Фотокаталитический элемент реактора - RU2020101628A
Код документа: RU2020101628A
Формула
1. Элемент реактора, содержащий: оптически прозрачный корпус, включающий, по меньшей мере, одно устройство впуска и, по меньшей мере, одно устройство выпуска; и один или несколько плазмонных фотокатализаторов на подложке катализатора, расположенной внутри корпуса, при этом плазмонный фотокатализатор содержит катализатор, соединенный с плазмонным материалом, причем при применении источника света элемент реактора выполнен с возможностью превращения, по меньшей мере, одного реактанта в, по меньшей мере, один продукт каталитического превращения.
2. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что оптически прозрачный корпус имеет коэффициент пропускания, по меньшей мере, 50%, по меньшей мере, для одной заданной длины волны света.
3. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что оптически прозрачный корпус содержит стекло, боросиликатное стекло, кварц, плавленый кварц, алюмосиликатное стекло, литиево-алюмосиликатное стекло, сапфир или их комбинации.
4. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что подложка катализатора подобрана так, чтобы обеспечивать достаточно низкое поглощение, по меньшей мере, одной заданной длины волны света для осуществления превращения, по меньшей мере, одного реактанта в, по меньшей мере, один продукт каталитического превращения.
5. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что подложка катализатора содержит диоксид кремния, кварц, плавленый кварц, стекло, боросиликатное стекло, сапфир, алмаз или их комбинацию.
6. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что подложка катализатора представляет собой аэрогель, содержащий диоксид кремния, оксид алюминия, диоксид титана, диоксид циркония, оксид гольмия, оксид самария, оксид эрбия, оксид неодима (III) или их комбинацию.
7. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что подложка катализатора представляет собой оксид алюминия.
8. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что элемент содержит множество плазмонных фотокатализаторов на подложке катализатора, расположенной внутри корпуса.
9. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что корпус имеет внутренний диаметр в диапазоне от около 0,2 см до около 30 см или от около 0,5 см до около 10 см и длину в диапазоне от около 10 см до около 2 м или около 50 см. до 1 м.
10. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что источник света содержит, по меньшей мере, один светодиод, металлогалогенную лампу, натриевую лампу высокого давления, ксеноновую лампу, лампу накаливания, флуоресцентную лампу, галогенную лампу, газоразрядную лампу высокой интенсивности, лазер или их комбинацию.
11. Элемент реактора по п.1, характеризующийся тем, что оптически прозрачный корпус дополнительно содержит внешнюю полость и центральную полость, выполненную соосно с внешней полостью, причем внешняя полость содержит плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора и по существу окружает центральную полость, при этом центральная полость выполнена с возможностью размещения в ней источника света и/или средства терморегулирования.
12. Элемент реактора по п.11, характеризующийся тем, что внешняя полость оптически прозрачного корпуса содержит отражающую поверхность, обращенную к центральной полости.
13. Элемент реактора по п.11, характеризующийся тем, что средство терморегулирования включает в себя средство ввода жидкости, соединенное с первым концом центральной полости, и средство вывода жидкости, соединенное со вторым концом центральной полости, так что жидкость может протекать через элемент реактора для обогрева или отвода тепла из элемента реактора.
14. Элемент реактора по п.11, характеризующийся тем, что средство терморегулирования содержит, по меньшей мере, один металлический стержень или множество металлических проводов.
15. Способ преобразования, по меньшей мере, одного реактанта в по меньшей мере один продукт каталитического превращения, включающий: внесение, по меньшей мере, одного реактанта в элемент реактора, которая содержит, по меньшей мере, один плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, расположенной внутри корпуса, при этом плазмонный фотокатализатор содержит катализатор, соединенный с плазмонным материалом; и освещают, по меньшей мере, одним источником света, по меньшей мере, внутреннюю часть элемента реактора.
16. Способ по п.15, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, один источник света является внешним по отношению к корпусу, и при этом корпус является, по меньшей мере, частично оптически прозрачным.
17. Способ по п.15, характеризующийся тем, что включает нагревание элемента реактора с помощью средства терморегулирования, расположенного, по меньшей мере, частично внутри корпуса.
18. Способ по п.15, характеризующийся тем, что дополнительно включает нагрев, по меньшей мере, одного элемента только посредством, по меньшей мере, одного реактанта, реагирующего с плазмонным фотокатализатором, без использования какого-либо дополнительного специально предназначенного источника нагрева.
19. Элемент реактора, содержащий: корпус, включающий, по меньшей мере, одно устройство впуска, по меньшей мере, одно устройство выпуска и центральную полость; источник света, расположенный в центральной полости; и, по меньшей мере, один плазмонный фотокатализатор на подложке катализатора, расположенный внутри корпуса и по существу окружающий центральную полость, причем плазмонный фотокатализатор содержит катализатор, соединенный с плазмонным материалом.
20. Элемент реактора по п.19, характеризующийся тем, что внешняя полость прозрачного корпуса содержит отражающую поверхность, обращенную к центральной полости.
