一種光解水制氫的反應(yīng)裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種光解水制氫的反應(yīng)裝置，包括依次連接的載氣鋼瓶，反應(yīng)容器和氣體計量池，載氣鋼瓶依次通過減壓閥和流量計與反應(yīng)容器的洗氣入口連接，反應(yīng)容器外部設(shè)置有溫控裝置，氣體計量池包括氣體計量池進(jìn)氣室和氣體計量池排氣室，氣體計量池進(jìn)氣室通過V形部與氣體計量池排氣室連接，氣體計量池進(jìn)氣室與反應(yīng)容器連接，氣體計量池排氣室與氣體收集袋連接，還包括用于測量V形部產(chǎn)生的標(biāo)定氣泡的紅外計數(shù)器。本實(shí)用新型專利技術(shù)配套設(shè)備少、較為簡單、占用空間少、成本較低、自動化程度高、對裝置的氣密性要求不高、操作和維護(hù)方便；測量結(jié)果準(zhǔn)確。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種光解水制氫的反應(yīng)裝置
本技術(shù)涉及清潔新能源-氫能環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種光解水制氫的反應(yīng)裝置，可廣泛用于光催化領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究，用于測量光催化實(shí)驗(yàn)體系中產(chǎn)生氣體的體積及實(shí)時監(jiān)測催化劑的活性變化。
技術(shù)介紹
目前，光解水制氫的實(shí)驗(yàn)裝置主要包括光源系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、氣體循環(huán)控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、在線氣體取樣系統(tǒng)、色譜檢測系統(tǒng)(氣相色譜)這六大系統(tǒng)。整個裝置通過管路依次串聯(lián)的為反應(yīng)器、第一冷凝回流管、氣體混合部、在線取樣部及第二冷凝回流管，還包括并接在第二冷凝回流管和在線取樣部之間的真空部，氣體取樣部與氣相色譜相連。裝置中所使用到的配件主要包括系統(tǒng)裝配的金屬支架、冷卻系統(tǒng)、反應(yīng)光源(常為高壓汞燈(紫外光為主)或氙燈(可見光為主)，可通過附加濾光片或?yàn)V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、閥門、氣泵、冷凝回流管路、在線取樣系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)樣系統(tǒng)和氣相色譜等。由于常規(guī)裝置中配套設(shè)備較多，整套裝置比較復(fù)雜，體積較大、占用空間多，成本較高；此外，裝置中使用較多的玻璃材質(zhì)管路，維護(hù)較困難。為了保證產(chǎn)生的微量氣體不泄露，氣體的特殊性對裝置的氣密性要求高。實(shí)驗(yàn)過程中需要在真空條件下操作，且需要維持高真空度的時間高達(dá)12?24小時以上，對裝置的真空度要求高。整個裝置使用的閥門較多，操作過程中需要通過不斷的轉(zhuǎn)動特殊設(shè)計的閥門來控制氣體的流動方向，操作步驟繁瑣，自動化程度低。當(dāng)氣體生成量較大時，管路中的氣體會循環(huán)不暢，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)的誤差較大。同時常規(guī)裝置在進(jìn)行監(jiān)測催化劑活性實(shí)驗(yàn)前，必須獲取標(biāo)準(zhǔn)曲線，且對線性相關(guān)度要求高。由于整套裝置復(fù)雜，任何環(huán)節(jié)都可能導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)度達(dá)不到要求而無法開展下面的實(shí)驗(yàn)。檢測過程通過氣相色譜的濃度檢測間接監(jiān)測催化劑的反應(yīng)活性，并可能受到氣相色譜檢測限的限制。因此，已有常規(guī)的實(shí)驗(yàn)裝置存在一定的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種光解水制氫的反應(yīng)裝置，裝置配套設(shè)備少、裝置較為簡單、占用空間少、成本較低、自動化程度高、對裝置的氣密性要求不高、操作和維護(hù)方便；測量結(jié)果準(zhǔn)確；考察催化劑的活性實(shí)驗(yàn)前，不需要繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線以標(biāo)定氫氣的具體生成量，實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備過程簡單；并且可實(shí)時監(jiān)測光解水制氫的產(chǎn)氣部分產(chǎn)生的氫氣體積，通過氫氣體積的變化直觀的了解催化劑的活性變化情況。