用于催化劑表面改性的平行板式低溫等離子體反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于催化劑表面改性的平行板式低溫等離子體反應(yīng)器，屬于低溫等離子體技術(shù)改性催化劑技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫等離子體改性催化劑技術(shù)，由于其獨(dú)特的改性效果，在催化劑制備和改性領(lǐng)域越來越受到重視。
[0003]介質(zhì)阻擋放電是較為常用的產(chǎn)生等離子體的方法，介質(zhì)阻擋放電均勻穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。介質(zhì)阻擋放電能夠在14-1O6Pa高氣壓和50HZ至現(xiàn)!^寬頻率范圍內(nèi)工作。常見的介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器有針-板式、線-管式、管-管式和板-板式。
[0004]目前對(duì)低溫等離子體的應(yīng)用主要是集中在直接處理氣態(tài)污染物以達(dá)到凈化的目的，或是協(xié)同催化劑脫除氣態(tài)污染物的研宄，單獨(dú)用于催化劑表面改性的等離子體反應(yīng)器相對(duì)較少。中國(guó)專利CN202921165U公開了一種同軸式介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體協(xié)同催化去除NO的反應(yīng)器。該反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是:在協(xié)同催化劑的前提下，同時(shí)使得氣態(tài)污染物直接產(chǎn)生低溫等離子體從而更有利于脫除氣態(tài)污染物。缺點(diǎn)主要有兩個(gè):(1)該反應(yīng)器由于需要長(zhǎng)時(shí)間的放電才能達(dá)到凈化氣態(tài)污染物的目的，所以相對(duì)能耗較高；(2)該反應(yīng)器相對(duì)于平行板式等離子體反應(yīng)器來說，更難得到均勻的放電形式，所以對(duì)催化劑表面改性不均勻，且在放電過程中的高壓電極是與催化劑接觸的，這容易導(dǎo)致電極受到污染。中國(guó)專利CN 103545164A公開了一種射頻等離子體反應(yīng)室，這種反應(yīng)室雖然也用于材料表面改性，但這種反應(yīng)器主要的缺點(diǎn)為:反應(yīng)室需要在真空下才能正常工作，這就需要額外的真空設(shè)備，會(huì)額外增加運(yùn)行成本，另外是反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，操作較難，不易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供一種用于催化劑表面改性的低溫等離子體反應(yīng)器，由于采用平行電極板放電形式，就能最大限度克服放電過程的不均勻性，從而使得催化劑表面得到較為均一的改性強(qiáng)度，更有利于催化劑的表面改性。
[0006]本實(shí)用新型的用于催化劑表面改性的低溫等離子體反應(yīng)器，其包括高壓電極1、低壓電極2、進(jìn)氣口 4、出氣口 5、阻擋介質(zhì)6、石英管7、交流高壓電源8，高壓電極I和低壓電極2分別通過橡皮塞固定在石英管7內(nèi)，阻擋介質(zhì)6放置于低壓電極2上，在石英管7下端的橡皮塞上設(shè)置有進(jìn)氣口 4和出氣口 5，交流高壓電源8分別與高壓電極1、低壓電極2連接。
[0007]所述高壓電極I和低壓電極2均由電極板和固定于電極板中心的柱狀金屬棒構(gòu)成，電極板設(shè)置在石英管7中，高壓電極I和低壓電極2的電極板平行，阻擋介質(zhì)6放置于低壓電極2的電極板上。
[0008]所述電極板為圓形。
[0009]所述的阻擋介質(zhì)6上面放置有催化劑，且催化劑能被等離子體區(qū)域全部覆蓋。
[0010]所述的高壓電極I和低壓電極2均是銅質(zhì)。
[0011]所述放電間隙的控制(0~105mm可調(diào))，可以通過調(diào)節(jié)兩電極間的距離得以實(shí)現(xiàn)；該反應(yīng)器中的等離子體是在常壓下產(chǎn)生；通過進(jìn)氣口 4和出氣口 5，可以通入不同的氣氛來控制不同的改性氣氛，以滿足不同的改性要求；兩電極均不與催化劑接觸，可以避免催化劑對(duì)電極的污染。
[0012]本實(shí)用新型所述的反應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)反應(yīng)器中更換不同的阻擋介質(zhì)(如玻璃片、石英片、剛玉片和Al2O3陶瓷片等)，對(duì)催化劑達(dá)到不同的表面改性效果。
