近幾年來，伴隨著催化研究的逐漸深入，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)光熱協(xié)同催化既可以提高催化反應(yīng)的效率，又能將低密度的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)楦呙芏鹊幕瘜W(xué)能，兩者的有效結(jié)合可以超越單獨(dú)熱催化和光催化所能達(dá)到的效果，而且通過改變反應(yīng)條件，可以調(diào)控反應(yīng)的活性和選擇性，在能源和環(huán)境領(lǐng)域具有不可估量的價(jià)值，是當(dāng)前新型催化技術(shù)的研究焦點(diǎn)。

詳細(xì)介紹

傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)主要是通過加熱的方式活化反應(yīng)物，為體系提供跨越熱力學(xué)能壘的能量，促使反應(yīng)物向產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化。在熱催化體系中，反應(yīng)物分子在催化劑表面吸附活化，改變化學(xué)反應(yīng)路徑、從而降低反應(yīng)活化能使反應(yīng)容易進(jìn)行。而光催化則是利用光子的能量來催化反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理和路徑與熱催化截然不同，反應(yīng)條件溫和，易操作。

近幾年來，伴隨著催化研究的逐漸深入，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)光熱協(xié)同催化既可以提高催化反應(yīng)的效率，又能將低密度的太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)楦呙芏鹊幕瘜W(xué)能，兩者的有效結(jié)合可以超越單獨(dú)熱催化和光催化所能達(dá)到的效果，而且通過改變反應(yīng)條件，可以調(diào)控反應(yīng)的活性和選擇性，在能源和環(huán)境領(lǐng)域具有不可估量的價(jià)值，是當(dāng)前新型催化技術(shù)的研究焦點(diǎn)。

泊菲萊科技推出PLR-RP系列光熱催化反應(yīng)評價(jià)裝置為系統(tǒng)研究光熱催化反應(yīng)提供了平臺，創(chuàng)新的石英柱導(dǎo)光方式以及反應(yīng)器設(shè)計(jì)，提高了光源的輻照效率以及催化劑的吸光面積，滿足光熱協(xié)同催化下氣固相反應(yīng)的需求。

應(yīng)用領(lǐng)域 ▲特別適用 ●較為適用 ○可以使用

▲ 催化劑材料氣氛燒結(jié)

▲ 催化劑材料的活性評價(jià)

▲ 氣固相光熱催化反應(yīng)

▲ 氣體污染物的光熱催化降解

適用的反應(yīng)類型

▲ 甲烷重整制氫

▲ 二氧化碳還原

▲ 甲烷/二氧化碳重整

▲ 甲烷偶聯(lián)

▲ 乙烷脫氫

▲ 費(fèi)托合成

▲ VOCs光熱催化降解

▲ 大氣中NO_x以及SO₂的轉(zhuǎn)化機(jī)理研究

關(guān)鍵特征

全新的光照系統(tǒng)，提升光的利用效率

PLR-RP系列光熱催化反應(yīng)評價(jià)裝置采用石英光柱結(jié)合系統(tǒng)，讓光源直達(dá)爐芯，減少光傳輸過程損失，更大程度上增加光照效率。靈活多變的光柱設(shè)計(jì)和石英反應(yīng)器類型可充分配合催化劑的裝填方式，讓每一束光都能從外部以高效率照射到催化劑表面，大大提升了光熱系統(tǒng)中光源利用效率。

與斜照和側(cè)照模式相比，平照式催化劑受光面積更大，催化劑受光的均勻性更好，還能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物穿透催化劑的反應(yīng)模式，讓催化劑對光的吸收效率和底物的吸附效率同時達(dá)到。

