一种内照射型光催化制氢反应器

1.本实用新型涉及反应器技术领域，具体领域为一种内照射型光催化制氢反应器。


背景技术：

2.到目前为止，利用催化剂光解水的效率很低，只有1％-2％。由于光解水产生氢能源的技术可以制备纯清洁能源，因此催化剂光解水得到本领域众多关注；用于光解水的氧化还原催化体系主要有半导体体系和金属配合物体系两种，其中以半导体体系的研究最为深入，半导体光催化在原理上类似于光电化学池，细小的光半导体颗粒可以被看作是一个个微电极悬浮在水中，类似于光阳极一样在起作用，所不同的是它们之间没有像光电化学池那样被隔开，甚至阴极也被设想是在同一粒子上，水分解成氢气和氧气的反应同时发生。现有实验室所使用的光催化反应器，光利用效率较低，反应器本身上的观测反应窗往往会造成内侧光源的透射，也存在光污染，为此提出一种内照射型光催化制氢反应器。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种内照射型光催化制氢反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种内照射型光催化制氢反应器，包括反应器外壳，所述反应器外壳的上端为开口结构，所述反应器外壳的上端开口处设置有主封闭盖，所述主封闭盖上开设有投料口和灯口，所述投料口用于投放水及相应的催化剂，所述灯口便于灯柱的进入或取出，所述主封闭盖上且位于投料口和灯口处均卡接有第一分封闭盖和第二分封闭盖，所述第二分封闭盖的侧壁上连接有灯柱，所述第二分封闭盖的设置即对所述灯柱起到固定作用，又便于所述灯柱的安装及更换，通过上提所述第二分封闭盖即可带出所述灯柱，操作便利，所述反应器外壳的底壁固定连接有座槽，所述灯柱的底端位于所述座槽内，所述座槽的设置进一步对所述灯柱起到固定作用，反应器外壳内的水及催化剂在所述灯柱的光照作用下，水分解处氢气及氧气，所述灯柱固定在反应器外壳的中部位置，可对周侧反应物起到良好的光照射作用，所述灯柱具有外层保护套，可浸水设置，所述反应器外壳的侧壁上设置有内层可视窗，所述反应器外壳的侧壁上且位于内层可视窗的外部设置有挡光外罩，所述挡光外罩的侧壁上设置有外层可视窗，内层可视窗和所述外层可视窗位于同一水平面上，内外双层可视窗以及所述挡光外罩的设置在防止光源外泄的情况下，实验人员透过所述外层可视窗可观测反应器外壳内反应情况，在较大程度上减少光污染。
5.优选的，所述挡光外罩包括对称设置的连接板，两个所述连接板之间固定连接有罩体，所述连接板的上下端均一体成型连接有连接块，所述连接块上开设有连接孔，使用螺钉将连接块及连接板固定在反应器外壳的侧壁上，从而将整个罩体固定，连接板和罩体共同起到防止光外泄的作用。
6.优选的，所述反应器外壳的内侧壁上部固定连接有支撑框，所述支撑框上对称固
定连接有支撑杠，所述支撑杠的下端转动连接有转动轴，所述支撑杠的上端设置有驱动所述转动轴转动的电机，所述转动轴上均匀固定连接有搅拌桨，通过电机工作，带动转动轴及搅拌桨转动，从而对水及催化剂进行搅拌，增加水解反应效率。
7.优选的，所述反应器外壳的侧壁上且位于所述支撑框的下侧设置有水位窗，所述水位窗呈条形，所述水位窗可观测水位，同时也是上限水位，防止反应器外壳内水过多。
8.优选的，所述主封闭盖上连接有排气管，水分解反应所产生的氢气和氧气沿排气管排出，经后续对氢氧气体的分离，得到氢气。
9.优选的，所述反应器外壳的下端固定连接有支撑脚，所述支撑脚对所述反应器外壳起到支撑作用。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
11.(1)设置反应器外壳，反应器外壳的上端为开口结构，反应器外壳的上端开口处设置有主封闭盖，主封闭盖上开设有投料口和灯口，主封闭盖上且位于投料口和灯口处均卡接有第一分封闭盖和第二分封闭盖，第二分封闭盖的侧壁上连接有灯柱，第二分封闭盖的设置即对灯柱起到固定作用，又便于灯柱的安装及更换，通过上提第二分封闭盖即可带出灯柱，操作便利；
12.(2)反应器外壳的底壁固定连接有座槽，灯柱的底端位于座槽内，座槽的设置进一步对灯柱起到固定作用，反应器外壳内的水及催化剂在灯柱的光照作用下，水分解处氢气及氧气，灯柱固定在反应器外壳的中部位置，可对周侧反应物起到良好的光照射作用；
