本發(fā)明涉及一氧化氮合成氨，具體涉及一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

1、一氧化氮（no）是對環(huán)境有害的主要空氣污染物之一，在日常生活中，如燃煤發(fā)電廠和機動車輛，都會排放出no，其濃度升高會引起嚴(yán)重的環(huán)境和生態(tài)問題，如酸雨，臭氧消耗和煙霧，對人類健康構(gòu)成潛在的風(fēng)險。

2、光催化是以太陽光為能源，驅(qū)動半導(dǎo)體催化劑進(jìn)行一系列氧化還原反應(yīng)的技術(shù)，具有反應(yīng)條件溫和、二次污染少、能耗低等優(yōu)點，近年來應(yīng)用光催化技術(shù)處理轉(zhuǎn)化氮氧化物（nox）已成為研究熱點。光催化劑可以通過質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)（proton?coupledelectron?transfer,?pcet）將所吸附的no分子轉(zhuǎn)化為氨（nh3）。nh3作為一種重要的經(jīng)濟化合物，在工業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。因此，通過光催化技術(shù)將有害的no轉(zhuǎn)化成高經(jīng)濟價值的nh3，這種“變害為寶”的技術(shù)具有深遠(yuǎn)的意義和廣闊的發(fā)展前景。

3、目前，no還原產(chǎn)nh3使用的反應(yīng)裝置普遍為固液體系，即：將催化劑分散在水中，通入no氣體進(jìn)行光照反應(yīng)，然而，no在水中的溶解度很小，在20℃時，每100ml水中僅可以溶解約5.6×10-3gno，這導(dǎo)致no與催化劑接觸不足，從而大大限制了no還原產(chǎn)nh3速率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提供一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中no在水中的溶解度很小，導(dǎo)致no與催化劑接觸不足，no還原產(chǎn)nh3速率低的問題。

2、為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，包括：

4、反應(yīng)池，所述反應(yīng)池的周側(cè)設(shè)有相對的進(jìn)氣管和進(jìn)液管，所述反應(yīng)池的底部設(shè)有排液管；

5、石英光窗，所述石英光窗設(shè)于所述反應(yīng)池的頂部；

6、霧化片，所述霧化片設(shè)于所述進(jìn)液管內(nèi)，所述霧化片用于將經(jīng)由進(jìn)液管輸送至反應(yīng)池內(nèi)的液體霧化成微液滴；

7、玻璃膜，所述玻璃膜設(shè)于所述反應(yīng)池內(nèi)并位于進(jìn)氣管和進(jìn)液管之間，且所述玻璃膜所在的平面與所述進(jìn)氣管、進(jìn)液管所在的平面相同，其中，所述玻璃膜的兩側(cè)面均鋪設(shè)有光催化劑層；以及，

8、光照單元，所述光照單元設(shè)于所述石英光窗的上方。

9、在一些實施例中，還包括儲液容器，所述儲液容器內(nèi)可盛裝有清水，所述儲液容器的出液管與所述進(jìn)液管連通，所述儲液容器上設(shè)有可開啟或關(guān)閉進(jìn)液口的蓋板。

10、在一些實施例中，所述儲液容器的出液管與所述反應(yīng)池的進(jìn)液管為球頭球碗連接結(jié)構(gòu)，且所述球頭球碗的連接處涂覆有真空潤滑脂層。

11、在一些實施例中，所述儲液容器為高硼硅玻璃容器，所述蓋板為高硼硅玻璃蓋板。

12、在一些實施例中，所述反應(yīng)池內(nèi)位于所述進(jìn)氣管、進(jìn)液管的下方設(shè)有多孔砂板，所述多孔砂板用于對玻璃膜進(jìn)行支撐。

