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一种连续化液相光催化合成装置

阅读：379发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种连续化液相光催化合成装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型属于光催化技术领域，涉及一种连续化液相光催化合成装置。该装置，包括原料预混器、进料泵、出料泵、光催化管式反应器和成品熟化器，光催化管式反应器包括透明反应盘管、光催化填料和光源组件，光催化填料为表面负载有光催化剂的透明球、且填充于透明反应盘管内，光催化填料的直径不大于透明反应盘管的内壁直径，原料预混器、进料泵、透明反应盘管、出料泵、成品熟化器依次连接。该装置，结构简单，操作便捷，合成效率高，加工成本低，适宜在光催化合成领域内广泛推广。，下面是一种连续化液相光催化合成装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种连续化液相光催化合成装置，其特征在于，包括原料预混器(1)、进料泵(2-1)、出料泵(2-2)、光催化管式反应器(3)和成品熟化器(4)；
所述光催化管式反应器(3)包括透明反应盘管(5)、光催化填料(6)和光源组件(7)；所述光催化填料(6)为表面负载有光催化剂的透明球、且填充于透明反应盘管(5)内，所述光催化填料(6)的直径不大于透明反应盘管(5)的内壁直径；
所述原料预混器(1)的出料口通过进料泵(2-1)与透明反应盘管(5)的进料口连接，所述透明反应盘管(5)的出料口通过出料泵(2-2)与成品熟化器(4)的进料口连接。
2.如权利要求1所述的连续化液相光催化合成装置，其特征在于，所述透明反应盘管(5)呈平面的连续U型状排列，所述光源组件(7)呈平面的阵列状排列，所述光源组件(7)设置于透明反应盘管(5)平面的上方和/或下方。
3.如权利要求1所述的连续化液相光催化合成装置，其特征在于，所述光源组件(7)为立式圆柱状，所述透明反应盘管(5)呈立体螺旋状缠绕于光源组件(7)的外部。
4.如权利要求3所述的连续化液相光催化合成装置，其特征在于，所述透明反应盘管(5)自下而上的缠绕于光源组件(7)的外部，使其进料口和出料口分别位于光源组件(7)的下方和上方。
5.如权利要求1所述的连续化液相光催化合成装置，其特征在于，所述透明反应盘管(5)由硅胶、塑料、石英或玻璃加工而成。
6.如权利要求1所述的连续化液相光催化合成装置，其特征在于，所述光源组件(7)所使用的光源为氙灯、汞灯、钨灯、荧光灯或 LED灯。
7.如权利要求1所述的连续化液相光催化合成装置，其特征在于，所述光催化填料(6)的透明球由石英、玻璃或有机玻璃加工而成。
8.如权利要求1所述的连续化液相光催化合成装置，其特征在于，所述光催化填料(6)的光催化剂为二氧化钛、氧化锌、氧化石墨烯、立方氮化碳。

说明书全文

一种连续化液相光催化合成装置

技术领域

[0001] 本实用新型属于光催化技术领域，涉及一种连续化液相光催化合成装置。

背景技术

[0002] 光催化反应是一种环保高效的新型技术，是指在光源的照射下，将光能转化为化学反应所需能量的化学反应。在光催化反应过程中，光源和光催化剂是必要条件，也是影响反应程度的关键因素。

[0003] 传统的光催化合成装置的反应原理常为，通过将反应物和光催化剂混合，使其在光源的照射下成为激发态进而发生合成反应，获得最终产物；在反应的过程中，还可根据需要对混合的物料进行不断搅拌，使其反应物料之间的接触更加充分。然而，此类光催化合成装置仍会由于光源与光催化剂、以及光催化剂与物料之间的接触不够充分，而导致合成反应不彻底、不完全，浪费了大量反应物料，还有可能无法获得所需的目标合成产物；同时，还会由于物料的投入与产出无法实现连续化，而浪费大量的反应时间。实用新型内容

[0004] 本实用新型的目的在于提供一种连续化液相光催化合成装置，物料接触更充分，反应过程更完全，可实现连续化光催化合成，节约反应成本。

[0005] 本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下。

[0006] 一种连续化液相光催化合成装置，包括原料预混器、进料泵、出料泵、光催化管式反应器和成品熟化器；光催化管式反应器包括透明反应盘管、光催化填料和光源组件；光催化填料为表面负载有光催化剂的透明球、且填充于透明反应盘管内，光催化填料的直径不大于透明反应盘管的内壁直径；原料预混器的出料口通过进料泵与透明反应盘管的进料口连接，透明反应盘管的出料口通过出料泵与成品熟化器的进料口连接。采用上述技术方案，可实现物料连续进入光催化管式反应器并在光催化填料的催化作用下进行光催化反应，物料接触更充分、催化效率更高、合成反应更完全。

[0007] 进一步的，透明反应盘管呈平面的连续U型状排列，光源组件呈平面的阵列状排列，光源组件设置于透明反应盘管平面的上方和/或下方。通过均为平面状排布的透明反应盘管和光源组件，可使光源充分的照射到透明反应盘管内的光催化填料上，使光催化反应进行的更加充分。

