一种光催化反应器的制作方法

本申请涉及光催化，具体涉及一种光催化反应器。

背景技术：

1、催化装置是用于催化反应的设备，其中催化剂被用于降低反应的活化能，从而加速反应速率。催化反应通常涉及气体、液体或气液两相之间的化学变化。

2、现有光催化领域，目前使用的反应器可以做到的实验条件是常压气液或气气加光反应，但是在高压光催化领域往往很少有设备能够满足，且能做到的设备往往尺寸比较大，结构复杂，并且不够灵活，能够满足的条件也比较局限，尤其在反应液体量比较小、比较贵重时，原有反应器大直径的缺点，带来了整个实验费用的增加，以及材料的浪费比较严重。

3、此外，现有反应器还有一个问题，只能做气液混合，或气气固的反应，且反应管通常处于水平状态，发明人认识到，这样存在的问题是：反应管内固态催化剂在加入液体反应物的情况下，会被液体携带着，向出口聚集，产生堆积，通常来不及进行催化反应就会堆积在出口，导致催化效果变差。

技术实现思路

1、为此，本申请提供一种光催化反应器，以解决现有反应器存在催化效果差的问题。

2、为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、一种光催化反应器，包括支架以及设置于所述支架上的反应器主体，所述支架与所述反应器主体转动连接，且设置有锁紧结构，所述锁紧结构用于对反应器主体的旋转角度进行锁定；

4、所述反应器主体的上部设置有出液管，反应器主体的下部设置有进液管和进气管，所述进液管和进气管的末端形成汇管，反应器主体的正面设置有光照视窗，反应器主体的内部设置有石英反应管；所述反应管的前端、末端分别与所述汇管、所述出液管连通，且所述汇管的末端管径小于所述石英反应管的前端管径；所述反应管的内底部设置有固体粉末催化剂。

5、可选地，所述进液管和进气管均采用毛细管。

6、可选地，所述反应器主体包括壳体，所述壳体的内部设置有空腔，壳体的两侧设置有与所述空腔连通的进水管、出水管。

7、可选地，所述壳体的后侧内壁对应于所述空腔的位置设置有带有镜面的反光涂层。

8、可选地，所述反应器主体还包括与壳体连接的连接块，所述进液管和进气管均设置于连接块内，且进液管和进气管垂直设置。

9、可选地，所述进液管位于所述连接块的底部，所述进气管位于所述连接块的侧部。

10、可选地，所述支架与所述反应器主体的背面通过旋转螺栓连接，所述锁紧结构为锁紧螺钉，所述锁紧螺钉穿过反应器主体的侧面后对旋转螺栓进行限位。

11、可选地，所述石英反应管采用多级密封，其外部设置有密封圈。

12、可选地，所述进液管和进气管的进口端均设置有计量泵系统。

13、可选地，所述反应管的前端和末端均安装有过滤片，用于防止固体粉末催化剂漏下。

14、相比现有技术，本申请至少具有以下有益效果：

15、1、本申请基于对现有技术问题的进一步分析和研究，提供了一种光催化反应器，包括支架以及反应器主体，支架与反应器主体转动连接，并设置有锁紧结构；反应器主体的上部设置有出液管，下部设置有进液管和进气管，进液管内通入的是液相物料进料，进气管通入的是气相物料进料，反应器主体的正面设置有光照视窗，内部设置有石英反应管，反应管的前端、末端分别与汇管、出液管连通，反应管内还设置固体粉末催化剂；本申请结构简单、紧凑、尺寸小，使用方便以及成本低，能够实现高压的液固以及气液固三相反应，进液管和进气管的末端形成汇管，且汇管的末端管径小于石英反应管的前端管径，通过变径的设计减少了流速对固体粉末催化剂的冲击，增加了反应液与催化剂的接触时间，提高了催化效果；反应管为高压石英反应管，且反应器主体正面设有光照视窗，既满足了耐高压的要求、透光的要求，还能节约反应材料；同时，支架与反应器主体的背面通过旋转螺栓连接，通过调节反应器主体的角度，使得反应管内的固体粉末催化剂受重力产生的摩擦力与反应管内进入的液体推力相平衡，从而达到固体粉末催化剂的动态平衡，使得固体粉末催化剂能够与液体充分接触、反应，进一步提高了催化效果；

16、2、本申请壳体的后侧内壁对应于空腔的位置设置有带有镜面的反光涂层，且该反光涂层为弧面设计，通过反应器主体正面设置的光照视窗对反应管进行侧面光照，并通过反光涂层的设置，使得通过光照视窗进入的光线与反射光汇聚，从而保证了反应管的背面光强，提高了反应的光照效果；

17、3、本申请壳体的内部设置有空腔，形成水域夹层，壳体的两侧设置有与空腔连通的进水管、出水管，当光照太强时会使反应管的温度过高，从而破坏反应稳态，此时通过向空腔内通入水，通过水浴控温的方式来保证反应温度处于一个合适值；

18、4、本申请反应管的前端和末端均安装有过滤片，用于防止反应管内固体粉末催化剂漏出。

技术特征：

1.一种光催化反应器，其特征在于，包括支架以及设置于所述支架上的反应器主体，所述支架与所述反应器主体转动连接，且设置有锁紧结构，所述锁紧结构用于对反应器主体的旋转角度进行锁定；

2.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述进液管和进气管均采用毛细管。

3.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述反应器主体包括壳体，所述壳体的内部设置有空腔，壳体的两侧设置有与所述空腔连通的进水管、出水管。

4.根据权利要求3所述的光催化反应器，其特征在于，所述壳体的后侧内壁对应于所述空腔的位置设置有带有镜面的反光涂层。

5.根据权利要求3所述的光催化反应器，其特征在于，所述反应器主体还包括与壳体连接的连接块，所述进液管和进气管均设置于连接块内，且进液管和进气管垂直设置。

6.根据权利要求5所述的光催化反应器，其特征在于，所述进液管位于所述连接块的底部，所述进气管位于所述连接块的侧部。

7.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述支架与所述反应器主体的背面通过旋转螺栓连接，所述锁紧结构为锁紧螺钉，所述锁紧螺钉穿过反应器主体的侧面后对旋转螺栓进行限位。

8.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述石英反应管采用多级密封，其外部设置有密封圈。

9.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述进液管和进气管的进口端均设置有计量泵系统。

10.根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于，所述反应管的前端和末端均安装有过滤片，用于防止固体粉末催化剂漏下。

技术总结
本申请公开了一种光催化反应器，以解决现有反应器存在催化效果差的问题。本申请包括支架和反应器主体，支架与反应器主体转动连接，并设置有锁紧结构；反应器主体的上部设有出液管，下部设有进液管和进气管，反应器主体的正面设有光照视窗，内部设置有石英反应管，反应管内设置固体粉末催化剂；本申请结构简单、紧凑、尺寸小，使用方便以及成本低，汇管末端管径小于石英反应管前端管径，通过变径设计减少了流速对固体粉末催化剂的冲击，增加了反应液与催化剂的接触时间，提高了催化效果；高压石英管与光照视窗的设置既满足耐高压、透光的要求，还能节约反应材料；通过调节反应器主体角度，使固体粉末催化剂与液体充分接触、反应，催化效果提高。

技术研发人员：蔡春水,王方亮,史冉京,张国超,朱海斌,刘玲民,白东升
受保护的技术使用者：北京中教金源科技有限公司
技术研发日：20240613
技术公布日：2025/3/27