PLR-RP系列<strong>光熱催化反應(yīng)評價(jià)裝置</strong>.jpg

為了進(jìn)一步提高光熱催化轉(zhuǎn)化效率，PLR-RP系列光熱催化反應(yīng)評價(jià)裝置配備了的創(chuàng)新環(huán)照式反應(yīng)器，將催化劑裝填在光源四周，有效地將催化劑受光面積由平面照射的0.3 cm²大幅提升至約20 cm²，催化劑與光能夠充分接觸。同時，在保證光有效穿透前提下，催化劑負(fù)載量從0.9 mL提升至9 mL，在有效提升光利用效率的同時，也能提高底物的吸附量及轉(zhuǎn)化率，為工業(yè)化光熱反應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供新的思路。

PLR-RP系列光熱催化反應(yīng)評價(jià)裝置采用便捷式光源定位裝置設(shè)計(jì)，提升光源定位效率，多向可調(diào)節(jié)孔位的支撐板方便前后左右調(diào)整光源的位置，配套泊菲萊科技自主開發(fā)的光源系統(tǒng)，可以保證每次實(shí)驗(yàn)光源的穩(wěn)定性，確保每一次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

PLR-RP系列<strong>光熱催化反應(yīng)評價(jià)裝置</strong>圖2.jpg

精心設(shè)計(jì)的溫控結(jié)構(gòu)，提高熱能的利用效率

PLR-RP系列光熱催化反應(yīng)評價(jià)裝置設(shè)置了四級溫度管理結(jié)構(gòu)。包含氣體預(yù)熱系統(tǒng)、管道伴熱結(jié)構(gòu)、反應(yīng)系統(tǒng)和冷凝分離系統(tǒng)。并對其中的預(yù)熱室、管道伴熱帶、加熱套以及反應(yīng)室進(jìn)行反應(yīng)過程中全程溫度和壓力的實(shí)時監(jiān)測，更好地模擬光熱催化的化工反應(yīng)過程。

氣體預(yù)熱系統(tǒng)負(fù)責(zé)將反應(yīng)氣先加熱到一個設(shè)定溫度，管道伴熱結(jié)構(gòu)可減少氣體從預(yù)熱系統(tǒng)傳輸?shù)椒磻?yīng)系統(tǒng)過程中的熱損失。兩級系統(tǒng)使得反應(yīng)氣以較高的溫度進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)，以保證反應(yīng)氣通過爐芯時能迅速達(dá)到設(shè)定反應(yīng)溫度，減小反應(yīng)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)也保證反應(yīng)溫度的準(zhǔn)確性；冷凝分離系統(tǒng)可對反應(yīng)氣進(jìn)行快速降溫并對液體反應(yīng)物或者產(chǎn)物進(jìn)行冷凝分離，減小高溫以及液體物質(zhì)對后續(xù)背壓閥等元件的損害。

預(yù)熱系統(tǒng)和反應(yīng)系統(tǒng)均可設(shè)置16段程序升溫控溫模式，實(shí)現(xiàn)一次實(shí)驗(yàn)即可確定反應(yīng)起始溫度，并研究不同反應(yīng)溫度下的反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率，讓每一份熱能都能用得恰到好處。

為了使液體反應(yīng)物也能參與反應(yīng)，PLR-RP系列光熱催化反應(yīng)評價(jià)裝置也設(shè)計(jì)了液體輸送-汽化-管道伴熱-冷凝分離四個功能模塊。

液體輸送系統(tǒng)保證進(jìn)入預(yù)熱室的液體量保持恒定；

預(yù)熱室采用特殊汽化器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效避免出現(xiàn)因汽化裝置體積龐大、汽化后氣體輸出不穩(wěn)定和無法實(shí)時汽化等問題，保證輸出穩(wěn)定的液體汽化混合氣；

管道伴熱結(jié)構(gòu)可有效避免液體在進(jìn)入反應(yīng)室前出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象；

反應(yīng)后的冷凝分離系統(tǒng)能夠?qū)⑽捶磻?yīng)的液體原料和反應(yīng)生成的液體產(chǎn)物迅速冷凝至分離器中進(jìn)行收集，用于后續(xù)反應(yīng)過程分析。

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