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1、(10)申请公布号 CN 104043384 A (43)申请公布日 2014.09.17 C N 1 0 4 0 4 3 3 8 4 A (21)申请号 201310087966.9 (22)申请日 2013.03.13 B01J 19/12(2006.01) (71)申请人江南大学 地址 214122 江苏省无锡市蠡湖大道1800 号 (72)发明人蓝奔月 杨莉 史海峰 (54) 发明名称 一种新型光催化反应测量装置 (57) 摘要 本发明提供了一种具有温度和湿度测量功能 的光催化反应装置，包括：1.表面皿 2.气体进 口阀门 3.气体出口阀门 4.温度传感器探头插 口 5.湿度传感器探头。
2、插口 6.温度传感器探头 7.湿度传感器探头 8.温度和湿度传感器显示屏 9.反应器。在反应开始前，将温度传感器探头6和 湿度传感器探头7分别插入温度传感器探头插口 4和湿度传感器探头插口5中，将光催化材料放入 反应皿1中，通过阀门2和3，使反应体系达到吸 附脱附平衡状态，反应进行时，通过数据线温度值 和湿度值将将即时显示在显示屏8上。利用检测 装置气相色谱仪进行生成物的检测与分析。本发 明增加了光催化反应中温度和湿度的测量功能， 其装置简单，操作方便，实用。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1。
3、页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104043384 A CN 104043384 A 1/1页 2 1.一种具有温度和湿度测量功能的光催化反应装置，其特征在于，该反应装置包括： 1.表面皿 2.气体进口阀门 3.气体出口阀门 4.温度传感器探头插口 5.湿度传感器探 头插口 6.温度传感器探头 7.湿度传感器探头 8.温度和湿度传感器显示屏。9.反应器。 在本发明装置中，光催化反应器9正面透光窗口为滤波片石英材料，反应器9内底部可放置 小表面皿1。 2.根据权利要求书1所述的具有测量温度和湿度功能的光催化反应装置，其特征在 于，反应开始前，将反应物放入表面皿1中，反应气体(。
4、IPA或CO 2 ，其中IPA为异丙醇C 3 H 8 O 的简写)通过阀门2进入反应器9，关闭阀门2和3，在光照条件下进行反应。打开显示屏 电源后，在反应进行的过程中，反应装置内的温度值和湿度值将即时显示在显示屏8上，有 利于研究温度湿度对光催化反应效率的影响。光源(氙灯，LED等)照射反应器9实现光 催化反应，密闭气体进样针实现气体的转移，利用检测装置气相色谱仪进行生成物的检测 与分析。 3.根据权利要求书1所述的具有测量温度和湿度功能的光催化反应装置，其特征在 于，温度传感器和湿度传感器的显示屏可以即时显示其数值的变化。 4.根据权利要求书1所述的具有测量温度和湿度功能的光催化反应装置，其。
5、特征在 于，光催化反应器9的正面透光窗口为滤波片石英材料。 权 利 要 求 书CN 104043384 A 1/3页 3 一种新型光催化反应测量装置 技术领域 0001 本发明涉及一种光催化材料性能测试方法及装置，尤其是一种具有温度与湿度测 量功能的光催化反应装置。 背景技术 0002 在这个提倡低污染、低能耗的时代，越来越多的研究者开始关注光催化材料反应， 如光催化材料降解有机污染物，光催化材料分解水制氢等。目前关于半导体光催化剂的应 用研究主要集中在以下几个方面：抗菌除臭；分解污水中的有机物；处理重金属离子；废气 净化；自清洁作用；光催化氢气和氧气，可提供无污染的、高效的、无害的清洁能源。。
6、但是光 催化技术发展至今，并未实现大规模的应用，其主要原因是TiO 2 的光催化氧化效率受诸多 因素的影响，如反应温度、流速、湿度、光强等。气相光催化反应过程中，水分子的存在是必 须的，它们能够提供可捕获光生空穴的羟基，进而产生氧化性非常高的羟基自由基-OH，以 氧化分解吸附在催化剂表面的污染物质。虽然气-固相光催化反应并不一定主要通过羟基 自由基进行，但仍然存在催化剂表面的水与空穴作用生成羟基自由基的可能，同时还有利 于氧气的光吸附，并在大多数情况下能加快光催化反应的进行。但有学者发现，TiO 2 表面 吸附的水能使光致电子和空穴更加容易符合，从而导致光催化效率降低。在光催化反应中， H 2。
7、 O分子在紫外光的照射下与纳米TiO 2 反应生成具有高度氧化性的羟基自由基(-OH)，因此 研究相对湿度对光催化净化气体的影响有重要实际意义。 0003 以光催化材料TiO 2 为例，光催化反应的实验原理，当催化剂TiO 2 以波长小于385nm 的光照射后，能够被激发产生光生电子-空穴对。光生电子-空穴对转移到本体表面后，一 般与表面吸附的H 2 O或空气中的氧反应形成具有强氧化活性的羟基自由基和活性氧，反应 如下： TiO 2 +hvTiO 2 +h + +e - H 2 O+h + OH+H + O 2 +e - O 2 - 0004 研究表明，在光催化反应中，在一定的温度范围内，光催。