本技術(shù)的目的可通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種光解水制氫的反應(yīng)裝置，包括載氣鋼瓶，還包括反應(yīng)容器和氣體計量池，反應(yīng)容器包括洗氣入口和產(chǎn)氣出口，載氣鋼瓶依次通過減壓閥和流量計與洗氣入口連接，反應(yīng)容器外部設(shè)置有用于控制反應(yīng)容器內(nèi)部溫度的溫控裝置，反應(yīng)容器通過石英玻璃板和O型圈密封，反應(yīng)容器上部設(shè)置有光源，氣體計量池包括氣體計量池進(jìn)氣室和氣體計量池排氣室，氣體計量池進(jìn)氣室一端設(shè)置有氣體計量池進(jìn)氣口，另一端與V形部一端連接，V形部另一端與氣體計量池排氣室一端連接，氣體計量池排氣室另一端設(shè)置有氣體計量池排氣口，產(chǎn)氣出口通過三通閥與氣體計量池進(jìn)氣口連通，氣體計量池排氣口與氣體收集袋連接，還包括用于測量V形部產(chǎn)生的標(biāo)定氣泡的紅外計數(shù)器。如上所述的溫控裝置包括套設(shè)在反應(yīng)容器外部的夾套，夾套包括冷卻液體出口和冷卻液體進(jìn)口，冷卻液體出口通過低溫/恒溫冷卻循環(huán)水機(jī)與冷卻液體進(jìn)口連通，反應(yīng)容器內(nèi)放置有磁子，反應(yīng)容器底部設(shè)置有磁力攪拌座。如上所述的溫控裝置包括設(shè)置在反應(yīng)容器外部的水浴箱，水浴箱上設(shè)置有進(jìn)液口和出液口，反應(yīng)容器內(nèi)放置有磁子，反應(yīng)容器底部設(shè)置有磁力攪拌座。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:整套裝置配套設(shè)備少、較為簡單、占用空間少、成本較低、自動化程度高、對裝置的氣密性要求不高、操作和維護(hù)方便；測量結(jié)果準(zhǔn)確；考察催化劑的活性實(shí)驗(yàn)前，不需要繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線以標(biāo)定氫氣的具體生成量，實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備過程簡單；可實(shí)時監(jiān)測光解水制氫的產(chǎn)氣部分產(chǎn)生的氫氣體積，通過氫氣體積的變化直觀的了解催化劑的活性變化情況。【附圖說明】圖1是本技術(shù)裝置的流程圖；圖2是本技術(shù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是反應(yīng)容器的第一種實(shí)施圖；圖4是反應(yīng)容器的第二種實(shí)施圖；圖5是反應(yīng)容器的第三種實(shí)施圖；圖6是氣體計量池的示意圖；圖7是實(shí)施例1中催化劑產(chǎn)氫量圖；圖8是實(shí)施例2中催化劑產(chǎn)氫量圖；圖9是實(shí)施例3中催化劑產(chǎn)氫量圖；圖10是實(shí)施例4中催化劑產(chǎn)氫量圖。圖中:1-載氣鋼瓶；2_減壓閥；3_流量計；4_第一軟導(dǎo)管；5_洗氣入口 ；6-反應(yīng)容器；7-光源；8_低溫/恒溫冷卻循環(huán)水機(jī)；9_第二軟導(dǎo)管；10-冷卻液體進(jìn)口 ；11_冷卻液體出口 ；12_第三軟導(dǎo)管；13_磁力攪拌座；14_產(chǎn)氣出口 ；15_第四軟導(dǎo)管；16_三通閥；17-第五軟導(dǎo)管；18-氣體計量池進(jìn)氣口 ；19_氣體計量池排氣口 ；20_氣體計量池；21-紅外計數(shù)器；22_計算機(jī)；23_鋼針；24_氣體收集袋；25_石英玻璃板；26_夾子；27_ O型圈；28單層玻璃(上部)；29_洗氣出口 ；30_雙層玻璃夾套(中下部);31_磁子；32-反應(yīng)液體；33-氣體計量池進(jìn)氣室；34_流質(zhì)；35_產(chǎn)生氣泡的V形部；36_氣體計量池排氣室；37_水浴箱；38_進(jìn)液口 ；39_出液口。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合具體實(shí)施例對本技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明，本技術(shù)的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。整套光解水實(shí)驗(yàn)裝置的特征在于包含4個主體部分，如圖1，具體包括:(I)惰性氣體的洗氣部分；(2)光解水制氫的產(chǎn)氣部分；(3)氣體的測量部分；(4)氣體的收集部分。