一种原位催化反应设备的制作方法

本申请涉及原位催化反应装置，尤其涉及一种原位催化反应设备。

背景技术：

1、同步辐射光源以其高准直、低发散角、高亮度、高纯净的特点已经广泛应用于各个领域的前沿基础研究及产业应用研究。通过探索物质与同步辐射光之间的相互作用，从而研究物质的物理、化学等各方面性质。

2、在使用同步辐射光源进行样品测试时，需要各类样品台、样品架、测试装置等进行辅助测试。在多相催化领域，科学家利用同步辐射光源进行催化材料表征时，除了需要探测非原位样品信息，对在特定气氛、温度、压力等条件下的原位催化实验中催化剂的原位变化更感兴趣，因此需要设计结构紧凑小巧、好用的原位池来支撑同步辐射多种方法学在催化领域的关键科学问题研究。为了满足原位催化反应过程对于多种方法学切换使用或者多方法学联用的测试需要，亟需一种通用型同步辐射多相催化反应测试的原位装置，以实现实验过程中能同时对样品加温、加压、通气氛、旋转扫描、透射扫描等操作。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种可满足多种方法学的原位催化反应设备，实现对样品加温、加压、通气、旋转、透射扫描等操作。

2、为解决上述技术问题，本申请提供了：

3、一种原位催化反应设备，包括：

4、工作台，所述工作台上设置有样品加热装置和温度检测装置；

5、多维样品台，设置于所述工作台上；

6、样品支架，设置于所述多维样品台上；

7、样品管，安装于所述样品支架上，用于盛放样品，所述样品加热装置用于加热所述样品管，所述温度检测装置用于检测所述样品管的温度；

8、气体供给装置，所述气体供给装置包括气体储瓶，所述气体储瓶通过进气管与所述样品管的进口端连通，用于向所述样品管内提供高压气体，所述进气管上设置有流量控制阀和压力表；

9、检测仪器，所述检测仪器通过出气管与所述样品管的出口端连通，所述出气管上设置有泄压阀。

10、另外，根据本申请的原位催化反应设备，还可具有如下附加的技术特征：

11、在本申请的一些实施例中，所述样品支架包括底座、直立支架和水平支架，所述底座设置于所述多维样品台上，所述直立支架设置于所述底座上，所述水平支架设置于所述直立支架上，所述直立支架分别与所述底座和所述水平支架垂直连接，所述水平支架包括第一支撑部、第二支撑部和第三支撑部，所述第一支撑部、所述第二支撑部和所述第三支撑部沿竖直方向依次间隔设置。

12、在本申请的一些实施例中，所述原位催化反应设备还包括转接管组，所述转接管组包括第一转接管和第二转接管，所述第一支撑部开设有与所述第一转接管相适配的第一夹持孔，所述第三支撑部开设有与所述第二转接管相适配的第二夹持孔，所述第一转接管分别与所述进气管和所述样品管的进口端连通，所述第二转接管分别与所述出气管和所述样品管的出口端连通。

13、在本申请的一些实施例中，所述原位催化反应设备还包括第一密封组件，所述第一密封组件包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件套设于所述第一转接管与所述样品管的连接处的周向，所述第二密封件套设于所述第二转接管与所述样品管的连接处的周向。

14、在本申请的一些实施例中，所述进气管靠近所述第一转接管的一端设有第一法兰盘，所述第一转接管远离所述样品管的一端设有与所述第一法兰盘相适配的第二法兰盘，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘通过第一紧固件连接；

15、所述出气管靠近所述第二转接管的一端设有第三法兰盘，所述第二转接管远离所述样品管的一端设有与所述第三法兰盘相适配的第四法兰盘，所述第三法兰盘和所述第四法兰盘通过第二紧固件连接。

16、在本申请的一些实施例中，所述原位催化反应设备还包括第二密封组件，所述第二密封组件包括第三密封件和第四密封件，所述第三密封件抵接于所述第一法兰盘与所述第二法兰盘之间，所述第四密封件抵接于所述第三法兰盘与所述第四法兰盘之间。

17、在本申请的一些实施例中，所述样品管内间隔设置有两个管道封堵件，两个所述管道封堵件之间形成样品反应区，所述样品反应区内盛放所述样品。

18、在本申请的一些实施例中，所述原位催化反应设备还包括第三紧固件，所述底座上开设有第一安装孔，所述多维样品台上开设有与所述第一安装孔相对应的第二安装孔，所述第三紧固件依次穿设于所述第一安装孔和所述第二安装孔，以使所述底座与所述多维样品台紧固连接。

19、在本申请的一些实施例中，所述样品加热装置包括第一控制器、红外加热器和固定架，所述第一控制器和所述固定架均设置于所述工作台上，所述固定架开设有与所述红外加热器相适配的第三夹持孔，所述红外加热器与所述第一控制器电连接，所述红外加热器的加热头朝向靠近所述样品管的方向设置，且与所述样品管垂直设置。

20、在本申请的一些实施例中，所述温度检测装置包括第二控制器和热电偶，所述第二控制器设置于所述工作台上，所述第二控制器与所述热电偶电连接，所述热电偶安装于所述第二支撑部靠近所述样品管的一端，且所述热电偶和所述样品加热装置分别位于所述样品管的两相对侧。

