一种光解水制氢的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光解水制氢的反应装置，包括依次连接的载气钢瓶，反应容器和气体计量池，载气钢瓶依次通过减压阀和流量计与反应容器的洗气入口连接，反应容器外部设置有温控装置，气体计量池包括气体计量池进气室和气体计量池排气室，气体计量池进气室通过V形部与气体计量池排气室连接，气体计量池进气室与反应容器连接，气体计量池排气室与气体收集袋连接，还包括用于测量V形部产生的标定气泡的红外计数器。本实用新型专利技术配套设备少、较为简单、占用空间少、成本较低、自动化程度高、对装置的气密性要求不高、操作和维护方便；测量结果准确。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种光解水制氢的反应装置
本技术涉及清洁新能源-氢能环保领域，具体涉及一种光解水制氢的反应装置，可广泛用于光催化领域的实验研究，用于测量光催化实验体系中产生气体的体积及实时监测催化剂的活性变化。
技术介绍
目前，光解水制氢的实验装置主要包括光源系统、反应系统、气体循环控制系统、真空系统、在线气体取样系统、色谱检测系统(气相色谱)这六大系统。整个装置通过管路依次串联的为反应器、第一冷凝回流管、气体混合部、在线取样部及第二冷凝回流管，还包括并接在第二冷凝回流管和在线取样部之间的真空部，气体取样部与气相色谱相连。装置中所使用到的配件主要包括系统装配的金属支架、冷却系统、反应光源(常为高压汞灯(紫外光为主)或氙灯(可见光为主)，可通过附加滤光片或滤光溶液得到所需波段的光源)、真空玻璃管路(含高真空活塞)、真空泵、精密真空表、阀门、气泵、冷凝回流管路、在线取样系统、标准进样系统和气相色谱等。由于常规装置中配套设备较多，整套装置比较复杂，体积较大、占用空间多，成本较高；此外，装置中使用较多的玻璃材质管路，维护较困难。为了保证产生的微量气体不泄露，气体的特殊性对装置的气密性要求高。实验过程中需要在真空条件下操作，且需要维持高真空度的时间高达12?24小时以上，对装置的真空度要求高。整个装置使用的阀门较多，操作过程中需要通过不断的转动特殊设计的阀门来控制气体的流动方向，操作步骤繁琐，自动化程度低。当气体生成量较大时，管路中的气体会循环不畅，导致测量数据的误差较大。同时常规装置在进行监测催化剂活性实验前，必须获取标准曲线，且对线性相关度要求高。由于整套装置复杂，任何环节都可能导致标准曲线的线性相关度达不到要求而无法开展下面的实验。检测过程通过气相色谱的浓度检测间接监测催化剂的反应活性，并可能受到气相色谱检测限的限制。因此，已有常规的实验装置存在一定的缺陷。
技术实现思路
本技术的目的就在于克服现有技术存在的问题，提供一种光解水制氢的反应装置，装置配套设备少、装置较为简单、占用空间少、成本较低、自动化程度高、对装置的气密性要求不高、操作和维护方便；测量结果准确；考察催化剂的活性实验前，不需要绘制标准曲线以标定氢气的具体生成量，实验前准备过程简单；并且可实时监测光解水制氢的产气部分产生的氢气体积，通过氢气体积的变化直观的了解催化剂的活性变化情况。本技术的目的可通过下列技术方案实现:一种光解水制氢的反应装置，包括载气钢瓶，还包括反应容器和气体计量池，反应容器包括洗气入口和产气出口，载气钢瓶依次通过减压阀和流量计与洗气入口连接，反应容器外部设置有用于控制反应容器内部温度的温控装置，反应容器通过石英玻璃板和O型圈密封，反应容器上部设置有光源，气体计量池包括气体计量池进气室和气体计量池排气室，气体计量池进气室一端设置有气体计量池进气口，另一端与V形部一端连接，V形部另一端与气体计量池排气室一端连接，气体计量池排气室另一端设置有气体计量池排气口，产气出口通过三通阀与气体计量池进气口连通，气体计量池排气口与气体收集袋连接，还包括用于测量V形部产生的标定气泡的红外计数器。如上所述的温控装置包括套设在反应容器外部的夹套，夹套包括冷却液体出口和冷却液体进口，冷却液体出口通过低温/恒温冷却循环水机与冷却液体进口连通，反应容器内放置有磁子，反应容器底部设置有磁力搅拌座。如上所述的温控装置包括设置在反应容器外部的水浴箱，水浴箱上设置有进液口和出液口，反应容器内放置有磁子，反应容器底部设置有磁力搅拌座。本技术与现有技术相比具有以下有益效果:整套装置配套设备少、较为简单、占用空间少、成本较低、自动化程度高、对装置的气密性要求不高、操作和维护方便；测量结果准确；考察催化剂的活性实验前，不需要绘制标准曲线以标定氢气的具体生成量，实验前准备过程简单；可实时监测光解水制氢的产气部分产生的氢气体积，通过氢气体积的变化直观的了解催化剂的活性变化情况。【附图说明】图1是本技术装置的流程图；图2是本技术装置的结构示意图；图3是反应容器的第一种实施图；图4是反应容器的第二种实施图；图5是反应容器的第三种实施图；图6是气体计量池的示意图；图7是实施例1中催化剂产氢量图；图8是实施例2中催化剂产氢量图；图9是实施例3中催化剂产氢量图；图10是实施例4中催化剂产氢量图。