，并进行搅拌，得到掺杂有稀土铈的二氧化钛溶胶，其中，以10ml步骤(4)得到的产物为基准，聚乙二醇的加入量为2g。
[0068]实施例1-2
[0069]本实施例用于说明制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶的方法。
[0070](I)按体积比1:3将钛酸四异丙酯与叔丁醇进行混合，得到钛酸四异丙酯的叔丁醇溶液；
[0071 ] (2)按体积比1:2:5将去离子水、37重量％的盐酸溶液和叔丁醇进行混合，得到混合液；
[0072](3)向步骤(2)得到的混合液中加入氯化镨并进行混合；
[0073](4)在搅拌下，将步骤(3)得到的产物以1.8ml/min的速度滴加至步骤(I)得到的钛酸四异丙酯的叔丁醇溶液中，其中，步骤(I)得到的钛酸四异丙酯的叔丁醇溶液与步骤(3)得到的产物的体积比为4:1，且分别以钛元素和稀土元素镨计，步骤(I)得到的钛酸四异丙酯的叔丁醇溶液中的钛酸四异丙酯与步骤(3)得到的产物中的氯化镨的摩尔比为1:0.05;
[0074](5)向步骤(4)得到的产物中加入聚乙二醇，并进行搅拌，得到掺杂有稀土镨的二氧化钛溶胶，其中，以10ml步骤(4)得到的产物为基准，聚乙二醇的加入量为lg。
[0075]实施例1-3
[0076]本实施例用于说明制备掺杂有稀土的二氧化钛溶胶的方法。
[0077](I)按体积比1:5将钛酸四乙酯与异丙醇进行混合，得到钛酸四乙酯的异丙醇溶液；
[0078](2)按体积比1:3:8将去离子水、冰醋酸和异丙醇进行混合，得到混合液；
[0079](3)向步骤(2)得到的混合液中加入醋酸镧并进行混合；
[0080](4)在搅拌下，将步骤(3)得到的产物以1.2ml/min的速度滴加至步骤(I)得到的钛酸四乙酯的异丙醇溶液中，其中，步骤(I)得到的钛酸四乙酯的异丙醇溶液与步骤(3)得到的产物的体积比为2.5:1，且分别以钛元素和稀土元素镧计，步骤(I)得到的钛酸四乙酯的异丙醇溶液中的钛酸四乙酯与步骤(3)得到的产物中的醋酸镧的摩尔比为1:0.003;
[0081](5)向步骤(4)得到的产物中加入聚乙二醇，并进行搅拌，得到掺杂有稀土镧的二氧化钛溶胶，其中，以10ml步骤(4)得到的产物为基准，聚乙二醇的加入量为3g。
[0082]实施例2-1
[0083]本实施例用于说明制备负载有稀土改性的二氧化钛的光纤的方法。
[0084]去除光纤表面的有机包覆层，将去除了有机包覆层的光纤全部浸入实施例1-1得到的掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中，静置30min，然后将光纤在掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中保持垂直状态，以30mm/min的速度从掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中取出，将取出的光纤依次进行成膜处理、干燥处理和煅烧处理，其中，成膜处理的条件包括:温度为25°C，时间为9h;干燥处理的条件包括:温度为100 °C，时间为7h;煅烧处理的条件包括:温度为450 0C，时间为2h，得到负载有稀土改性的二氧化钛的光纤。
[0085]实施例2-2
[0086]本实施例用于说明制备负载有稀土改性的二氧化钛的光纤的方法。
[0087]去除光纤表面的有机包覆层，将去除了有机包覆层的光纤全部浸入实施例1-2得到的掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中，静置20min，然后将光纤在掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中保持垂直状态，以20mm/min的速度从掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中取出，将取出的光纤依次进行成膜处理、干燥处理和煅烧处理，其中，成膜处理的条件包括:温度为35°C，时间为Sh;干燥处理的条件包括:温度为65 0C，时间为Sh;煅烧处理的条件包括:温度为400 °C，时间为3h，得到负载有稀土改性的二氧化钛的光纤。
[0088]实施例2-3
[0089]本实施例用于说明制备负载有稀土改性的二氧化钛的光纤的方法。
[0090]去除光纤表面的有机包覆层，将去除了有机包覆层的光纤全部浸入实施例1-3得到的掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中，静置40min，然后将光纤在掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中保持垂直状态，以40mm/min的速度从掺杂有稀土的二氧化钛溶胶中取出，将取出的光纤依次进行成膜处理、干燥处理和煅烧处理，其中，成膜处理的条件包括:温度为15°C，时间为1h;干燥处理的条件包括:温度为120 0C，时间为6h;煅烧处理的条件包括:温度为500 0C，时间为lh，得到负载有稀土改性的二氧化钛的光纤。
[0091]实施例3-1
[0092]结合图1-2，本实施例用于说明本实用新型的光纤式光催化反应器。
[0093]如图1和2所示，该光纤式光催化反应器包括光源I和反应桶2，所述反应桶2上设置有物料进口 21和物料出口 22，在反应桶2中沿长度方向设置有实施例2-1制备得到的负载有稀土改性的二氧化钛的光纤3，所述反应桶2的两端均设置有密封板5，且两端的密封板5上均设置有石英玻璃片6，所述光源I的个数为2个，分别设置于反应桶2的两端的外部，用于将光束通过聚光透镜、并通过石英玻璃片6射入反应桶2内，其中，负载有稀土改性的二氧化钛的光纤3包括光纤和包覆于光纤外表面的掺杂有稀土的二氧化钛层。