21、本申请的有益效果是：

22、本申请提出一种原位催化反应设备，原位催化反应设备包括工作台、多维样品台、样品支架、样品管、气体供给装置和检测仪器，气体供给装置包括气体储瓶。通过在工作台上设置用于加热样品管的样品加热装置，以实现对样品的加热功能，通过在工作台上设置用于检测样品管的温度的温度检测装置，以实现实时检测加热温度的功能。原位催化反应设备配合同步辐射光源，以实现对样品透射扫描的功能；同时，通过将多维样品台设置在工作台上，并将样品支架设置在多维样品台上，且将样品管安装在样品支架上，这样使得样品管和样品支架能够跟随多维样品台同步旋转，配合同步辐射光源，从而实现旋转扫描的功能。气体储瓶通过进气管与样品管的进口端连通，以向样品管内提供高压气体，从而实现加压和通气氛的功能。通过在进气管上设置流量控制阀以控制气体流速，配置压力表以便实时读取样品管内的压力值，配合出气管上设置的泄压阀实现对气体压力控制的功能。检测仪器通过出气管与样品管的出口端连通，这样使得样品管内反应产生的气体可经由出气管进入检测仪器中进行实时检测。通过更换不同直径尺寸的样品管，以实现满足不同样品的测试需求。

23、本申请提供的原位催化反应设备，结构简单紧凑小巧且实用，可满足原位催化反应过程对于多种方法学切换使用或者多方法学联用的测试需要，在实验过程中能够同时对样品进行加温、加压、通气氛、透射扫描、旋转扫描等操作。

技术特征：

1.一种原位催化反应设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的原位催化反应设备，其特征在于，所述样品支架包括底座、直立支架和水平支架，所述底座设置于所述多维样品台上，所述直立支架设置于所述底座上，所述水平支架设置于所述直立支架上，所述直立支架分别与所述底座和所述水平支架垂直连接，所述水平支架包括第一支撑部、第二支撑部和第三支撑部，所述第一支撑部、所述第二支撑部和所述第三支撑部沿竖直方向依次间隔设置。

3.根据权利要求2所述的原位催化反应设备，其特征在于，所述原位催化反应设备还包括转接管组，所述转接管组包括第一转接管和第二转接管，所述第一支撑部开设有与所述第一转接管相适配的第一夹持孔，所述第三支撑部开设有与所述第二转接管相适配的第二夹持孔，所述第一转接管分别与所述进气管和所述样品管的进口端连通，所述第二转接管分别与所述出气管和所述样品管的出口端连通。

4.根据权利要求3所述的原位催化反应设备，其特征在于，所述原位催化反应设备还包括第一密封组件，所述第一密封组件包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件套设于所述第一转接管与所述样品管的连接处的周向，所述第二密封件套设于所述第二转接管与所述样品管的连接处的周向。

5.根据权利要求3所述的原位催化反应设备，其特征在于，所述进气管靠近所述第一转接管的一端设有第一法兰盘，所述第一转接管远离所述样品管的一端设有与所述第一法兰盘相适配的第二法兰盘，所述第一法兰盘和所述第二法兰盘通过第一紧固件连接；

6.根据权利要求5所述的原位催化反应设备，其特征在于，所述原位催化反应设备还包括第二密封组件，所述第二密封组件包括第三密封件和第四密封件，所述第三密封件抵接于所述第一法兰盘与所述第二法兰盘之间，所述第四密封件抵接于所述第三法兰盘与所述第四法兰盘之间。

7.根据权利要求1所述的原位催化反应设备，其特征在于，所述样品管内间隔设置有两个管道封堵件，两个所述管道封堵件之间形成样品反应区，所述样品反应区内盛放所述样品。

8.根据权利要求2所述的原位催化反应设备，其特征在于，所述原位催化反应设备还包括第三紧固件，所述底座上开设有第一安装孔，所述多维样品台上开设有与所述第一安装孔相对应的第二安装孔，所述第三紧固件依次穿设于所述第一安装孔和所述第二安装孔，以使所述底座与所述多维样品台紧固连接。

9.根据权利要求1所述的原位催化反应设备，其特征在于，所述样品加热装置包括第一控制器、红外加热器和固定架，所述第一控制器和所述固定架均设置于所述工作台上，所述固定架开设有与所述红外加热器相适配的第三夹持孔，所述红外加热器与所述第一控制器电连接，所述红外加热器的加热头朝向靠近所述样品管的方向设置，且与所述样品管垂直设置。

10.根据权利要求2所述的原位催化反应设备，其特征在于，所述温度检测装置包括第二控制器和热电偶，所述第二控制器设置于所述工作台上，所述第二控制器与所述热电偶电连接，所述热电偶安装于所述第二支撑部靠近所述样品管的一端，且所述热电偶和所述样品加热装置分别位于所述样品管的两相对侧。

技术总结
本申请公开了一种原位催化反应设备，属于原位催化反应装置领域。其包括工作台、多维样品台、样品支架、样品管、气体供给装置和检测仪器。工作台上设置有样品加热装置和温度检测装置；多维样品台设置于工作台上；样品支架设置于多维样品台上；样品管安装于样品支架上；气体供给装置包括气体储瓶，气体储瓶通过进气管与样品管的进口端连通，进气管上设置有流量控制阀和压力表；检测仪器通过出气管与样品管的出口端连通，出气管上设置有泄压阀。本申请提供的原位催化反应设备，可满足多种方法学切换使用或者多方法学联用的测试需要，能够同时对样品进行加温、加压、通气、透射扫描、旋转扫描等操作。

技术研发人员：王苗苗,林晓胜,王旭,李海菁,刘天慧,舒淼,杨纯臻,司锐
受保护的技术使用者：深圳综合粒子设施研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14