多功能光热催化反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种多功能光热催化反应装置，包括箱体、高温恒温槽、低温恒温槽以及分析系统，箱体内设有磁力搅拌器、夹套烧杯和金属支架，金属支架上固定有能够上下移动的光源和滤光片；磁力搅拌器能够带动夹套烧杯升降并对其内物质进行加热和搅拌，夹套烧杯具有四个端口，其上部两个端口与烧杯内部相通，并通过玻璃接口与外部的分析系统相连，其下部两个端口与烧杯外壁室相通，并通过软管和第一、二三通阀分别与外部的高、低温恒温槽相连。本实用新型专利技术既可单一进行热释电催化和光催化，又可实现协同催化，同时可以实现在线实时催化过程分析，极大地改善现有的催化装置，具有多功能化，多用途化，方便、快捷、高效，以及应用前景广等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
多功能光热催化反应装置


[0001]本技术涉及一种多功能光热催化反应装置，可用于光
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热联用催化实验，也可单独进行光催化或热释电催化实验，并能实现催化反应在线实时分析。

技术介绍

[0002]光催化反应的实质是利用催化剂吸收光子能量，产生光生载流子，并与相关物质发生氧化还原反应。光催化剂材料是目前研究比较热门的催化剂材料，可以用来进行有机污染物的降解、光解水产氢产氧、光固氮、光还原合成氨或者醇类等，应用前景广泛。同时，近年来多种物理效应的催化反应受到关注，如压电催化、超声催化、热释电催化、摩擦催化等，利用压电效应、热释电效应、摩擦起电效应等物理效应能够实现催化应用，大大拓展了催化机理。因此，研究多功能催化剂材料变得越来越重要，通过利用光
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电、热
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电、压力
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电等多物理效应协同，可以大大提升催化反应效率和拓展催化应用范围。于是，为研究多物理效应的催化性能，需要设计多功能催化反应装置，既可以单一进行相应效应催化反应，又可以协同进行多物理效应联合催化。目前，我们已经设计出超声波
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光联用的催化装置 (ZL201920515378.3；ZL201720941703.3)，可以实现光催化和超声催化协同反应，利用的是光电效应和压电效应。事实上，在物理中光电效应、压电效应和热释电效应是三大物理效应。于是，专利技术用于光电效应和热释电效应或者压电效应和热释电效应协同催化的多功能催化装置具有现实意义。

