一种多功能光催化反应装置

本实用新型属于环境化学领域，具体涉及一种多功能光催化反应装置。

背景技术：

光催化是利用半导体光催化剂受到光子激发后，在半导体的价带和导带位置分别会形成光生电子和光生空穴，进而能参与水分子的分解产氢反应。光催化技术以其绿色、高效的优点受到环境领域的广泛关注，近年来也被逐渐应用到氢能领域。

现有技术中的光催化反应装置仅具有单独的反应装置或过滤分离装置，光催化反应后需对催化剂另外进行分离回收，过程十分繁琐，且操作复杂，难以实现完成催化反应后直接回收催化剂的目的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是涉及一种多功能光催化反应装置，能够有效解决光催化实验存在的明暗对比、光源升温对结果的影响，直接分离获取催化剂，更加安全，操作方便，对比结果更准确。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种多功能光催化反应装置，包括带有盖的遮光外壁13、反应器14、光源8、遮光板2、环形石英壁15、旋转仪7和外部冷却池11；所述的遮光外壁13和连接在遮光外壁13底面上环形石英壁15共同形成冷却液存储空间，冷却液存储空间的进液口与出液口分别于外部冷却池11连通；所述的旋转仪7固定在冷却液存储空间内的遮光外壁13底面上，旋转仪7上连接有样品槽12，在样品槽12内的旋转仪7上端连接有反应器底座4，所述的反应器底座4上带有过滤装置，所述的过滤装置下方的反应器底座4上开设有出液口5，反应器14下方连接在反应器底座4上，所述的反应器14的上方连通有导气管3；所述的光源8固定在遮光外壁13的内部的底面中心，遮光外壁13内部被遮光板2分成两个空间，光源8位于其中的一个空间内。

作为本实用新型更优的技术方案，所述的遮光外壁13的内部的底面中心固定有光源座9，光源8固定在光源座9上。

作为本实用新型更优的技术方案，所述的冷却液存储空间的进液口与出液口与外部冷却池11连通的管路上设置有泵10。

作为本实用新型更优的技术方案，所述的反应器底座4为装填的过滤沙石圆柱体格栅。

作为本实用新型更优的技术方案，所述的遮光板2与遮光外壁13接触的位置为柔性结构。

作为本实用新型更优的技术方案，所述的样品槽12的材质为石英。作为本实用新型更优的技术方案，所述的样品槽12的材质为石英。

有益效果如下：

本实用新型提供的一种多功能光催化反应装置用于实验室中研究光催化剂分解水产氢的反应过程，采用冷却水循环的方式解决在光照过程中反应体系温度升高对实验结果会产生的影响，从而保持体系温度恒定；实现完成催化反应后直接回收催化剂，也解决了光催化反应后需对催化剂另外进行分离回收导致的过程十分繁琐的和操作复杂的问题。

附图说明

图1是本实用新型的一种多功能光催化反应装置俯视图；

图2为图1中a-a方向的剖视图；

图3是本实用新型中的一个实施例中的反应器底座为圆柱体格栅结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-3所示，本实用新型提供1、一种多功能光催化反应装置，其特征在于：包括带有盖的遮光外壁13、反应器14、光源8、遮光板2、环形石英壁15、旋转仪7和外部冷却池11；所述的遮光外壁13和连接在遮光外壁13底面上环形石英壁15共同形成冷却液存储空间，冷却液存储空间的进液口与出液口分别于外部冷却池11连通；所述的旋转仪7固定在冷却液存储空间内的遮光外壁13底面上，旋转仪7上连接有样品槽12，在样品槽12内的旋转仪7上端连接有反应器底座4，所述的反应器底座4上带有过滤装置，所述的过滤装置下方的反应器底座4上开设有出液口5，反应器14下方连接在反应器底座4上，所述的反应器14的上方连通有导气管3；所述的光源8固定在遮光外壁13的内部的底面中心，遮光外壁13内部被遮光板2分成两个空间，光源8位于其中的一个空间内。

在一些实施例中，所述的遮光外壁13的内部的底面中心固定有光源座9，光源8固定在光源座9上。

在一些实施例中，所述的冷却液存储空间的进液口与出液口与外部冷却池11连通的管路上设置有泵10。

在一些实施例中，所述的反应器底座4为装填的过滤沙石圆柱体格栅。

在一些实施例中，所述的遮光板2与遮光外壁13接触的位置为柔性结构，避免遮光板2与遮光外壁13的摩擦。

在一些实施例中，所述的样品槽12的材质为石英。

本实用新型是用来在实验室中研究催化剂分解水制取氢气的装置，外形为一个圆柱形，由遮光外壁13、盖子1组成最外层，内部有环形石英壁15和灯8组成光源，由样品槽12放置样品、旋转仪7在样品槽底部，可以旋转360°，保证样品受到光照均匀。在反应装置外部连接冷却池11和泵10，来使整个装置中冷却液循环。本实用新型沿圆周内设有6个样品槽，可放置样品反应器。装置中间有遮光板2将装置内部空间分隔为2个部分，一部分有光照，另一部分则无光照。在所述的遮光板2两侧边缘固定连接有柔性结构，保证将有光照的部分全封闭。催化反应器14的上管口由硬质胶塞盖合封闭，反应器14的下管口与反应器底座4紧密相连。

本实用新型的使用过程如下：首先打开泵10，使得外部冷却池11中的冷却液通入冷却液存储空间中，当冷却液存储空间中冷却液的液面达到一定高度时，在泵10的作用下让冷却液在冷却液存储空间和外部冷却池11中循环；然后打开光源8，保持一段时间后，在样品槽12中放入样品，样品槽12为石英材质，可防止开裂，光经过环形石英壁15—冷却液—样品槽12，仍然能够保持平行，照射在样品上，最后打开旋转仪7能够让样品360度缓慢的转动，保证样品受到光照均匀。

本实用新型反应器底座4中为圆柱体格栅，圆柱体格栅中装填有过滤砂石，反应器底座4的上部与反应器14管壁下口紧密相连，反应器底座4下部设置一个出水口5。

此外，本实用新型可以根据具体实验情况选择不同的光源。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多种实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。