光反应器的制作方法

1.本实用新型属于化学仪器技术领域，具体涉及一种光反应器。


背景技术：

2.光催化是一种在光催化剂存在下的光化学反应，是光化学与催化剂的有机结合，是指在特定波长光的照射下，被光质子激发的光催化剂释放能量，与反应物之间发生电子交换，降低了反应所需的能垒，使原本需要在高温高压条件下的反应在常温常压条件下就能顺利进行。因此，可见光催化反应相比于传统的加热反应，具有操作简单和节能环保等优点。近年来，可见光催化体系已成功应用于多种复杂和功能化合物的合成，展现出优异的催化合成价值和工业应用潜力。
3.但是传统意义上的光反应器，大多设计为平行多筒光反应器，虽然满足了一次性开多个反应的优点，但不能忽略可能存在因不同筒内的光源的出厂参数不同而对实验结果造成影响。如果仅需开单个反应，使用平行光反应器会造成多余的能源浪费和光污染，而目前已经设计出的单筒光反应器，大多是为了满足工业化大规模生产需要，有着经济成本大，设计复杂，占地面积大的缺点。因此，一种满足实验室小量化研究需求的便携式单筒光反应器急需面世。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种光反应器。
5.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种光反应器，包括外壳和套设在外壳下方的底座，所述外壳的内部空间形成一空腔管道为反应腔，所述底座内部设置温控模块，所述温控模块上方设置光照模块，所述光照模块部分凸出于所述底座伸入所述反应腔内，所述内壁对处于270-980nm波长范围的光高于90％，所述外壳的顶部中心位置设置一顶盖，所述顶盖的中心设置一反应管限位孔，用于固定反应管。
6.进一步地，所述外壳材料为铝。
7.进一步地，所述外壳呈圆筒形或由若干多边形环形围绕设置，所述多边形优选6-18边形。
8.进一步地，所述外壳上设置散热孔，所述散热孔为圆形孔或条状孔，优选条状孔。
9.进一步地，所述散热孔的底部与所述光照模块的顶部的垂直距离为6cm-7cm。
10.进一步地，所述顶盖与所述外壳一体成型。
11.进一步地，所述顶盖与所述外壳可拆卸连接，所述顶盖通过卡托机构连接于所述外壳的顶部，所述卡托机构包括述顶盖边缘的凸出部以及所述外壳的顶部设置的与所述凸出部配合的凹槽部。
12.进一步地，所述反应管限位孔的孔径略大于反应管的孔径。
13.进一步地，所述温控模块包括位于底座内部的散热风扇，所述散热风扇与所述光照模块的垂直距离为1cm-1.5cm。
14.进一步地，所述光照模块包括光源底座、嵌设于光源底座内部的灯筒、沿灯筒圆周间隔设置的若干光源和用于固定灯筒的固定卡槽，所述光源可拆卸地连接于所述灯筒，所述光源由若干个led灯珠串联组成。所述led灯珠的光源面与所述反应器的垂直中心轴平行，用于向所述光反应器提供光反应所需的光源。
15.进一步地，所述灯筒由导热材料制成，导热材料为铜、铝、镁或其合金，所述灯筒的导热系数大于等于100w/m
.