與常規(guī)的實(shí)驗(yàn)裝置相比，本技術(shù)主要省略了常規(guī)裝置的氣密循環(huán)系統(tǒng)、抽真空裝置及氣相色譜檢測系統(tǒng)，且操作過程不需要不斷轉(zhuǎn)動特殊設(shè)計的閥門進(jìn)行控制氣體。本技術(shù)主要對氣體的測量部分進(jìn)行了改造，采用了氣體計量池裝置，產(chǎn)氣部分產(chǎn)生的氫氣會推動氣體在氣體計量池的V形部產(chǎn)生固定體積的氣泡，氣泡通過V形部與氣體計量池排氣室連接的一側(cè)，通過紅外計數(shù)器對氣泡的個數(shù)進(jìn)行測量，可直觀的實(shí)時獲得催化劑的活性情況。作為對上述裝置技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本技術(shù)裝置還包括如下技術(shù)方案:所述的整套裝置，具體包括:載氣鋼瓶1、減壓閥2、流量計3、反應(yīng)容器6 (其中洗氣入口 5、產(chǎn)氣出口 14、冷卻液體進(jìn)口 10、冷卻液體出口 11)、光源7、低溫/恒溫冷卻循環(huán)水機(jī)8、磁力攪拌座13、三通閥16、氣體計量池20(其中氣體計量池進(jìn)氣口 18、氣體計量池進(jìn)氣室33、產(chǎn)生氣泡的V形部35、氣體計量池排氣室36、氣體計量池排氣口 19)、紅外計數(shù)器21、計算機(jī)22、鋼針23、氣體收集袋24，軟導(dǎo)管(4，9，12，15，17)。磁子放置于反應(yīng)容器中，反應(yīng)容器放置于磁力攪拌座上，打開磁力攪拌開關(guān)，反應(yīng)容器中的磁子在磁力作用下開始攪拌工作。使用型號:B11-2轉(zhuǎn)速數(shù)顯恒溫磁力攪拌器上海司樂儀器有限公司。所述的整套裝置，如圖2，其具體連接方式的特征在于:載氣鋼瓶I與減壓閥2相連，減壓閥2與流量計3相連，流量計3與第一軟導(dǎo)管4相連，第一軟導(dǎo)管4與反應(yīng)容器6上部的洗氣入口 5相連，氣體通過反應(yīng)容器上部的產(chǎn)氣出口 14導(dǎo)出，產(chǎn)氣出口 14與第四軟導(dǎo)管15相連，第四軟導(dǎo)管15與三通閥16相連，三通閥16與第五軟導(dǎo)管17相連，第五軟導(dǎo)管17與氣體計量池20的氣體計量池進(jìn)氣口本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種光解水制氫的反應(yīng)裝置，包括載氣鋼瓶（1），其特征在于，還包括反應(yīng)容器（6）和氣體計量池（20），反應(yīng)容器（6）包括洗氣入口（5）和產(chǎn)氣出口（14），載氣鋼瓶（1）依次通過減壓閥（2）和流量計（3）與洗氣入口（5）連接，反應(yīng)容器（6）外部設(shè)置有用于控制反應(yīng)容器內(nèi)部溫度的溫控裝置，反應(yīng)容器（6）通過石英玻璃板（25）和O型圈（27）密封，反應(yīng)容器（6）上部設(shè)置有光源（7），氣體計量池（20）包括氣體計量池進(jìn)氣室（33）和氣體計量池排氣室（36），氣體計量池進(jìn)氣室（33）一端設(shè)置有氣體計量池進(jìn)氣口（18），另一端與V形部一端連接，V形部另一端與氣體計量池排氣室（36）一端連接，氣體計量池排氣室（36）另一端設(shè)置有氣體計量池排氣口（19），產(chǎn)氣出口（14）通過三通閥（16）與氣體計量池進(jìn)氣口（18）連通，氣體計量池排氣口（19）與氣體收集袋（24）連接，還包括用于測量V形部產(chǎn)生的標(biāo)定氣泡的紅外計數(shù)器。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種光解水制氫的反應(yīng)裝置，包括載氣鋼瓶(I )，其特征在于，還包括反應(yīng)容器(6)和氣體計量池(20)，反應(yīng)容器(6)包括洗氣入口(5)和產(chǎn)氣出口(14)，載氣鋼瓶(I)依次通過減壓閥(2 )和流量計(3 )與洗氣入口( 5 )連接，反應(yīng)容器(6 )外部設(shè)置有用于控制反應(yīng)容器內(nèi)部溫度的溫控裝置，反應(yīng)容器(6)通過石英玻璃板(25)和O型圈(27)密封，反應(yīng)容器(6)上部設(shè)置有光源(7)，氣體計量池(20)包括氣體計量池進(jìn)氣室(33)和氣體計量池排氣室(36)，氣體計量池進(jìn)氣室(33) —端設(shè)置有氣體計量池進(jìn)氣口(18)，另一端與V形部一端連接，V形部另一端與氣體計量池排氣室(36) —端連接，氣體計量池排氣室(36)另一端設(shè)置有氣體計量池排氣口( 19)，產(chǎn)氣出口( 14)通過三通閥(16)與氣體計量池...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：嚴(yán)建中，
申請(專利權(quán))人：湖北洛克泰克儀器有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：