[0008] 进一步的，光源组件为立式圆柱状，透明反应盘管呈立体螺旋状缠绕于光源组件的外部。更进一步的，透明反应盘管自下而上的缠绕于光源组件的外部，使其进料口和出料口分别位于光源组件的下方和上方。通过透明反应盘管缠绕于光源组件，并使其底部进料、顶部出料的方式，不仅增加物料与光源的接触面积，还可利用物料的重力，使其缓慢流过透明反应盘管，进一步增加物料接触的时间和充分程度。

[0009] 进一步的，透明反应盘管由硅胶、塑料、石英或玻璃加工而成；可为软质材料也可为硬质材料，若为软质材料，加工成型组装更便捷，若为硬质材料，光催化填料的填充更便捷。

[0010] 进一步的，光源组件所使用的光源为氙灯、汞灯、钨灯、荧光灯或 LED灯。

[0011] 进一步的，光催化填料的透明球由石英、玻璃或有机玻璃加工而成；保证填充的光催化填料互相之间不影响光源的透过。

[0012] 进一步的，光催化填料的光催化剂为二氧化钛、氧化锌、氧化石墨烯、立方氮化碳。

[0013] 本实用新型连续化液相光催化合成装置的有益效果为，通过设置填充有光催化填料的透明反应盘管，有效增加反应物与光催化剂之间的接触面积，以及光催化剂与光源的接触面积，使得光催化效率更高，物料的反应更充分和完全；结合原料预混器、成品熟化器，使整个光催化实现连续化生产，节约反应物料和反应时间，降低反应所需成本；该装置，结构简单，操作便捷，合成效率高，加工成本低，适宜在光催化合成领域内广泛推广。附图说明

[0014] 图1为本实用新型连续化液相光催化合成装置的结构示意图；

[0015] 图2和图3为透明反应盘管与光源组件的不同位置关系的结构示意图。

[0016] 附图中的编码分别为：原料预混器1、进料泵2-1、出料泵2-2、光催化管式反应器3、成品熟化器4、透明反应盘管5、光催化填料6、光源组件7。

具体实施方式

[0017] 如图1所示，一种连续化液相光催化合成装置，包括原料预混器1、进料泵2-1、出料泵2-2、光催化管式反应器3和成品熟化器4。

[0018] 光催化管式反应器3包括透明反应盘管5、光催化填料6和光源组件7；透明反应盘管5由硅胶、塑料、石英或玻璃加工而成；光催化填料6为表面负载有光催化剂的透明球，即，光催化填料6以透明球为载体，将光催化剂附着在其表面，从而在透明球的基材上形成的透明的光催化涂层，且不影响光的透过，保证良好的光催化效率，具体的，透明球由石英、玻璃或有机玻璃加工而成，光催化剂为二氧化钛、氧化锌、氧化石墨烯、立方氮化碳；同时，将该光催化填料6填充于透明反应盘管5内，且其直径不大于透明反应盘管5的内壁直径；另外，光催化填料6可以为直径统一的均一产品，也可以为直径不同的大小排列产品；光源组件7所使用的光源为氙灯、汞灯、钨灯、荧光灯或LED灯。

[0019] 透明反应盘管5与光源组件7的设置方式可以为两种；一种为，透明反应盘管5呈平面的连续U型状排列，光源组件7呈平面的阵列状排列，光源组件7设置于透明反应盘管5平面的上方，或者，透明反应盘管5平面的下方(如图2所示)，或者，透明反应盘管5平面的上方和下方，使得光源能够从上方和/或下方三种照射方式，充分照射透明反应盘管5内的光催化剂，进而保证光催化合成过程更加充分完全；另一种为，光源组件7为立式圆柱状，透明反应盘管5呈立体螺旋状缠绕于光源组件7的外部，且透明反应盘管5为自下而上缠绕的方式缠绕于光源组件7的外部，使其进料口和出料口分别位于光源组件7的下方和上方，如图3所示，使得光催化剂遍布于光源的周围并被充分照射，同时，物料在自底部向上部流动过程中，在自身重力作用下，可使使物料与光催化剂的接触更加充分、反应更加完全。

[0020] 原料预混器1的出料口通过进料泵2-1与透明反应盘管5的进料口连接，透明反应盘管5的出料口通过出料泵2-2与成品熟化器4的进料口连接。

[0021] 本实用新型连续化液相光催化合成装置的工作过程为，将负载有光催化剂的光催化填料6充分填充于透明反应盘管5内，打开光源组件7的光源；将反应物料投入至原料预混器1内并进行充分混合，再通过进料泵2将物料输送至光催化管式反应器3的透明反应盘管5内，此时，光源照射光催化填料6，激发其表面的光催化剂的活性，使其不断催化流经光催化填料6的反应物料并发生化学反应，从而实现光催化合成反应；再将合成后的物料通过出料泵2-2输送至成品熟化器4内，使未反应完全的物料继续反应，从而实现连续化的光催化合成反应。

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