本實(shí)用新型涉及光催化處領(lǐng)域，具體涉及一種光催化劑性能評(píng)價(jià)裝置。

背景技術(shù)：

隨著光催化劑的不斷發(fā)展以及光催化性能的不斷提高，光催化技術(shù)在空氣凈化、油污分解、水處理等領(lǐng)域受到了科研技術(shù)人員廣泛的關(guān)注，尤其是光催化處理污染氣方面。而在光催化劑的研發(fā)過(guò)程中，一般需要對(duì)某一確定的催化劑進(jìn)行各種定量的科學(xué)研究，從而尋找催化劑的優(yōu)化條件或者發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在的反應(yīng)規(guī)律；傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置由于都只用到一個(gè)反應(yīng)器，每次只能對(duì)一種光催化劑進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此同一反應(yīng)體系下對(duì)多種催化劑進(jìn)行活性對(duì)比評(píng)價(jià)、或?qū)δ撤N催化劑進(jìn)行優(yōu)化反應(yīng)條件時(shí)，實(shí)驗(yàn)效率會(huì)非常低；此外，現(xiàn)有的催化劑評(píng)價(jià)裝置，采用定時(shí)抽取氣體進(jìn)行離線分析檢測(cè)，使得誤差增大，數(shù)據(jù)不可靠；且目前的反應(yīng)器，由于容積有限，如果氣流過(guò)大，會(huì)把蓋子頂開，導(dǎo)致反應(yīng)氣體漏出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種光催化劑性能評(píng)價(jià)裝置，其設(shè)有多個(gè)反應(yīng)池，可同時(shí)對(duì)多個(gè)光催化劑進(jìn)行性能評(píng)價(jià)，工作效率高，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠，且氣體密封性佳，本實(shí)用新型優(yōu)化了光催化反應(yīng)體系，適用范圍廣。

為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種光催化劑性能評(píng)價(jià)裝置，包括分析系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、儲(chǔ)氣裝置；所述反應(yīng)系統(tǒng)包括一暗箱、及置于暗箱內(nèi)的光源和多個(gè)反應(yīng)池；所述光源裝接于暗箱頂部并與反應(yīng)池呈相對(duì)設(shè)置；所述反應(yīng)池設(shè)有進(jìn)氣管與出氣管；所述儲(chǔ)氣裝置通過(guò)多通閥與多個(gè)反應(yīng)池的進(jìn)氣管及分析系統(tǒng)呈管路連接，所述反應(yīng)池的出氣管與分析系統(tǒng)通過(guò)管路連接；其中氣體從儲(chǔ)氣裝置分別進(jìn)入到反應(yīng)池及分析系統(tǒng)，光催化反應(yīng)后經(jīng)出氣管進(jìn)入到分析系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)氣裝置包括氣體混合器、第一反應(yīng)氣源和第二反應(yīng)氣源，所述氣體混合器分別與第一反應(yīng)氣源和第二反應(yīng)氣源管路連接，以使第一反應(yīng)氣源和第二反應(yīng)氣源的反應(yīng)氣混合。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)氣裝置還包括第一流量控制器，該第一流量控制器裝接于第一反應(yīng)氣源和氣體混合器之間、第二反應(yīng)氣源與氣體混合器之間，以調(diào)節(jié)各反應(yīng)氣的流量。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)系統(tǒng)包括第二流量控制器，該第二流量控制器裝接于所述進(jìn)氣管與儲(chǔ)氣裝置之間，以調(diào)節(jié)反應(yīng)氣混合后的流量。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)系統(tǒng)還包括升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)設(shè)于反應(yīng)池底部，以調(diào)節(jié)反應(yīng)池和光源的距離。

進(jìn)一步地，所述光源為管式光源，采用紫外燈、汞燈或氙燈，所述光源獨(dú)立控制且平行設(shè)于暗箱的頂部。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)池包括反應(yīng)池本體、透光蓋板、固定組件、樣品板；所述反應(yīng)池本體包括一上端開口的腔體，所述腔體的側(cè)壁開設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)氣孔，及與之相對(duì)的至少一個(gè)出氣孔，且所述進(jìn)氣孔、出氣孔分別與所述進(jìn)氣管、出氣管連通；所述樣品板置于腔體底部；所述透光蓋板設(shè)置于腔體的上端，以密封所述腔體；所述腔體的外周設(shè)有凸臺(tái)，所述凸臺(tái)的高度與所述透光蓋板的高度一致，所述固定組件裝接于該凸臺(tái)上以固定所述透光蓋板；其中，氣體經(jīng)進(jìn)氣孔進(jìn)入腔體并從出氣孔流出。