k。
16.进一步地，所述灯筒表面通过溅射镀层镀上高反光镜面。
17.进一步地，所述固定卡槽上设置有散热孔。
18.进一步地，所述光反应器的底座还包括可拆卸的底板，所述底板上设置有进风口，还可以设置脚垫。
19.应用本实用新型的技术方案，具有如下有益效果：
20.(1)本实用新型的光反应器通过单筒反应腔的设计，避免造成多余的能源浪费和光污染，避免光逸散出来，损害实验人员的身体；(2)本实用新型的光反应器外壳使用高聚光反射材料，通过溅射镀层镀上高反光镜面，以增加光汇聚在反应体系，通过漫反射作用，形成新的光源，提高了光的利用效率，降低了能耗；(3)本实用新型的光反应器反应管限位孔的设计，在反应管道口封闭了管口，避免了光逸散，有利于保护实验室人员的身体健康，同时也对反应管起到了一定的固定作用，通过调节反应管在管道中位置，以此改变光照射位置，增加光反应效率；(4)本实用新型的光反应器通过风扇减温，外置调节扇叶转速的开关，可以有效调节体系的温度，外壳上有散热孔，避免温度过高影响反应体系，降低了实验室隐患。(5)本实用新型的光反应器设计简单，结构一目了然，方便携带，小巧安全，更换零配件或维修十分方便，满足实验室小规模生产需要。
附图说明
21.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1示出了根据本实用新型的一种实施例提供的一种光反应器的剖面结构示意图；
23.图2示出了根据本实用新型的一种实施例提供的一种光反应器的爆炸结构示意图；
24.图3示出了根据本实用新型的一种实施例提供的一种光反应器的光照模块的爆炸结构示意图。
25.其中，上述附图包括以下附图标记：
26.10为光反应器，01为外壳，02为底座，03为光照模块，04为温控模块，05为顶盖，06为电源开关，021为底板，022为脚垫，031为光源底座，032为灯筒，033为光源，034为固定卡槽，041为散热风扇，042为条形散热孔，043为进风口，044为散热小孔，051为反应管限位孔，061为电源接口。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
28.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
29.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。
30.如本技术背景技术所分析的，现有技术中的光反应器存在如下问题，如传统意义上的光反应器，大多设计为平行多筒光反应器，虽然满足了一次性开多个反应的优点，但不能忽略可能存在不同筒内的光源的出厂参数不同而对实验结果造成影响。如果仅需开单个反应，使用平行光反应器会造成多余的能源浪费和光污染，而目前单筒光反应器，大多是为了满足工业化大规模生产需要，有着经济成本大，设计复杂，占地面积大等问题，为了解决上述问题，本技术提供了一种单筒光反应器。
31.在本技术的一种典型的实施方式中，提供了一种光反应器，包括外壳和套设在外壳下方的底座，所述外壳的内部空间形成一空腔管道为反应腔，所述底座内部设置温控模块，所述温控模块上方设置光照模块，所述光照模块部分凸出于所述底座伸入所述反应腔内，所述内壁对处于270-980nm波长范围的光高于90％，所述外壳的顶部中心位置设置一顶盖，所述顶盖的中心设置一反应管限位孔，用于固定反应管。
32.在一些实施例中，所述外壳材料为铝，外壳使用高聚光反射的铝材料以增加光汇聚在反应体系，通过漫反射作用，形成新的光源，提高了光的利用效率，降低了能耗。
33.在一些实施例中，所述外壳呈圆筒形或由若干正多边形围绕设置，所述正多边形优选6-18边形。
34.在一些实施例中，所述外壳上设置散热孔，所述散热孔为圆形孔或优选条形散热孔，优选条形散热孔，散热效果更好。
35.在一些实施例中，所述散热孔的底部与所述光照模块的顶部的垂直距离为6cm-7cm，在此范围，所述光反应器外壳上的散热孔能达到既散热又不漏较多光的效果，低于6cm，会导致光反应器内部的光泄露，影响光反应效率，高于7cm散热孔距离光照模块过远，反应管中因反应产生的反应热不能更好的散发出来。
36.在一些实施例中，所述顶盖与所述外壳一体成型。
37.在另一些实施例中，为了便于维护清洁，所述顶盖与所述外壳可拆卸连接，所述顶盖通过卡托或螺纹连接于所述外壳的顶部。为了更方便，优选卡托连接。所述顶盖通过卡托机构连接于所述外壳的顶部，所述卡托机构包括所述顶盖边缘的凸出部以及所述外壳的顶
部设置的与所述凸出部配合的凹槽部。
38.所述反应管限位孔的孔径略大于反应管的孔径。为了避免光反应器内部的光泄露，同时满足易于取放反应管的要求，优选地，所述反应管限位孔的孔径大于反应管的孔径2mm-5mm。
39.在本技术的一种典型的实施方式中，所述温控模块实现反应腔内的温度控制。所述温控模块包括位于底座内部的散热风扇，所述散热风扇与所述光照模块的垂直距离为1cm-1.5cm。风扇距光源位置1cm-1.5cm，以保证既能散热的同时，也可以防止叶片被反应管卡住。
40.在本技术的一种典型的实施方式中，所述光照模块包括光源底座、嵌设于光源底座内部的灯筒、沿灯筒圆周间隔设置的若干光源和用于固定灯筒的固定卡槽，所述光源可拆卸地连接于所述灯筒，所述光源由若干个led灯珠串联组成。每个led灯可拆卸，易更换。同时可通过调节电源实现功率的便捷调节。
41.在一些实施例中，所述led灯珠的发射光的波长范围为365-940nm。
42.在一些实施例中，所述灯筒由导热材料制成，导热材料为铜、铝、镁或其合金，所述灯筒的导热系数大于等于100w/m
.