图中:1-载气钢瓶；2_减压阀；3_流量计；4_第一软导管；5_洗气入口 ；6-反应容器；7-光源；8_低温/恒温冷却循环水机；9_第二软导管；10-冷却液体进口 ；11_冷却液体出口 ；12_第三软导管；13_磁力搅拌座；14_产气出口 ；15_第四软导管；16_三通阀；17-第五软导管；18-气体计量池进气口 ；19_气体计量池排气口 ；20_气体计量池；21-红外计数器；22_计算机；23_钢针；24_气体收集袋；25_石英玻璃板；26_夹子；27_ O型圈；28单层玻璃(上部)；29_洗气出口 ；30_双层玻璃夹套(中下部);31_磁子；32-反应液体；33-气体计量池进气室；34_流质；35_产生气泡的V形部；36_气体计量池排气室；37_水浴箱；38_进液口 ；39_出液口。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本技术进行详细说明，本技术的保护范围不受以下实施例的限制。整套光解水实验装置的特征在于包含4个主体部分，如图1，具体包括:(I)惰性气体的洗气部分；(2)光解水制氢的产气部分；(3)气体的测量部分；(4)气体的收集部分。与常规的实验装置相比，本技术主要省略了常规装置的气密循环系统、抽真空装置及气相色谱检测系统，且操作过程不需要不断转动特殊设计的阀门进行控制气体。本技术主要对气体的测量部分进行了改造，采用了气体计量池装置，产气部分产生的氢气会推动气体在气体计量池的V形部产生固定体积的气泡，气泡通过V形部与气体计量池排气室连接的一侧，通过红外计数器对气泡的个数进行测量，可直观的实时获得催化剂的活性情况。作为对上述装置技术方案的进一步完善和补充，本技术装置还包括如下技术方案:所述的整套装置，具体包括:载气钢瓶1、减压阀2、流量计3、反应容器6 (其中洗气入口 5、产气出口 14、冷却液体进口 10、冷却液体出口 11)、光源7、低温/恒温冷却循环水机8、磁力搅拌座13、三通阀16、气体计量池20(其中气体计量池进气口 18、气体计量池进气室33、产生气泡的V形部35、气体计量池排气室36、气体计量池排气口 19)、红外计数器21、计算机22、钢针23、气体收集袋24，软导管(4，9，12，15，17)。磁子放置于反应容器中，反应容器放置于磁力搅拌座上，打开磁力搅拌开关，反应容器中的磁子在磁力作用下开始搅拌工作。使用型号:B11-2转速数显恒温磁力搅拌器上海司乐仪器有限公司。所述的整套装置，如图2，其具体连接方式的特征在于:载气钢瓶I与减压阀2相连，减压阀2与流量计3相连，流量计3与第一软导管4相连，第一软导管4与反应容器6上部的洗气入口 5相连，气体通过反应容器上部的产气出口 14导出，产气出口 14与第四软导管15相连，第四软导管15与三通阀16相连，三通阀16与第五软导管17相连，第五软导管17与气体计量池20的气体计量池进气口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光解水制氢的反应装置，包括载气钢瓶（1），其特征在于，还包括反应容器（6）和气体计量池（20），反应容器（6）包括洗气入口（5）和产气出口（14），载气钢瓶（1）依次通过减压阀（2）和流量计（3）与洗气入口（5）连接，反应容器（6）外部设置有用于控制反应容器内部温度的温控装置，反应容器（6）通过石英玻璃板（25）和O型圈（27）密封，反应容器（6）上部设置有光源（7），气体计量池（20）包括气体计量池进气室（33）和气体计量池排气室（36），气体计量池进气室（33）一端设置有气体计量池进气口（18），另一端与V形部一端连接，V形部另一端与气体计量池排气室（36）一端连接，气体计量池排气室（36）另一端设置有气体计量池排气口（19），产气出口（14）通过三通阀（16）与气体计量池进气口（18）连通，气体计量池排气口（19）与气体收集袋（24）连接，还包括用于测量V形部产生的标定气泡的红外计数器。

【技术特征摘要】
1.一种光解水制氢的反应装置，包括载气钢瓶(I )，其特征在于，还包括反应容器(6)和气体计量池(20)，反应容器(6)包括洗气入口(5)和产气出口(14)，载气钢瓶(I)依次通过减压阀(2 )和流量计(3 )与洗气入口( 5 )连接，反应容器(6 )外部设置有用于控制反应容器内部温度的温控装置，反应容器(6)通过石英玻璃板(25)和O型圈(27)密封，反应容器(6)上部设置有光源(7)，气体计量池(20)包括气体计量池进气室(33)和气体计量池排气室(36)，气体计量池进气室(33) —端设置有气体计量池进气口(18)，另一端与V形部一端连接，V形部另一端与气体计量池排气室(36) —端连接，气体计量池排气室(36)另一端设置有气体计量池排气口( 19)，产气出口( 14)通过三通阀(16)与气体计量池...

【专利技术属性】
技术研发人员：严建中，
申请(专利权)人：湖北洛克泰克仪器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：