進(jìn)一步地，所述固定組件包括固定框及頂絲件；所述固定框的內(nèi)邊緣壓蓋于所述透光蓋板的外邊緣，所述固定框周邊及凸臺(tái)外周配合設(shè)有供頂絲件置入的螺孔，以使固定框固定透光蓋板。

進(jìn)一步地，所述腔體的側(cè)壁內(nèi)部橫向開設(shè)有一兩端封閉的進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣管、進(jìn)氣孔與該進(jìn)氣通道相連通，以使氣體從進(jìn)氣管進(jìn)入進(jìn)氣通道后分流于各進(jìn)氣孔并流入腔體內(nèi)。

本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，取得的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型所述的光催化劑性能評(píng)價(jià)裝置采用了多個(gè)反應(yīng)池，能夠快速評(píng)價(jià)與篩選大量化合物的光催化性能，實(shí)現(xiàn)在同一反應(yīng)體系下不同光催化劑的催化活性的評(píng)測(cè)與對(duì)比，從而大幅提高工作效率。

(2)本實(shí)用新型采用多個(gè)流量控制器，可調(diào)整各反應(yīng)氣流量的比例及反應(yīng)氣混合后的流量，可調(diào)節(jié)的反應(yīng)參數(shù)多，變量多，對(duì)于優(yōu)化催化反應(yīng)體系具有很大的靈活性。

(3)本實(shí)用新型可同時(shí)進(jìn)行光催化反應(yīng)和在線分析，方便進(jìn)行實(shí)時(shí)的生成氣體的檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)效率高，相比傳統(tǒng)的離線抽樣檢測(cè)，提高了實(shí)驗(yàn)的可靠性，并降低了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差；此外，可進(jìn)行同種光催化劑在同一反應(yīng)體系下不同時(shí)間的產(chǎn)氣量進(jìn)行測(cè)定，從而為光催化劑的優(yōu)化條件選擇或者其內(nèi)在催化規(guī)律的研究提供科學(xué)依據(jù)。

(4)傳統(tǒng)的反應(yīng)池是將透光蓋板直接置于反應(yīng)池上端，沒有進(jìn)行密封措施，或者將有機(jī)玻璃板直接進(jìn)行打孔固定在反應(yīng)池上端進(jìn)行密封，因有機(jī)玻璃板對(duì)紫外光源的透過(guò)率低，導(dǎo)致紫外可見光的催化反應(yīng)效果差，而本實(shí)用新型所述反應(yīng)池，采用固定組件將石英玻璃的透光蓋板密封地壓蓋于腔體上端，使氣體密封性大大地提高，且在反應(yīng)池移動(dòng)或氣流增大時(shí)，防止透光蓋板的移動(dòng)。

(5)本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)整升降機(jī)構(gòu)的高度，調(diào)節(jié)反應(yīng)池與光源的距離，從而調(diào)節(jié)樣品表面的光照強(qiáng)度；此外，光源可獨(dú)立控制，也可控制單個(gè)光源的啟閉，從而控制光源的光照強(qiáng)度和照射范圍。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。

