PLR-SPRG量產級平板式光化學反應裝置主要通過受光面積為0.5 m2的最小反應單元的串聯(lián)或者并聯(lián)來實現大面積大批量的光催化規(guī)?；a。
圖1. 中科院大連化物所5 m2 &中國石油勘探院10 m2
由于化學實驗存在放大效應①，平米級反應裝置并不是單純的將反應器做大即可，而是要綜合考慮如催化劑的負載方式、氣-液分離和液體流動等諸多反應條件和工藝細節(jié)。
PLR-SPRG量產級平板式光化學反應裝置主要由反應模塊、液體驅動模塊、氣-液分離模塊和檢測控制模塊組成。各模塊均可定制化設計加工，通過多個模塊的配合滿足平米級反應在小試、中試不同階段的要求。
功能特點
1.最小單元的單個平板反應器受光面積為0.5 m2，可通過連接多個具有標準接口的單體平板反應器，實現大面積反應面積需求，目前已安裝使用的陣列面積為10 m2，在建的陣列面積預計高達100 m2。
2.可通過更換支撐塊設計，使用無紡布、碳紙、碳布、高硼硅玻璃、有機玻璃等多種材質基板的固定，滿足不同催化劑的負載要求。
3.反應裝置自帶手動進樣閥，可直接與氣相色譜聯(lián)用實現產物的在線檢測；也可通過氣袋或其它氣體收集裝置收集氣體。
4.反應體系中液體流動能使反應溶液與催化劑充分接觸，同時，反應過程中產生的氣體產物也可隨流動的液體從反應體系中帶出。反應中產生的氣體進入氣體分離裝置，實現氣-液分離，分離出的氣體可單獨收集，并計量出氣體產物的產量。
5.PLR-SPR系列平板式光化學反應裝置采用PLC一體機控制，通過點擊觸控屏幕即可實現對反應過程量的監(jiān)測和調節(jié)，可監(jiān)測和調節(jié)參數包括反應體系溶液狀態(tài)監(jiān)測，如反應流量、反應壓力、溶液pH、ORP（Oxidation-Reduction Potential）等。同時，兼具反應條件控制量監(jiān)測，如反應液體總流量、反應單元流量、壓力等。
圖2. 控制軟件界面示意圖
性能參數
| PLR-SPRF量產級平板式光化學反應裝置規(guī)格參數 | |
| 有效光照面積 | 0.5 m2，可選5 m2、10 m2 |
| 液層厚度 | 1~5 mm |
| 反應液接觸材料 | PA66、PMMA、PP、氟橡膠等 |
| 反應器角度調節(jié) | 0~90° |
| 連續(xù)流反應 | |
| 液體流速范圍 | 0~200 mL/min |
| 載氣流速范圍 | 4~100 mL/min |
| 反應溫度 | 常溫~60℃ |
| 反應壓力 | 常壓 |
| 密閉反應 | |
| 氣體循環(huán)泵流量 | 10~50 L/min |
| 反應溫度 | 常溫~60℃ |
| 反應壓力 | ≤50 kPa |
①放大效應：利用小型設備進行化工過程實驗得出的研究結果，在相同的操作條件下與大型生產裝置得出的結果往往有很大差別。
- [1] Zhao Yue, Li Rengui*, Li Can*, et. al. A Hydrogen Farm Strategy for Scalable Solar Hydrogen Production with Particulate Photocatalysts[J]. Angew, 2020, 132(24), 9740.
- [2] Nishiyama, Hiroshi, Yamada, Taro, Kazunari Domen*, et. al. Photocatalytic Solar Hydrogen Production from Water on a 100 m2-scale[J]. Nature, 2021, 598, 304.
