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創(chuàng)見|實(shí)干|卓越
與光同程,,做民族儀器企業(yè)

光催化工程示范裝置engineering demonstration device

PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置

產(chǎn)品中心:光催化工程示范裝置品牌:泊菲萊瀏覽量:215
從1972年日本科學(xué)家藤島昭發(fā)現(xiàn)光催化現(xiàn)象開始,,光催化已經(jīng)有五十年的發(fā)展歷程,近些年,,光催化研究也開始從實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究逐漸向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,,隨之而來的是反應(yīng)裝置的配套升級(jí),,將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)簡單的光催化反應(yīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閼敉饪梢蕴柟庵苯诱丈涞拇竺娣e反應(yīng)裝置。
  • 產(chǎn)品介紹
  • 應(yīng)用領(lǐng)域
  • 文獻(xiàn)
  • 技術(shù)維護(hù)

從1972年日本科學(xué)家藤島昭發(fā)現(xiàn)光催化現(xiàn)象開始,,光催化已經(jīng)有五十年的發(fā)展歷程,。近些年,光催化研究也開始從實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究逐漸向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,,隨之而來的是反應(yīng)裝置的配套升級(jí),,將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)簡單的光催化反應(yīng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閼敉饪梢蕴柟庵苯诱丈涞拇竺娣e反應(yīng)裝置,。

“氫農(nóng)場”項(xiàng)目(Hydrogen Farm Project (HFP))由中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員李燦團(tuán)隊(duì)在《Angew》雜志發(fā)表題為《A Hydrogen Farm Strategy for Scalable Solar Hydrogen Production with Particulate Photocatalysts》成果時(shí)提出,。“氫農(nóng)場”項(xiàng)目采用BiVO4晶體充當(dāng)水氧化光催化劑,,用以實(shí)現(xiàn)用于太陽能存儲(chǔ)和制氫的HFP,實(shí)現(xiàn)STC(Solar-to-Chemical)超過1.9%和STH(Solar-to-Hydrogen)超過1.8%,,由于這種方法主要類似于農(nóng)業(yè)農(nóng)場的過程,,即大規(guī)模種植農(nóng)作物,然后在農(nóng)作物成熟后集中收獲,,因此團(tuán)隊(duì)將其命名為“氫農(nóng)場”項(xiàng)目,。

泊菲萊科技直接太陽光陣列式平板光化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)

泊菲萊科技直接太陽光陣列式平板光化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)

 

泊菲萊科技聯(lián)合中科院大連化物所李燦院士團(tuán)隊(duì)推出PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置,使實(shí)驗(yàn)室中合成的光催化劑,,在太陽光的直接作用下,,得到了大面積產(chǎn)業(yè)化的驗(yàn)證。相較于傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)器,,平板式反應(yīng)器具有受光面積更大,,催化劑的光照均勻性更高,反應(yīng)物與催化劑的傳質(zhì)效率更高,,放大效應(yīng)小等優(yōu)勢,,是光催化反應(yīng)體系向戶外應(yīng)用轉(zhuǎn)化的不二之選。

為了更好的推動(dòng)平板式反應(yīng)器的規(guī)?;瘧?yīng)用,,泊菲萊科技推出的PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置在應(yīng)用場景上進(jìn)行了更精細(xì)的劃分。

PLR-SPRL實(shí)驗(yàn)級(jí)平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置體積小巧,,適用于初期的實(shí)驗(yàn)條件摸索,,主要用于光催化反應(yīng)的前期條件摸索,包括催化劑負(fù)載量的優(yōu)化,,流速的優(yōu)化,,反應(yīng)器材質(zhì)選擇等。

PLR-SPRL實(shí)驗(yàn)級(jí)平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置

PLR-SPRF小試級(jí)平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置體積較大,,適用于中期戶外量程可行化的驗(yàn)證,主要用于光催化反應(yīng)的條件確認(rèn)后的放大性驗(yàn)證和戶外實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,,包括反應(yīng)器材質(zhì)的優(yōu)化,,熱量傳遞的優(yōu)化,傳質(zhì)效率的優(yōu)化以及大面積催化劑負(fù)載工藝的優(yōu)化等,。

PLR-SPRF小試級(jí)平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置

平板反應(yīng)器助力光催化摩爾級(jí)產(chǎn)氫

 

PLR-SPRG量產(chǎn)級(jí)平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置可將反應(yīng)器按照陣列形式進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián),,實(shí)現(xiàn)后期的規(guī)模化量產(chǎn),,主要用于光催化反應(yīng)的規(guī)?;a(chǎn),。

PLR-SPRG量產(chǎn)級(jí)平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置

 

優(yōu)勢詳解

PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置在催化劑固定、擾流設(shè)計(jì),、床層設(shè)計(jì),、管路設(shè)計(jì)、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)等方面具有一系列的特點(diǎn)和優(yōu)勢,,適用于光化學(xué)反應(yīng)研究和工業(yè)生產(chǎn),。