在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型所述評(píng)價(jià)裝置的俯視示意圖；

圖2為本實(shí)用新型所述暗箱內(nèi)部的主視示意圖；

圖3為本實(shí)用新型所述反應(yīng)池的剖面示意圖；

圖4為本實(shí)用新型所述反應(yīng)池本體的的立體示意圖；

圖5為本實(shí)用新型所述反應(yīng)池本體的俯面示意圖。

附圖標(biāo)記：反應(yīng)系統(tǒng)-1，分析系統(tǒng)-2，儲(chǔ)氣裝置-3，多通閥-4，暗箱-11，光源-12，反應(yīng)池-5，第二流量控制器-13，升降機(jī)構(gòu)-14，第二針型閥-131，第二氣體流量計(jì)-132，進(jìn)氣管-51，出氣管-52，氣體混合器-31，第一反應(yīng)氣源-32，第二反應(yīng)氣源-33，第一流量控制器-34，第一針型閥-341，第一氣體流量計(jì)-342，反應(yīng)池本體-53，透光蓋板-54，固定組件-55，樣品板-56，腔體-531，凸臺(tái)-532，臺(tái)階面-533，進(jìn)氣通道-534，固定框-551，頂絲件-552，進(jìn)氣孔-535，出氣孔-536。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚、明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型所述的一種光催化劑性能評(píng)價(jià)裝置，如圖1所示，包括反應(yīng)系統(tǒng)1、分析系統(tǒng)2、儲(chǔ)氣裝置3；其中：

所述反應(yīng)系統(tǒng)1包括一暗箱11、及置于暗箱11內(nèi)的光源12和多個(gè)反應(yīng)池5；所述光源12裝接于暗箱11頂部并與反應(yīng)池5呈相對(duì)設(shè)置；所述反應(yīng)池5設(shè)有進(jìn)氣管51與出氣管52；所述儲(chǔ)氣裝置3通過(guò)多通閥4與多個(gè)反應(yīng)池5的進(jìn)氣管51及分析系統(tǒng)2呈管路連接，所述反應(yīng)池5的出氣管52與分析系統(tǒng)2通過(guò)管路連接；其中氣體從儲(chǔ)氣裝置3分別進(jìn)入到反應(yīng)池5及分析系統(tǒng)2，光催化反應(yīng)后經(jīng)出氣管52進(jìn)入到分析系統(tǒng)2。

所述儲(chǔ)氣裝置3包括氣體混合器31、第一反應(yīng)氣源32和第二反應(yīng)氣源33，所述氣體混合器31分別與第一反應(yīng)氣源32和第二反應(yīng)氣源33管路連接，以使第一反應(yīng)氣源32和第二反應(yīng)氣源33的反應(yīng)氣混合，采用氣體混合器31將反應(yīng)氣進(jìn)行預(yù)混合，提高了光催化反應(yīng)的效果。

所述儲(chǔ)氣裝置3還包括第一流量控制器34，所述第一流量控制器34包括第一針型閥341及第一氣體流量計(jì)342，所述第一針型閥341和第一氣體流量計(jì)342裝接于第一反應(yīng)氣源32和氣體混合器31之間、第二反應(yīng)氣源33與氣體混合器31之間，以調(diào)節(jié)各反應(yīng)氣的流量。

所述反應(yīng)系統(tǒng)1包括第二流量控制器13，所述第二流量控制器13包括第二針型閥131及第二氣體流量計(jì)132，所述第二針型閥131和第二氣體流量計(jì)132裝接于所述進(jìn)氣管51與儲(chǔ)氣裝置3之間，以調(diào)節(jié)反應(yīng)氣混合后的流量。

本實(shí)用新型采用多個(gè)流量控制器，可調(diào)整各反應(yīng)氣流量的比例及反應(yīng)氣混合后的流量，可調(diào)節(jié)的反應(yīng)參數(shù)多，變量多，對(duì)于優(yōu)化催化反應(yīng)體系具有很大的靈活性。

所述反應(yīng)系統(tǒng)1還包括升降機(jī)構(gòu)14，如圖2所示，所述升降機(jī)構(gòu)14設(shè)于反應(yīng)池5底部，通過(guò)調(diào)整升降機(jī)構(gòu)14的高度，調(diào)節(jié)反應(yīng)池5與光源12的距離，從而調(diào)節(jié)樣品表面的光照強(qiáng)度。

所述光源12為管式光源12，采用紫外燈、汞燈或氙燈，所述光源12獨(dú)立控制且平行設(shè)于暗箱11的頂部，可控制單個(gè)光源12的啟閉，從而控制光源12的光照強(qiáng)度和照射范圍。