技术实现思路

[0003]为了克服上述缺陷，本技术提供了一种多功能光热催化反应装置，可同时进行热释电和光催化实验。
[0004]本技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多功能光热催化反应装置，包括箱体与该箱体相连的高温恒温槽、低温恒温槽以及分析系统，所述箱体内设有可加热的磁力搅拌器、位于所述磁力搅拌器上方的夹套烧杯，以及金属支架，该金属支架上固定有能够上下移动的光源和滤光片；所述磁力搅拌器能够带动所述夹套烧杯升降并对其内物质进行加热和搅拌，所述夹套烧杯包括套设的内烧杯和外烧杯，并具有四个端口，其上部两个端口与烧杯内部相通，并通过玻璃接口与外部的分析系统相连，其下部两个端口与烧杯外壁室相通，并通过软管和第一三通电磁阀及第二三通电磁阀分别与外部的高温恒温槽和低温恒温槽相连。
[0005]作为本技术的进一步改进，所述箱体上方设有液晶显示屏及相应的控制面板，将所有器件和电路集成，并通过电源线与外部电源匹配相连。
[0006]作为本技术的进一步改进，所述第一三通电磁阀一侧常开单孔通过第三管道连接至夹套烧杯下部的一个端口上，其另一侧两个阀控双孔分别通过第一管道和第二管道连接至低温恒温槽和高温恒温槽。
[0007]作为本技术的进一步改进，所述第二三通电磁阀一侧常开单孔通过第六管道
连接至夹套烧杯的一个端口上，其另一侧两个阀控双孔分别通过第四管道和第五管道连接至高温恒温槽和低温恒温槽。
[0008]本技术的有益效果是：
[0009]该光热催化反应装置通过光源和滤波片实现光环境，通过箱体内部的夹套烧杯、三通电磁阀、软管和恒温槽，实现反应溶液不同的温度环境，从而增加了光催化过程的温度参量；同时利用电磁阀控制高温水源和低温水源的转化，可以实现冷热水周期性交替循环环境，从而提供了热释电催化实验环境。该装置又可以与外部分析系统相连，实现催化反应过程的实时分析。该装置是集成了光热相关的多功能催化反应装置，能够实现基于光电效应和热释电效应的多物理效应联合催化应用。
[0010]自然界中除了太阳光，可以利用昼夜温差变化来收集能量。该装置催化过程可以模拟自然环境，光照收集光能，实验环境温差变化来模拟昼夜温差，收集热能，这样通过该装置的实验结果将可以直接应用在人类的生活环境中，为人类生存环境作为有意义的贡献。另外，该装置也能拓展应用范围，如在光线穿透差的条件下，热释电催化可以弥补光催化技术的不足。因此，热释电和光催化联用催化降解技术也是发展工业污水处理的新方法。
[0011]该设备高度集成，方便搬运，可满足实验室对热释电催化和光催化两种实验单独进行或者同时进行的要求。同时各种操作都可通过控制面板设定执行，使仪器更功能化，更实用化，也使实验更加方便、快捷、高效。
附图说明
[0012]图1为本技术结构示意图；
[0013]图2A、2B为本技术实施例所述实现热释电实验过程中温度环境变化示意图；
[0014]图3A、3B、3C为本技术实施例所述三通电磁阀工作示意图。
[0015]结合附图，作以下说明：
[0016]1——电源；
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2——箱体；
[0017]3——控制面板；
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401——光源；
[0018]402——滤光片；
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403——金属支架；
[0019]5——夹套烧杯；
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6——磁力搅拌器；
[0020]501——第一端口；
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502——第二端口；
[0021]503——第三端口；
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504——第四端口；
[0022]7——第一三通电磁阀；
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701——第一管道；
[0023]702——第二管道；
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703——第三管道；
[0024]8——第二三通电磁阀；
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801——第四管道；
[0025]802——第五管道；
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803——第六管道；
[0026]9——高温恒温槽；
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10——低温恒温槽；
[0027]11——分析系统。
具体实施方式
[0028]以下结合附图，对本技术的较佳实施例作详细说明。
[0029]参阅图1，为本技术所述的一种光热催化反应装置，包括箱体2，与箱体相连的
高温恒温槽9、低温恒温槽10，以及分析系统11；箱体下方侧壁上带有拉手的箱门，箱体上方有液晶显示屏及相应的控制面板3，可以设置光源开关、磁力搅拌器开关、搅拌转速、恒温槽水温、三通电磁阀开关、时间等；箱体内部有金属支架403，金属支架上方有光源401 和滤光片402，光源能在支架上上下移动；支架底部是平面型磁力搅拌器6，可以实现平台升降、搅拌和加热功能；磁力搅拌器的上方为夹套烧杯5，其壁上设置有四个端口：第一端口501、第二端口502、第三端口503、第四端口504，其上部两个端口(第二端口502和第三端口503)与烧杯内部相通，通过玻璃接口，可以与外部分析系统相连，其下部两个端口(第一端口501和第四端口504)与烧杯外壁室相通，通过软管和第一三通电磁阀7、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能光热催化反应装置，其特征在于：包括箱体(2)与该箱体相连的高温恒温槽(9)、低温恒温槽(10)以及分析系统(11)，所述箱体内设有可加热的磁力搅拌器(6)、位于所述磁力搅拌器(6)上方的夹套烧杯(5)，以及金属支架(403)，该金属支架上固定有能够上下移动的光源(401)和滤光片(402)；所述磁力搅拌器(6)能够带动所述夹套烧杯(5)升降并对其内物质进行加热和搅拌，所述夹套烧杯(5)包括套设的内烧杯和外烧杯，并具有四个端口，其上部两个端口与烧杯内部相通，并通过玻璃接口与外部的分析系统(11)相连，其下部两个端口与烧杯外壁室相通，并通过软管和第一三通电磁阀(7)及第二三通电磁阀(8)分别与外部的高温恒温槽(9)和低温恒温槽(10)相连。2.根据权利要求1所述的多功能...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄方，赵俊丽，安红燕，徐晶晶，石常浩，孙书杰，殷小丰，
申请(专利权)人：信阳师范学院，
类型：新型
国别省市：