k。所述铜、铝、镁或其合金的热膨胀系数较大，导热良好，易于加工，价格相对低廉。
43.在一些实施例中，为了进一步提高反射效果，提高光利用率，所述灯筒表面通过溅射镀层镀上高反光镜面。光被高反光镜面反射，并且反射的光进一步用于光反应。因此，可以更有效地提高光利用率。所述高反光镜面的反射率为大于等于90％，反射率高于该范围可实现光的高效反射，从而提高光的利用率。
44.在一些实施例中，为了进一步提高散热效果，所述固定卡槽上设置有散热孔。
45.在一些实施例中，所述光反应器的底座还包括可拆卸的底板，所述底板上设置有进风口，还可以设置脚垫。
46.以下将结合具体实施例和对比例，对本技术的有益效果进行说明。
47.实施例1
48.一种光反应器10，包括外壳01和套设在外壳下方的底座02，光照模块03和温控模块04。所述光反应器的底座02上设置电源开关06，用于控制光照模块03和温控模块04。
49.所述外壳01的内部空间形成一空腔管道为反应腔，所述外壳01为圆筒型，所述外壳01的材料为铝，外壳01的内壁对处于270-980nm波长范围的光高于90％。所述外壳01的顶部中心位置设置一带卡托的顶盖05，所述顶盖05通过卡托机构连接于所述外壳01的顶部，所述卡托机构包括所述顶盖05边缘的凸出部以及所述外壳01的顶部设置的与所述凸出部配合的凹槽部。所述顶盖05的中心设置一反应管限位孔051，用于固定反应管。反应管限位孔051的孔径大于反应管的孔径2mm。所述底座02的内部设置散热风扇041，距离所述散热风扇041上方1.25cm设置光源底座031，灯筒032嵌设于光源底座031内部，沿灯筒032圆周间隔设置6个可拆卸的光源033，灯筒032正上方设置固定卡槽034用于将灯筒032固定在固定卡槽034和光源底座031之间。固定卡槽034上设置散热小孔044。每个光源033由2个可拆卸的led灯珠串联组成，光源底座031上设置电源接口061，可通过调节电源开关06实现功率的便捷调节，所述灯筒032凸出于所述底座02伸入所述反应腔内。所述灯筒032材料为铝合金，led灯珠的发射光的波长范围为365-940nm。灯筒032的表面通过溅射镀层镀上高反光镜面。
在所述光反应器的外壳01上距离光源底座031处6厘米处设置条形散热孔042。
50.所述光反应器的底座02还包括可拆卸的底板021，所述底板021与所述散热风扇041的对应位置设置有进风口043和脚垫022。
51.上述光反应器高聚光反射外壳和设置高反光镜面的灯筒，可通过漫反射作用形成新的光源，以增加光汇聚在反应体系，提高了光的利用效率，降低了能耗。另外，反应管限位孔的设计，在反应管道口封闭了管口，避免了光逸散，有利于保护实验室人员的身体健康，同时也对反应管起到了一定的固定作用，通过调节反应管在管道中位置，以此改变光照射位置，增加光反应效率。上述多方面协同作用提高了光利用率。距离光照模块特定距离的散热风扇、外壳上的条形散热孔、固定卡槽上的散热小孔协同作用，可以有效调节体系的温度，避免温度过高影响反应体系，降低了实验室隐患。
52.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，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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。