13、在一些實施例中，所述玻璃膜整體呈橢圓形，所述玻璃膜的一頭與所述多孔砂板連接，所述玻璃膜的另一頭與所述反應(yīng)池的內(nèi)壁連接。

14、在一些實施例中，所述光催化劑層為鈦酸鋇、二氧化鈦、氧化鋅或二氧化鋯中的一種或幾種。

15、在一些實施例中，所述進(jìn)液管上設(shè)有供所述霧化片的線路穿設(shè)出所述進(jìn)液管外的支管，且所述支管上設(shè)有堵頭。

16、在一些實施例中，所述光照單元為氙燈光源。

17、在一些實施例中，還包括冷凝器，所述冷凝器與所述排液管相連通。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，通過反應(yīng)池的周側(cè)設(shè)有相對的進(jìn)氣管和進(jìn)液管，反應(yīng)池的底部設(shè)有排液管，石英光窗設(shè)于反應(yīng)池的頂部，霧化片設(shè)于進(jìn)液管內(nèi)，玻璃膜設(shè)于反應(yīng)池內(nèi)并位于進(jìn)氣管和進(jìn)液管之間，且玻璃膜所在的平面與進(jìn)氣管、進(jìn)液管所在的平面相同，玻璃膜的兩側(cè)面均鋪設(shè)有光催化劑層，光照單元設(shè)于石英光窗的上方；no經(jīng)由進(jìn)氣管輸送至反應(yīng)池內(nèi)，霧化片將經(jīng)由進(jìn)液管輸送至反應(yīng)池內(nèi)的液體霧化成微液滴，能夠有效地增加液體與no的接觸面積，提高了no在液體內(nèi)的溶解度，使no與催化劑層接觸更充分，提高了no還原產(chǎn)nh3的速率。

技術(shù)特征：

1.一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，其特征在于，還包括儲液容器，所述儲液容器內(nèi)可盛裝有清水，所述儲液容器的出液管與所述進(jìn)液管連通，所述儲液容器上設(shè)有可開啟或關(guān)閉進(jìn)液口的蓋板。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述儲液容器的出液管與所述反應(yīng)池的進(jìn)液管為球頭球碗連接結(jié)構(gòu)，且所述球頭球碗的連接處涂覆有真空潤滑脂層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述儲液容器為高硼硅玻璃容器，所述蓋板為高硼硅玻璃蓋板。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述反應(yīng)池內(nèi)位于所述進(jìn)氣管、進(jìn)液管的下方設(shè)有多孔砂板，所述多孔砂板用于對玻璃膜進(jìn)行支撐。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述玻璃膜整體呈橢圓形，所述玻璃膜的一頭與所述多孔砂板連接，所述玻璃膜的另一頭與所述反應(yīng)池的內(nèi)壁連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述光催化劑層為鈦酸鋇、二氧化鈦、氧化鋅或二氧化鋯中的一種或幾種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述進(jìn)液管上設(shè)有供所述霧化片的線路穿設(shè)出所述進(jìn)液管外的支管，且所述支管上設(shè)有堵頭。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述光照單元為氙燈光源。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，其特征在于，還包括冷凝器，所述冷凝器與所述排液管相連通。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種一氧化氮合成氨的反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)池、霧化片、石英光窗、玻璃膜以及光照單元，反應(yīng)池的周側(cè)設(shè)有相對的進(jìn)氣管和進(jìn)液管，反應(yīng)池的底部設(shè)有排液管，石英光窗設(shè)于反應(yīng)池的頂部，霧化片設(shè)于進(jìn)液管內(nèi)，霧化片用于將經(jīng)由進(jìn)液管輸送至反應(yīng)池內(nèi)的液體霧化成微液滴，玻璃膜設(shè)于反應(yīng)池內(nèi)并位于進(jìn)氣管和進(jìn)液管之間，且玻璃膜所在的平面與進(jìn)氣管、進(jìn)液管所在的平面相同，其中，玻璃膜的兩側(cè)面均鋪設(shè)有光催化劑層，光照單元設(shè)于石英光窗的上方。解決了現(xiàn)有技術(shù)中NO在水中的溶解度很小，導(dǎo)致NO與催化劑接觸不足，NO還原產(chǎn)NH<subgt;3</subgt;速率低的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：丁星,陳琛,金興智,楊懿,汪佩,張曉虎,陳浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2