圖3為本實(shí)用新型所述反應(yīng)池5的剖面示意圖，所述反應(yīng)池5包括反應(yīng)池本體53、透光蓋板54、固定組件55、樣品板56；如圖3-圖5所示，所述反應(yīng)池本體53包括一上端開口的腔體531，所述腔體531的側(cè)壁開設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)氣孔535，及與之相對(duì)的至少一個(gè)出氣孔536，且所述進(jìn)氣孔535、出氣孔536分別與所述進(jìn)氣管51、出氣管52連通；圖3所示，所述樣品板56置于腔體531底部；所述透光蓋板54設(shè)置于腔體531的上端，以密封所述腔體531；所述腔體531的外周設(shè)有凸臺(tái)532，該凸臺(tái)532與腔體531形成臺(tái)階面533，所述透光蓋板54置于該臺(tái)階面533上，所述凸臺(tái)532的高度與所述透光蓋板54的高度一致，以保證凸臺(tái)532與透光蓋板54處于一水平面，并確保氣體的密封性；

所述固定組件55裝接于該凸臺(tái)532上以固定所述透光蓋板54；其中，氣體經(jīng)進(jìn)氣孔535進(jìn)入腔體531并從出氣孔536流出。

所述固定組件55包括固定框551及頂絲件552；所述固定框551的內(nèi)邊緣壓蓋于所述透光蓋板54的外邊緣，保證了反應(yīng)池5在移動(dòng)過(guò)程中或氣流增大時(shí)，透光蓋板54的穩(wěn)定性及腔體531的密封性。

具體地，如圖5所示，所述腔體531的側(cè)壁內(nèi)部橫向開設(shè)有一兩端封閉的進(jìn)氣通道534，所述進(jìn)氣管51、進(jìn)氣孔535與該進(jìn)氣通道534相連通，以使氣體從進(jìn)氣管51進(jìn)入進(jìn)氣通道534后分流于各進(jìn)氣孔535并流入腔體531內(nèi)。

本實(shí)用新型可同時(shí)進(jìn)行光催化反應(yīng)和對(duì)反應(yīng)結(jié)果的在線分析，方便進(jìn)行實(shí)時(shí)的生成氣體的檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)效率高，相比傳統(tǒng)的離線抽樣檢測(cè)，提高了實(shí)驗(yàn)的可靠性，并降低了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差；此外，可進(jìn)行同種光催化劑在同一反應(yīng)體系下不同時(shí)間的產(chǎn)氣量進(jìn)行測(cè)定，從而為光催化劑的優(yōu)化條件選擇或者其內(nèi)在催化規(guī)律的研究提供科學(xué)依據(jù)。

具體地，本實(shí)用新型用于降解空氣污染氣體的光催化劑活性評(píng)價(jià)，例如甲醛、乙醛、苯等有機(jī)污染物，在本實(shí)施例中，以乙醛作為污染氣，即第一反應(yīng)氣源32的反應(yīng)氣，氧氣作為第二反應(yīng)氣源33的反應(yīng)氣。測(cè)試時(shí)，乙醛和和氧氣分別經(jīng)第一反應(yīng)氣源32和第二反應(yīng)氣源33匯聚到氣體混合器31，然后得到的混合氣體經(jīng)三通閥分別進(jìn)入到反應(yīng)池5及分析系統(tǒng)2(檢測(cè)光照前乙醛的濃度值)，在光催化作用下乙醛進(jìn)行分解，最后再進(jìn)入到分析系統(tǒng)2檢測(cè)光照后乙醛的濃度值，通過(guò)對(duì)比，即可得知該催化劑的乙醛光催化降解量，進(jìn)而比對(duì)同一條件下不同催化劑的活性。

本實(shí)施例可通過(guò)調(diào)節(jié)流量控制器，提高反應(yīng)氣的濃度，重復(fù)測(cè)試乙醛光催化降解量，與第一次測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較得出光催化性能的穩(wěn)定性大小，最后以乙醛的光催化降解率和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)光催化劑的空氣凈化性能。

本實(shí)施例所述的光催化化學(xué)反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，能夠保證各反應(yīng)池中光催化反應(yīng)在同一體系下進(jìn)行，提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了不同光催化劑的催化活性的評(píng)測(cè)與對(duì)比，以及對(duì)光催化活性條件優(yōu)化的研究。

上述說(shuō)明示出并描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實(shí)用新型構(gòu)想范圍內(nèi)，通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，則都應(yīng)在本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。