CN103115999B - 影响因素变化可控的气固相光催化反应效果检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种影响因素变化可控的气固相光催化反应效果检测装置及方法，包括气体分析仪，还包括光反应器，所述光反应器包括盒体，所述盒体为透光材料制成的密封体，所述盒体至少一侧可开启，所述盒体上设有进气孔和出气孔，所述盒体内安装有风扇、辐照计和试件搁板，所述盒体的进气孔通过管道与试验样气储存装置连接，所述盒体的所述出气孔通过管道与气体处理设备连接，所述气体分析仪的进气探测管与所述盒体的进气孔上的管道连接，所述气体分析仪的出气探测管与所述盒体的出气孔上的管道连接，所述盒体内安装有多个引起盒体试验样气流动的所述风扇。本发明结构简单、制造简便、通过对反应参数的控制来实现多种实验条件，从而更全面系统地评价光催化剂的使用效果、最大催化活性以及新型材料的使用价值。

Description

影响因素变化可控的气固相光催化反应效果检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种影响因素变化可控的气固相光催化反应效果检测装置及方法。

背景技术

半导体多相光催化应用于空气中微量有害气体的消除研究，早在上世纪80年代已引起人们极大的兴趣和广泛的研究，并且在小环境污染治理方面已逐渐走向实用化并取得了一定的成效。

近几年来，纳米半导体光催化技术的发展更赋予这一学科巨大的发展潜力和广阔的应用前景。但目前光催化剂的净化反应装置多是在反应前后利用气体分析仪检测其浓度，并以差值作为评价光催化剂降解性能的指标。这种检测方法无法调整和改变气体在反应室内反应的条件，而且无法对反应室内气体进行实时监测，而且在检测的同时又消耗了部分试验气体，使得实验条件存在差异，从而导致实验误差增大，试验结果的可比性较差，这对光催化剂性能评价及学科发展带来了很不利的影响。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种结构简单、制造简便、通过对反应参数的控制来实现多种实验条件，从而更全面系统地评价光催化剂的使用效果、最大催化活性以及新型材料使用价值的影响因素变化可控的气固相光催化反应效果检测装置及方法。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种影响因素变化可控的气固相光催化反应效果检测装置，包括气体分析仪，还包括光反应器，所述光反应器包括盒体，所述盒体为透光材料制成的密封体，所述盒体至少一侧可开启，所述盒体上设有进气孔和出气孔，所述盒体内安装有风扇和辐照计，所述盒体的进气孔通过管道与试验样气储存装置连接，所述盒体的所述出气孔通过管道与气体处理设备连接，所述气体分析仪的进气探测管与所述盒体的进气孔上的管道连接，所述气体分析仪的出气探测管与所述盒体的出气孔上的管道连接，所述盒体内安装有多个引起盒体试验样气流动的所述风扇。

所述盒体内部设有光照模拟装置，所述盒体外的四周安装有可拆卸的由遮光材料构成的遮光板。

所述盒体内底部安装有放置试件的试件搁板，所述试件搁板底部设有行走轮，所述光照模拟装置通过可调节高度的支架安装在所述试件搁板上。

所述光照模拟装置包括灯管槽和安装在所述灯管槽内的多根紫外线灯管。

所述试验样气储存装置上安装有气体容积式流量计并且所述试验样气储存装置通过气体容积式流量计进行气体配制。

一种影响因素变化可控的气固相光催化反应效果检测方法，包括如下步骤：

a、将试件放置在所述盒体内的试件搁板上后，密封盒体，调节盒体内温度和湿度至试验条件，调整光照强度至试验条件；

b、向盒体内通入实验气体，待气体浓度示值稳定后，通过气体分析仪记录初始浓度，并且将从盒体导入气体分析仪的气体，再导回到盒体内；

c、通过气体分析仪循环检测气体浓度，实时记录气体分析仪所示的气体浓度，绘制气体降解曲线并计算降解率。

由于采用上述结构，本发明具有以下优点：

1、实验过程中，从盒体进入到气体分析仪的气体经过气体分析仪的分析后又返回到盒体内，从而使得气体的总量不会发生改变，实现了样气的无损失使用，从而达到气体循环利用的效果，减小实验误差；

2、光照强度可通过调整光照模拟装置的紫外线灯管数量以及灯管距离试样板的高度来实现多种光照强度条件；

3、光催化反应的温湿度条件可通过温湿度控制装置进行调节，并通过温湿度控制装置上的温湿度传感器进行实时监测；

4、实验所需样气的初始浓度可以使用气体容积式流量计进行精确配置；

5、光反应器的壳体具有高透光性，光照模拟装置和遮光材料可予以拆卸，保证整套设备同时适用于室内或室外实验；

6、光反应器内的试件搁板可放置各类试样，且承重性能良好，试件搁板底部设有行走轮，可以方便试件的移动。

附图说明

图1光催化循环反应流程示意图；

图2光反应器外部构造示意图；

图3光反应器内部构造示意图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步详细说明本专利的具体实施方式。