13.(3)反应器外壳的侧壁上设置有内层可视窗，反应器外壳的侧壁上且位于内层可视窗的外部设置有挡光外罩，挡光外罩的侧壁上设置有外层可视窗，内层可视窗和外层可视窗位于同一水平面上，内外双层可视窗以及挡光外罩的设置在防止光源外泄的情况下，实验人员透过外层可视窗可观测反应器外壳内反应情况，在较大程度上减少光污染。
附图说明
14.图1为本实用新型主体结构示意图；
15.图2为本实用新型反应器外壳内剖视图；
16.图3为本实用新型反应器外壳内俯视图。
17.图中：1-反应器外壳、2-主封闭盖、3-第一分封闭盖、4-第二分封闭盖、5-灯柱、6-座槽、7-挡光外罩、701-连接板、702-罩体、703-连接块、704-连接孔、8-外层可视窗、9-支撑框、10-支撑杠、11-转动轴、12-电机、13-搅拌桨、14-水位窗、15-支撑脚、16-排气管。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.实施例：
20.请参阅图1-3，本实用新型提供如下技术方案：一种内照射型光催化制氢反应器，包括反应器外壳1，所述反应器外壳1的上端为开口结构，所述反应器外壳1的上端开口处设
置有主封闭盖2，所述主封闭盖2上开设有投料口和灯口，所述投料口用于投放水及相应的催化剂，所述灯口便于灯柱5的进入或取出，所述主封闭盖2上且位于投料口和灯口处均卡接有第一分封闭盖3和第二分封闭盖4，所述第二分封闭盖4的侧壁上连接有灯柱5，所述第二分封闭盖4的设置即对所述灯柱5起到固定作用，又便于所述灯柱5的安装及更换，通过上提所述第二分封闭盖4即可带出所述灯柱5，操作便利，所述反应器外壳1的底壁固定连接有座槽6，所述灯柱5的底端位于所述座槽6内，所述座槽6的设置进一步对所述灯柱5起到固定作用，反应器外壳1内的水及催化剂在所述灯柱5的光照作用下，水分解处氢气及氧气，所述灯柱5固定在反应器外壳1的中部位置，可对周侧反应物起到良好的光照射作用，所述灯柱5具有外层保护套，可浸水设置，所述反应器外壳1的侧壁上设置有内层可视窗，所述反应器外壳1的侧壁上且位于内层可视窗的外部设置有挡光外罩7，所述挡光外罩7的侧壁上设置有外层可视窗8，内层可视窗和所述外层可视窗8位于同一水平面上，内外双层可视窗以及所述挡光外罩7的设置在防止光源外泄的情况下，实验人员透过所述外层可视窗8可观测反应器外壳1内反应情况，在较大程度上减少光污染。
21.具体而言，所述挡光外罩7包括对称设置的连接板701，两个所述连接板701之间固定连接有罩体702，所述连接板701的上下端均一体成型连接有连接块703，所述连接块703上开设有连接孔704，使用螺钉将连接块703及连接板701固定在反应器外壳1的侧壁上，从而将整个罩体702固定，连接板701和罩体702共同起到防止光外泄的作用。
22.具体而言，所述反应器外壳1的内侧壁上部固定连接有支撑框9，所述支撑框9上对称固定连接有支撑杠10，所述支撑杠10的下端转动连接有转动轴11，所述支撑杠10的上端设置有驱动所述转动轴11转动的电机12，所述转动轴11上均匀固定连接有搅拌桨13，通过电机12工作，带动转动轴11及搅拌桨13转动，从而对水及催化剂进行搅拌，增加水解反应效率。
23.具体而言，所述反应器外壳1的侧壁上且位于所述支撑框9的下侧设置有水位窗14，所述水位窗14呈条形，所述水位窗14可观测水位，同时也是上限水位，防止反应器外壳1内水过多。
24.具体而言，所述主封闭盖2上连接有排气管16，水分解反应所产生的氢气和氧气沿排气管16排出，经后续对氢氧气体的分离，得到氢气。
25.具体而言，所述反应器外壳1的下端固定连接有支撑脚15，所述支撑脚15对所述反应器外壳1起到支撑作用。