[0094]其中，反应桶2的长度为15cm，两端的直径(内径)为6cm，密封板5和石英玻璃片6均为圆形，且石英玻璃片6的直径为5cm，密封板5的直径为10cm，密封板5为不锈钢板，光源I为汞灯。
[0095]其中，反应桶2内设置有光纤固定架4，所述光纤固定架4包括分别设置在反应桶2两端的圆形架体41和连接两个所述圆形架体41的隔板42，在所述圆形架体41上设置有光纤固定孔43，用于将光纤3进行固定。圆形架体41的直径为5.5 cm。
[0096]其中，反应桶2的内壁设置有铝箔反光层。
[0097]其中，反应桶2的外部设置有加热带。
[0098]实施例3-2
[0099]按照实施例3-1所述的光纤式光催化反应器，不同的是，负载有稀土改性的二氧化钛的光纤3为实施例2-2制备得到的负载有稀土改性的二氧化钛的光纤。
[0100]实施例3-3
[0101]按照实施例3-1所述的光纤式光催化反应器，不同的是，负载有稀土改性的二氧化钛的光纤3为实施例2-3制备得到的负载有稀土改性的二氧化钛的光纤。
[0102]实施例4-1
[0103]本实施例用于说明将CO2转化成甲醇的方法。
[0104]将富氧烟气通过物料进口21供给至实施例3-1所述的光纤式光催化反应器中，进行光催化还原反应以将CO2转化成甲醇，其中，光催化还原反应的条件包括:温度为120°C，光照强度为20mW/cm2，富氧烟气的流量为12ml/min。
[0105]催化1h后，采用气相色谱法测定光纤式光催化反应器的物料出口22处收集的物料的组成及其含量，经计算，甲醇产率为488.7ymol/h/g。
[0106]实施例4-2
[0107]本实施例用于说明将CO2转化成甲醇的方法。
[0108]将富氧烟气通过物料进口21供给至实施例3-2所述的光纤式光催化反应器中，进行光催化还原反应以将CO2转化成甲醇，其中，光催化还原反应的条件包括:温度为30°C，光照强度为25mW/cm2，富氧烟气的流量为7ml/min0
[0109]催化1h后，采用气相色谱法测定光纤式光催化反应器的物料出口22处收集的物料的组成及其含量，经计算，甲醇产率为420.8ymol/h/g。
[0110]实施例4-3
[0111]本实施例用于说明将CO2转化成甲醇的方法。
[0112]将富氧烟气通过物料进口21供给至实施例3-3所述的光纤式光催化反应器中，进行光催化还原反应以将CO2转化成甲醇，其中，光催化还原反应的条件包括:温度为175°C，光照强度为12mW/cm2，富氧烟气的流量为18ml/min。
[0113]催化1h后，采用气相色谱法测定光纤式光催化反应器的物料出口22处收集的物料的组成及其含量，经计算，甲醇产率为456.4ymol/h/g。
[0114]本实用新型的光纤式光催化反应器，为一种能够提高甲醇产率、内部设置有负载稀土改性的纳米T12层的光纤的结构紧凑型光纤式光催化反应器，利用其将CO2转化甲醇时，甲醇产率高、光利用率高、催化剂比表面积大、易回收、能耗低、成本低、无污染，在降低CO2排放的同时还实现了 CO2的资源化利用。
[0115]以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0116]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0117]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种光纤式光催化反应器，其特征在于，该光纤式光催化反应器包括光源(I)和反应桶(2)，所述反应桶(2)上设置有物料进口( 21)和物料出口( 22)，在反应桶(2)中沿长度方向设置有负载有稀土改性的二氧化钛的光纤(3)，其中，所述负载有稀土改性的二氧化钛的光纤(3)包括光纤和包覆于光纤外表面的掺杂有稀土的二氧化钛层； 所述反应桶(2)的两端均设置有密封板(5)，且至少一端的密封板(5)上设置有石英玻璃片(6)，所述光源(I)设置在设有石英玻璃片(6)的反应桶(2)的至少一端的外部，用于将光束通过所述石英玻璃片(6)射入反应桶(2)内。2.根据权利要求1所述的光纤式光催化反应器，其特征在于，在所述反应桶(2)两端的密封板(5)上均设置有石英玻璃片(6)，且所述光源(I)的个数为2个，分别设置在反应桶(2)的两端的外部。3.根据权利要求1所述的光纤式光催化反应器，其特征在于，所述密封板(5)和所述石英玻璃片(6)均为圆形，且所述石英玻璃片(6)的直径小于所述密封板(5)的直径。4.根据权利要求1所述的光纤式光催化反应器，其特征在于，所述反应桶(2)内设置有光纤固定架(4)，所述光纤固定架(4)包括分别设置在反应桶(2)两端的圆形架体(41)和连接两个所述圆形架体(41)的隔板(42)，在所述圆形架体(41)上设置有光纤固定孔(43)，用于将光纤(3)进行固定。5.根据权利要求4所述的光纤式光催化反应器，其特征在于，所述圆形架体(41)的直径不大于所述石英玻璃片(6)的直径。6.根据权利要求1所述的光纤式光催化反应器，其特征在于，所述反应桶(2)的内壁设置有铝箔反光层。7.根据权利要求1所述的光纤式光催化反应器，其特征在于，所述反应桶(2)的外部设置有加热带。8.根据权利要求1所述的光纤式光催化反应器，其特征在于，所述光源(I)为人造光源和/或自然光源。9.根据权利要求1所述的光纤式光催化反应器，其特征在于，所述光源(I)通过聚光透镜将光束射入反应桶(2)内。
【文档编号】B01J19/12GK205570308SQ201620193569
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】赵永椿, 孙平, 韩涛, 熊卓, 余学海, 张军营, 陈璟, 郑楚光
【申请人】中国神华能源股份有限公司, 北京国华电力有限责任公司, 神华国华（北京）电力研究院有限公司, 华中科技大学