如图2、3所示，所述光反应器4包括盒体，所述盒体为透光材料制成的密封体，所述盒体至少一侧可开启，所述盒体上设有进气孔41和出气孔42，所述盒体内安装有温湿度控制装置47、风扇43、辐照计48和试件搁板49，温湿度控制装置47和辐照计为通用件，温湿度控制装置47可以控制所述盒体内的温度和湿度，辐照计的监控探头设置在光照模拟装置的下方或上方监测光照强度，所述盒体的进气孔41通过管道与试验样气储存装置1连接，所述盒体的所述出气孔42通过管道与气体处理设备6连接，所述气体分析仪5的进气探测管与所述盒体的进气孔41上的管道连接，所述气体分析仪5的出气探测管与所述盒体的出气孔42上的管道连接，所述盒体内安装有多个引起盒体试验样气流动的所述风扇43，所述盒体内底部安装有放置试件的试件搁板49。本实施例中，盒体尺寸大小为：长1600mm，宽870mm，高740mm，去除反应器内部附件及试验用光催化板后体积为V=1m³，紫外线灯管的功率为30W，发射波长为300～400nm，中心波长为365nm。放置在试件搁板49上的试件是起到光催化剂载体的作用；试件搁板49选用车辙板，由于车辙板的重量较重，可以设置成推拉形式，方便推入及撤出光反应器。

实施例一：室内试验时，所述盒体外的四周安装有可拆卸的由遮光材料构成的遮光板46，所述光照模拟装置包括灯管槽和安装在所述灯管槽内的多根紫外线灯管，根据图1、图2、图3所示，通过温湿度控制装置47调节光反应器内温、湿度至所需条件后，通过调节灯管数量或光照模拟装置高度实现实验要求的光照强度，覆盖遮光板46，在试件搁板49上放置待检测的试件——固相光催化板；打开试验样气储存装置1上的减压阀2，本实施例中试验样气储存装置1为样气瓶，使用气体容积式流量计3控制从样气瓶中释放出定量气体，通过进气孔41通入光反应器4中；开启反应器内的风扇43使气体混合均匀，连接光反应器4和气体分析仪5；开启气体分析仪5，检测初始气体浓度，待浓度示值稳定后，开启光照模拟装置44，然后实时读取气体分析仪5所示的气体浓度；反应后的混合气体通入气体处理设备6中。

实施例二：室外试验时，需卸除光照模拟装置44，通过温湿度控制装置47调节光反应器内温、湿度至所需条件后，覆盖遮光材料46，在搁板49上放置待检测的试件——固相光催化板；打开减压阀2，本实施例中试验样气储存装置1为样气瓶，使用气体容积式流量计3控制从样气瓶中释放出定量气体，再通入光反应器4中；开启反应器内的风扇43使气体混合均匀，连接光反应器4和气体分析仪5；开启气体分析仪5，检测初始气体浓度，待浓度示值稳定后，拆去遮光材料46，然后实时读取气体分析仪5所示的气体浓度；用辐照计实时监测现场光照强度的变化并记录；反应后的混合气体通入气体处理设备6中。

Claims (1)

1.一种影响因素变化可控的气固相光催化反应效果检测方法，其特征在于，所述检测方法中采用的检测装置如下：

其包括气体分析仪和光反应器，所述光反应器包括盒体，所述盒体为透光材料制成的密封体，所述盒体至少一侧可开启，所述盒体上设有进气孔和出气孔，所述盒体内安装有风扇、辐照计和温湿度控制装置，所述盒体的进气孔通过管道与试验样气储存装置连接，所述盒体的所述出气孔通过管道与气体处理设备连接，所述气体分析仪的进气探测管与所述盒体的进气孔上的管道连接，所述气体分析仪的出气探测管与所述盒体的出气孔上的管道连接，所述盒体内安装有多个引起盒体试验样气流动的所述风扇；

所述盒体内部设有光照模拟装置，所述盒体外的四周安装有可拆卸的由遮光材料构成的遮光板；所述盒体内底部安装有放置试件的试件搁板，所述试件搁板底部设有行走轮，所述光照模拟装置通过可调节高度的支架安装在所述试件搁板上；所述光照模拟装置包括灯管槽和安装在所述灯管槽内的多根紫外线灯管；所述试验样气储存装置上安装有气体容积式流量计并且所述试验样气储存装置通过气体容积式流量计进行气体配制；

所述检测方法步骤如下：

a、将试件放置在所述盒体内的试件搁板上后，密封盒体，调节盒体内温度和湿度至试验条件，调整光照强度至试验条件；

当在室内试验时，所述盒体外的四周安装有可拆卸的由遮光材料构成的遮光板；所述光照模拟装置包括灯管槽和安装在所述灯管槽内的多根紫外线灯管；

当在室外试验时，卸除光照模拟装置；

b、向盒体内通入实验气体，待气体浓度示值稳定后，通过气体分析仪记录初始浓度，并且将从盒体导入气体分析仪的气体，再导回到盒体内；

c、通过气体分析仪循环检测气体浓度，实时记录气体分析仪所示的气体浓度，绘制气体降解曲线并计算降解率。