傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)主要是通過(guò)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(lái)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(lái)，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(yáng)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(guò)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(píng)價(jià)裝置為系統(tǒng)研究光熱催化反應(yīng)提供了平臺(tái)，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(mǎn)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(píng)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(lèi)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NOx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(píng)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(guò)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(lèi)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(duì)光的吸收效率和底物的吸附效率同時(shí)達(dá)到。
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(píng)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(shí)，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(shí)，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(píng)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(kāi)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。
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(píng)價(jià)裝置設(shè)置了四級(jí)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(duì)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(guò)程中全程溫度和壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，更好地模擬光熱催化的化工反應(yīng)過(guò)程。
氣體預(yù)熱系統(tǒng)負(fù)責(zé)將反應(yīng)氣先加熱到一個(gè)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(guò)程中的熱損失。兩級(jí)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(guò)爐芯時(shí)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(duì)反應(yīng)氣進(jìn)行快速降溫并對(duì)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(duì)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(píng)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(gè)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(wú)法實(shí)時(shí)汽化等問(wèn)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(guò)程分析。
配置靈活多樣，體驗(yàn)定制級(jí)服務(wù)
PLR-RP系列光熱催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置從反應(yīng)室、光照方式以及反應(yīng)溫度壓力條件等多個(gè)維度設(shè)置了不同的配置，盡量滿(mǎn)足不同反應(yīng)速率和反應(yīng)條件的光熱催化反應(yīng)的需求。
反應(yīng)室可以選擇豎式爐和臥式爐兩種類(lèi)型；
光照方式可以選擇頂面平照式反應(yīng)器和環(huán)照式反應(yīng)器；
針對(duì)不同反應(yīng)溫度和壓力條件，裝置有多種規(guī)格，常規(guī)型中溫低壓裝置（~650℃、~3 MPa）、標(biāo)準(zhǔn)型高溫中壓裝置（~850℃、~6 MPa）及高溫高壓的反應(yīng)（~1150℃、~10 MPa）。
如果上述配置仍不能滿(mǎn)足反應(yīng)需求，泊菲萊科技也提供裝置的定制化服務(wù)，打造最合適的光熱催化反應(yīng)裝置。
二級(jí)報(bào)警功能，為實(shí)驗(yàn)安全保駕護(hù)航
PLR-RP系列光熱催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置在硬件程序控制和軟件上設(shè)計(jì)了對(duì)溫度和壓力實(shí)行過(guò)限的雙重保護(hù)機(jī)制，讓光熱反應(yīng)進(jìn)行得更安全放心。
如在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)泄漏、功能失控或壓力過(guò)限等安全問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)連鎖保護(hù)。
溫度為兩級(jí)報(bào)警，溫度高于設(shè)定值時(shí)聲光報(bào)警，高于第二設(shè)定值時(shí)自動(dòng)停止加熱。
壓力高于設(shè)定值時(shí)聲光報(bào)警并進(jìn)行停止進(jìn)料。
取樣形式多樣，可在線(xiàn)分析氣體產(chǎn)物
PLR-RP系列光熱催化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置單獨(dú)設(shè)有氣相配氣口，適用于氣體標(biāo)定使用；
裝置設(shè)計(jì)多種取樣形式，如氣體在線(xiàn)進(jìn)/取樣、氣體間歇取樣和液體取樣等，可同時(shí)配套前級(jí)減壓裝置、后級(jí)檢測(cè)裝置（質(zhì)譜儀、氣相色譜儀等），實(shí)現(xiàn)反應(yīng)過(guò)程在線(xiàn)檢測(cè)及反應(yīng)產(chǎn)物的全檢測(cè)。
管式氣固相反應(yīng)評(píng)測(cè)系統(tǒng) 性能參數(shù)表
注：有關(guān)裝置物料流率及催化劑裝填量以具體反應(yīng)器適配為準(zhǔn)，詳細(xì)見(jiàn)反應(yīng)器規(guī)格選型表。