[0013]當(dāng)施加在高壓電極上的交流電達(dá)到一定的電壓和頻率時(shí)，兩電極板之間的氣體被擊穿從而產(chǎn)生低溫等離子體，催化劑放置于阻擋介質(zhì)上，且被整個(gè)等離子體區(qū)域所覆蓋，當(dāng)從進(jìn)氣口 4通入不同的改性氣氛時(shí)，就可以在等離子體區(qū)域產(chǎn)生不同氣氛的等離子體，對(duì)催化劑能達(dá)到不同的改性效果。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:(I)當(dāng)峰值電壓為5?7Kv、頻率為8?9kHz的高頻高壓交流電施加在實(shí)用新型高壓電極上時(shí)，就能擊穿不同的改性氣氛而生產(chǎn)不同氣體的低溫等離子體。(2)采用平行板式放電形式，可以最大限度提高放電的均勻性，避免局部放電過強(qiáng)而導(dǎo)致等離子體的燒蝕效應(yīng)。(3)能隨意更換阻擋介質(zhì)和控制改性氣氛，對(duì)催化劑達(dá)到不同的改性效果。(4)本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型反應(yīng)器用低溫等離子體改性催化劑使用狀態(tài)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型裝置對(duì)CS2水解催化劑改性前后的效果對(duì)比圖；
[0018]圖中:1-高壓電極；2_低壓電極；3_橡皮塞；4_進(jìn)氣口 ；5_出氣口 ；6_阻擋介質(zhì)；
7-石英管；8_交流高壓電源；9_催化劑。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面通過附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。
[0020]實(shí)施例1:本用于催化劑表面改性的低溫等離子體反應(yīng)器包括高壓電極1、低壓電極2、進(jìn)氣口 4、出氣口 5、阻擋介質(zhì)6、石英管7、交流高壓電源8，高壓電極I和低壓電極2分別通過橡皮塞固定在石英管7內(nèi)，阻擋介質(zhì)6放置于低壓電極2上，在石英管7下端的橡皮塞3上設(shè)置有進(jìn)氣口 4和出氣口 5，交流高壓電源8分別與高壓電極1、低壓電極2連接；其中所述高壓電極I和低壓電極2均由電極板和固定于電極板中心的柱狀銅棒構(gòu)成，電極板為直徑為30_、厚度為2_的圓形銅質(zhì)電極板，電極板設(shè)置在石英管7中，高壓電極I和低壓電極2的電極板平行，阻擋介質(zhì)6放置于低壓電極2的電極板上，石英管長(zhǎng)度為150_、內(nèi)徑為53mm、厚度為2mm，其中阻擋介質(zhì)上放置催化劑(見圖1、2)，且保證催化劑被等離子體區(qū)域所覆蓋，放電間隙為2mm，阻擋介質(zhì)6為石英片。
[0021]以CS2水解催化劑9為例，將其放置于石英介質(zhì)上，且保證催化劑能被等離子體區(qū)域所覆蓋，從進(jìn)氣口 4通入NH3作為改性氣氛，多余氣體從出氣口 5排出，調(diào)節(jié)電源的輸出峰值電壓為6.5KV，頻率為8.5kHz。實(shí)驗(yàn)研宄表明:通過改性后的催化劑其對(duì)0&的催化水解作用都有明顯的提高(見圖3)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于催化劑表面改性的平行板式低溫等離子體反應(yīng)器，其特征在于:其包括高壓電極(I)、低壓電極(2)、進(jìn)氣口(4)、出氣口(5)、阻擋介質(zhì)(6)、石英管(7)、交流高壓電源(8)，高壓電極(I)和低壓電極(2)分別通過橡皮塞固定在石英管(7)內(nèi)，阻擋介質(zhì)(6)放置于低壓電極(2)上，在石英管(7)下端的橡皮塞上設(shè)置有進(jìn)氣口(4)和出氣口(5)，交流高壓電源(8)分別與高壓電極(1)、低壓電極(2)連接； 所述高壓電極(I)和低壓電極(2)均由電極板和固定于電極板中心的柱狀金屬棒構(gòu)成，電極板設(shè)置在石英管(7)中，高壓電極(I)和低壓電極(2)的電極板平行，阻擋介質(zhì)(6)放置于低壓電極(2)的電極板上； 所述電極板為圓形。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于催化劑表面改性的平行板式低溫等離子體反應(yīng)器，其包括高壓電極、低壓電極、進(jìn)氣口、出氣口、阻擋介質(zhì)、石英管、交流高壓電源，高壓電極和低壓電極分別通過橡皮塞固定在石英管內(nèi)，阻擋介質(zhì)放置于低壓電極上，在石英管下端的橡皮塞上設(shè)置有進(jìn)氣口和出氣口，交流高壓電源分別與高壓電極、低壓電極連接；當(dāng)施加在高壓電機(jī)上的交流電達(dá)到一定的電壓和頻率時(shí)，在阻擋介質(zhì)和高壓電極之間的氣體被擊穿從而產(chǎn)生低溫等離子體，催化劑放置于阻擋介質(zhì)上的等離子體區(qū)域，當(dāng)向石英管中通入不同的改性氣氛時(shí)，催化劑能得到不同的改性效果，本實(shí)用新型可以用于多種催化劑應(yīng)不同表面改性要求而進(jìn)行催化劑的表面改性。
【IPC分類】B01J19-08
【公開號(hào)】CN204583165
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520081792
【發(fā)明人】李凱, 劉貴, 寧平, 劉燁, 張貴劍, 宋辛, 李山, 王馳
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日