8、化反应速率是与温度成正 比的，这可能是由于在这个温度范围内，光催化氧化反应与反应物分子或中间产物在催化 剂表面的扩散和迁移，以及活性中心上的反应产物的脱附步骤等有关，在其他温度范围内， 温度的影响并不明显。环境温度(T)和相对湿度(RH)直接影响反应物种(污染物)在吸附 在光催化剂上的吸附及扩散过程，在一定程度上对光催化反应速率产生了很大的影响。然 而大部分反应装置没有考虑温度和湿度的即时测试，因此，研究一种具有温度和湿度测量 功能的光催化反应装置具有重要意义。 发明内容 0005 鉴于上述现有技术的不足，本发明专利提供了一种新的光催化反应装置。本发明 装置通过温度传感器和湿度传感器，能够即时。
9、测试光催化反应温度和湿度的数据及其对光 说 明 书CN 104043384 A 2/3页 4 催化性能的影响。 0006 为达上述目的，本发明专利采用了如下技术方案： 0007 一种带有温度传感器和湿度传感器的反应装置，该反应装置包括：1.表面皿 2.气体进口阀门 3.气体出口阀门 4.温度传感器探头插口 5.湿度传感器探头插口 6.温 度传感器探头 7.湿度传感器探头 8.温度和湿度传感器显示屏。9.反应器。在本发明装 置中，光催化反应器9正面透光窗口为滤波片石英材料，反应器内底部可放置小表面皿或 玻璃片1，直径为4-6cm将活性评价用的光催化材料平铺于1，反应气体(IPA或CO 2 ，其中。
10、 IPA为异丙醇C 3 H 8 O的简写)通过阀门2进入反应器9，气体管道为塑胶管或硅胶管。阀门 3可以实现反应器9内气体流出，保持反应器9内的气体流通，在反应开始前，将温度传感器 探头6和湿度传感器 探头7分别插入温度传感器探头插口4和湿度传感器探头插口5中， 通过数据线，温度值和湿度值将会显示在温度和湿度传感器显示屏8上。光源(氙灯，LED 等)照射反应器9实现光催化反应，密闭气体进样针实现气体的转移，利用检测装置气相色 谱仪进行生成物的检测与分析。本发明的特点在于装置简单，实用，便于操作。 附图说明 0008 图1为本发明装置的结构示意图。 0009 图中：1.表面皿 2.气体进口阀门 。
11、3.气体出口阀门 4.温度传感器探头插口 5.湿度传感器探头插口 6.温度传感器探头 7.湿度传感器探头 8.温度和湿度传感器显 示屏 9.反应器。 具体实施方式 0010 下面结合实例对本发明装置进行进一步说明： 0011 图1中所述的光催化反应装置中，包括表面皿，进口阀门，出口阀门，温度和湿度 传感器探头，显示屏及反应器。 0012 在反应开始前，将反应物放在表面皿1中，并将传感器探头6和7分别插入插口4 和5中，然后将阀门2和3关闭，使反应器密闭。打开传感器显示屏8的电源后，在反应进 行时，温度值和湿度值将会显示在传感器显示屏8上。 0013 实施案例1：CO 2 还原的光催化反应。 0。
12、014 光催化反应器9正面透光窗口为滤波片石英材料，反应器内底部可放置小表面皿 1(直径为4-6cm)，将活性评价用的光催化材料平铺于表面皿1，关紧阀门保证反应体系为 密闭空间，利用三通阀门将2接口与真空泵连接，使用真空泵将反应器9中的气体抽出使 其成为真空状态，当反应系统处于已经真空的情况下，将阀门2接口与装有CO 2 的气体瓶相 接，通入一段时间CO 2 气体后打开阀门3，使CO 2 布满整个反应器，再关闭阀门3，处于避光状 态35个小时，使反应体系达到吸附脱附平衡状态。然后放置光源，可以结合不同截止波 长的滤波片使用，使输出的光源为不同的波段。光线透入反应器照射到表面皿1上的反应 材料上。
13、，通过气相进样针在装有进样垫的阀门3位置取样1mL，注入气相色谱议中对生成物 进行分析，得出结果。 0015 实施案例2：IPA降解的光催化反应。 0016 向玻璃反应器9中放入IPA和光催化材料，关紧阀门保证反应体系为密闭空间， 说 明 书CN 104043384 A 3/3页 5 利用三通阀门将阀门2与真空泵连接，使用真空泵将反应器中的气体抽出使其成为真空状 态，当反应系统处于真空的情况下，将阀门2接口与装有IPA的气体瓶相接，通入一段时间 IPA气体后打开阀门3，使IPA布满整个反应器，再关闭阀门3，放置反应装置于避光处3 5个小时，使反应体系达到吸附脱附平衡状态。然后放置光源，可以结合不同截止波长的滤 波片使用，使输出的光源为不同的波段。使光线透入反应器照射到表面皿1上的反应材料 上，通过气相进样针在装有进样垫的阀门3位置取样1mL，注入气相色谱仪器中对生成物进 行分析，得出结果。 说 明 书CN 104043384 A 1/1页 6 图1 说 明 书 附 图CN 104043384 A 。