一种新型适应于磁性催化剂的光电催化制氢反应器的制作方法

本实用新型涉及一个催化制氢装置，具体是一个适用于磁性催化剂的光电催化制氢装置。

背景技术：

随着人类对能源的需求量日益增长，化石燃料等不可再生能源面临枯竭的危险，化石燃料对环境的影响也不容忽视。所以，开发和利用新能源成为越来越迫切的要求。氢气作为能源，越来越受到人们的关注。氢气绿色环保，燃烧后的产物为水，不污染空气。所以，它被认为是理想的清洁，高能燃料。光催化制氢被认为是很有前途的制氢方法，在该领域人们展开了大量研究。如何获得一个高效的反应器是制氢技术关键的一步。

目前光催化制氢装置不是对所有催化剂都适应，例如磁性催化剂对实验装置有了较高的要求，传统的磁力搅拌不再适用，催化剂会被磁性转子吸收，从而影响光催化制氢效果。此外，一般的光催化装置光源都是从顶部照射催化剂，光源离催化剂距离较远，造成了光能损失。再者，一般的催化剂单纯依靠光催化制氢效率较低。因此，本专利从提高产氢性能和降低能耗出发，为磁性催化剂提供合适的反应条件，研制了一种新型的适应于磁性催化剂的光电催化制氢装置。开发新型高效的反应器为实验室及工业推广应用奠定了良好基础。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述种种缺陷，提供一种适用于磁性催化剂的光电催化制氢装置。

其技术方案是：一种光电制氢反应器具有密闭的反应空间，整个装置由反应器主体、输气系统和电催化体系构成，反应器主体主要由石英玻璃管、LED灯和镜面组成。输气系统主要由钢瓶主体和减压阀组成。电催化体系主要由直流电源主体和阴阳电极组成。石英玻璃管置于LED灯上，在石英玻璃管正上方放一个镜面，光源发出的光线可均匀直射到石英玻璃管内，顶部损失的一部分光能通过镜面反射到玻璃管内部，提高光能利用率。阴阳电极一端分别插入石英玻璃盖上的接口三和接口四，另一端通过导线连接直流电源的正负极，实现电催化。通氩气以除去反应器中的空气，通入N2进行曝气，使磁性催化剂材料与水得以充分的接触与反应。通过接口六收集产生的氢气。

本实用新型的有益效果是：不同于以往的光催化制氢反应装置，结合电催化，实现光电催化制氢。同时采用曝气方式代替搅拌，克服了传统磁力搅拌对磁性催化剂的影响。本装置首次使用LED光源在底部照射方式，同时石英玻璃管顶部放置镜面，克服了普通光能损失和产热过高的问题，大大提高了制氢性能。

附图说明

附图1是本实用新型的光电催化制氢装置的结构示意图；

附图2是氩气钢瓶示意图；

附图3为直流电源示意图。

上图中：石英玻璃管1，LED灯装置2，阴阳电极3，磁性催化剂材料4，开关5，接口一6，接口二7，接口三8，接口四9，接口五10，接口六11,镜面12，氩气钢瓶13，减压阀14，氩气15，总开关16，软管17，电源开关18，电流调节器19，电压调节器20，正负极21，直流电源22，导线23

具体实施方式

结合附图1、附图2和附图3，对本实用新型作进一步的描述：

本实用新型主要包括反应器主体、输气系统和电催化体系构成。反应器主体主要由石英玻璃管1、LED灯2和阴阳电极3灯组成。输气系统主要由钢瓶主体13、氩气15、总开关16和减压阀14组成。电催化体系主要由直流电源主体22、电源开关18、正负极21、电流调节器19和电压调节器20组成。石英玻璃管1置于LED灯2上，LED灯通过开关5控制。在石英玻璃管1正上方放一个镜面12，提高光能利用率。光源发出的光线可均匀直射到石英玻璃管1内，顶部损失的一部分光能通过镜面12反射到玻璃管内部，提高光能利用率。阴阳电极3一端分别插入石英玻璃盖上的接口三8和接口四9，另一端分别通过导线23连接直流电源22的正负极21，实现电催化。磁性催化剂材料4置于石英玻璃管1底部，接口一6为氩气15进气口，通过软管17和氩气钢瓶13的减压阀14连接，通过减压阀14控制氩气15进气速度，以除去反应器中的空气，接口二7为氩气15出口。通过接口五10通入N2进行曝气，使催化剂材料4与水得以充分的接触与反应，通过控制通入N2的速度的控制催化剂材料4与溶液的接触状态，通过接口六11收集所产生的氢气。

在工作时，将本实用新型装置与电极连接起来，实现光电催化制氢，加入磁性催化剂，通过曝气使磁性催化剂材料4与水得以充分的接触与反应。反应器主体放置在可调节LED灯2上，从底部均匀直射到石英玻璃管1内，同时在石英玻璃管(10)正上方放一个镜面(12)，减少了光能损失，从而提高了制氢能力。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述阐述的技术方案加以改型或变更为等同变化的等同实例。凡未脱离本实用新型技术方案内容，依据实用新型的技术方案对上述实施例进行的任何简单修改、变更或改型，均属于本实用型技术方案的保护范围。