平板反應(yīng)器的優(yōu)勢

1. 高的光照效率與光照均勻度

不同于傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)器,PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)呈扁平狀,,催化劑可均勻分散在板式反應(yīng)器中,。反應(yīng)過程中,催化劑的受光面積更大,,與光源距離基本一致且無遮擋,,催化劑的光照效率和光照均勻度更高,可提高光反應(yīng)速率同時(shí)減少因局部反應(yīng)過快而造成的副反應(yīng),。

2. 高效的傳質(zhì)效率和循環(huán)效率

PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置綜合考慮了反應(yīng)器的尺寸與邊緣結(jié)構(gòu),,并在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)計(jì)了擾流層,使反應(yīng)物在反應(yīng)器中快速混合均勻,,減少了反應(yīng)器中的死體積,,提高了傳質(zhì)效率,有利于提高光催化反應(yīng)的速率同時(shí)減少局部濃度產(chǎn)物積累而導(dǎo)致的副反應(yīng),。

PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置的床層設(shè)計(jì)保留了薄層液相結(jié)構(gòu),,充分增大催化劑與反應(yīng)物的接觸面積,以確保充分接觸和有效反應(yīng),。為了避免床層過薄出現(xiàn)阻力大,,體系壓力過高等現(xiàn)象,通過仿真模擬匹配了最佳的催化劑床層和流體層高度,,同時(shí)采用了更合理的管道布局和連接方式保證了體系高的循環(huán)效率與穩(wěn)定性,。

平板反應(yīng)器充分增大催化劑與反應(yīng)物的接觸面積

3. 優(yōu)秀的氣密性和穩(wěn)定性

PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置采用長壽命、耐腐蝕,、耐高溫密封膠圈進(jìn)行密封,,具備良好的氣密性,確保反應(yīng)過程中不會(huì)發(fā)生泄漏,,保障實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,。

在壓力設(shè)計(jì)方面,為了延長平板的使用壽命PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置進(jìn)行了相應(yīng)的耐壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,保證了裝置的穩(wěn)定性和安全性,。

平板反應(yīng)器耐壓仿真圖

圖1.平板反應(yīng)器耐壓仿真圖

4. 實(shí)時(shí)監(jiān)測多種數(shù)據(jù)

PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置還配備了pH測量功能,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測反應(yīng)體系的酸堿性,以調(diào)節(jié)反應(yīng)條件和優(yōu)化反應(yīng)效果,。此外還可以選配溫度,、壓力、環(huán)境濕度,、氧化還原電位,、太陽輻射度、紫外輻射度等數(shù)據(jù)的監(jiān)測模塊,。

此外,,PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置還擁有多項(xiàng)專利技術(shù),其中獨(dú)特的快拆設(shè)計(jì)(專利號(hào):202220428290.X)使得裝置易于維護(hù)和清洗,,提高了操作便捷性和實(shí)驗(yàn)效率,。

平板反應(yīng)器快拆結(jié)構(gòu)示意圖

圖2.平板反應(yīng)器快拆結(jié)構(gòu)示意圖

5. 靈活的定制方案

為了適用于不同的反應(yīng)體系,PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置提供靈活的定制化方案,,包括反應(yīng)器及管路規(guī)格,、材質(zhì)、流速,、催化劑床層高度,、液層高度、換熱體系,、氣液分離及數(shù)據(jù)監(jiān)測等多個(gè)參數(shù)均可進(jìn)行個(gè)性化定制,,為不同光催化反應(yīng)體系量身定造最優(yōu)的平板式反應(yīng)器。

 

PLR-SPR系列平板式光化學(xué)反應(yīng)裝置
參數(shù) PLR-SPRL實(shí)驗(yàn)室級(jí) PLR-SPRF小試級(jí) PLR-SPRG量產(chǎn)級(jí)
反應(yīng)器尺寸 10×10 cm ²,,可選5×5,、15×15、20×20,、25×25 cm ² 0.1 m ²,,可選0.25、0.5 m ² 0.5 m ²,,可選5 m ²,、10 m ²
反應(yīng)流量 0~1 L/min 5~10 L/min 25~120 L/min
儲(chǔ)液池 0.2~0.8 L 10 L 10~1000 L
支架單元 桌面型 落地型 戶外型
管路 PU管、四氟管,、不銹鋼管,、PPR管 不銹鋼管 不銹鋼管
應(yīng)用場景 室內(nèi)/戶外 室內(nèi)/戶外 戶外
所需面積 桌面2m ² 地面5~10m ² 地面10~100m ²
應(yīng)用領(lǐng)域 光催化:光催化分解水、液態(tài)陽光,、光催化污水降解
光電催化:光伏光電催化分解水
  • Zhou, Qixin; Guo, Yan*; Zhu, Yongfa*, Photocatalytic sacrificial H2 evolution dominated by micropore-confined exciton transfer in hydrogen-bonded organic frameworks. Nature Catalysis 2023.
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