26.工作原理：设置反应器外壳1，反应器外壳1的上端为开口结构，反应器外壳1的上端开口处设置有主封闭盖2，主封闭盖2上开设有投料口和灯口，投料口用于投放水及相应的催化剂，灯口便于灯柱5的进入或取出，主封闭盖2上且位于投料口和灯口处均卡接有第一分封闭盖3和第二分封闭盖4，第二分封闭盖4的侧壁上连接有灯柱5，第二分封闭盖4的设置即对灯柱5起到固定作用，又便于灯柱5的安装及更换，通过上提第二分封闭盖4即可带出灯柱5，操作便利，反应器外壳1的底壁固定连接有座槽6，灯柱5的底端位于座槽6内，座槽6的设置进一步对灯柱5起到固定作用，反应器外壳1内的水及催化剂在灯柱5的光照作用下，水分解处氢气及氧气，灯柱5固定在反应器外壳1的中部位置，可对周侧反应物起到良好的光照射作用，灯柱5具有外层保护套，可浸水设置，反应器外壳1的侧壁上设置有内层可视窗，反应器外壳1的侧壁上且位于内层可视窗的外部设置有挡光外罩7，挡光外罩7的侧壁上
设置有外层可视窗8，内层可视窗和外层可视窗8位于同一水平面上，内外双层可视窗以及挡光外罩7的设置在防止光源外泄的情况下，实验人员透过外层可视窗8可观测反应器外壳1内反应情况，在较大程度上减少光污染。
27.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
28.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种内照射型光催化制氢反应器，包括反应器外壳(1)，其特征在于：所述反应器外壳(1)的上端为开口结构，所述反应器外壳(1)的上端开口处设置有主封闭盖(2)，所述主封闭盖(2)上开设有投料口和灯口，所述主封闭盖(2)上且位于投料口和灯口处均卡接有第一分封闭盖(3)和第二分封闭盖(4)，所述第二分封闭盖(4)的侧壁上连接有灯柱(5)，所述反应器外壳(1)的底壁固定连接有座槽(6)，所述灯柱(5)的底端位于所述座槽(6)内，所述反应器外壳(1)的侧壁上设置有内层可视窗，所述反应器外壳(1)的侧壁上且位于内层可视窗的外部设置有挡光外罩(7)，所述挡光外罩(7)的侧壁上设置有外层可视窗(8)，内层可视窗和所述外层可视窗(8)位于同一水平面上。2.根据权利要求1所述的一种内照射型光催化制氢反应器，其特征在于：所述挡光外罩(7)包括对称设置的连接板(701)，两个所述连接板(701)之间固定连接有罩体(702)，所述连接板(701)的上下端均一体成型连接有连接块(703)，所述连接块(703)上开设有连接孔(704)。3.根据权利要求2所述的一种内照射型光催化制氢反应器，其特征在于：所述反应器外壳(1)的内侧壁上部固定连接有支撑框(9)，所述支撑框(9)上对称固定连接有支撑杠(10)，所述支撑杠(10)的下端转动连接有转动轴(11)，所述支撑杠(10)的上端设置有驱动所述转动轴(11)转动的电机(12)，所述转动轴(11)上均匀固定连接有搅拌桨(13)。4.根据权利要求3所述的一种内照射型光催化制氢反应器，其特征在于：所述反应器外壳(1)的侧壁上且位于所述支撑框(9)的下侧设置有水位窗(14)，所述水位窗(14)呈条形。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种内照射型光催化制氢反应器，其特征在于：所述主封闭盖(2)上连接有排气管(16)。6.根据权利要求1-4任一项所述的一种内照射型光催化制氢反应器，其特征在于：所述反应器外壳(1)的下端固定连接有支撑脚(15)。

技术总结
本实用新型公开了一种内照射型光催化制氢反应器，包括反应器外壳，主封闭盖上且位于投料口和灯口处均卡接有第一分封闭盖和第二分封闭盖，第二分封闭盖的侧壁上连接有灯柱，第二分封闭盖的设置即对灯柱起到固定作用，又便于灯柱的安装及更换，通过上提第二分封闭盖即可带出灯柱，操作便利；灯柱固定在反应器外壳的中部位置，可对周侧反应物起到良好的光照射作用；反应器外壳的侧壁上设置有内层可视窗，反应器外壳的侧壁上设置有挡光外罩，挡光外罩的侧壁上设置有外层可视窗，内外双层可视窗以及挡光外罩的设置在防止光源外泄的情况下，实验人员透过外层可视窗可观测反应器外壳内反应情况，在较大程度上减少光污染。在较大程度上减少光污染。在较大程度上减少光污染。


技术研发人员：杨盛超 李景云 曲欣 黄增国 刘志勇 李琦 张新宇 吴建宁 孟桂花
受保护的技术使用者：石河子大学
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/9/1