小試實驗目的是研究工藝流程和工藝條件，并解決工業(yè)化中無法單純通過計算解決的工程問題。換言之，小試設備是為幫助工藝設計放大，而不是用來幫助設計反應機理。
將實驗室級別的反應器在中試設備上進行驗證，需考慮如下問題：
1.反應器材質
在實驗室里，反應器通常在玻璃儀器中進行。而在放大過程中，工藝可能在其他材質的系統(tǒng)中進行，這可能帶來催化或抑制反應效果的問題。
2.熱量的影響
實驗室所用的玻璃反應器可通過冷卻系統(tǒng)，如循環(huán)水、冰浴等方式及時帶走反應過程中產生的熱量，對反應影響較小。當反應體系被放大后，反應過程中產生的熱量會因反應器自身結構的原因，而無法及時散熱，局部高溫會影響反應進行的方向，產生副產物或逆反應。
3.反應效率
反應器的變化會帶來傳質效率的變化，從而影響反應效率及產量。
4.負載工藝
中試實驗為反應工藝的經濟性、操作參數和安全因素提供關鍵信息。對于中試設備而言，將催化劑負載在基板上，可減少催化劑與反應液分離帶來的不便，從而提高反應效率。同時不同催化劑在不同基板上的負載方式，也需不斷優(yōu)化，以達到操作簡單、安全、經濟效益高的目標。
泊菲萊科技推出的PLR-SPRF小試級平板式光化學反應裝置用于戶外小試型光催化分解水反應，幫助工藝設計放大，實現最終的規(guī)模化量產。
圖1 清華大學0.5 m2 &北方民族大學1 m2
PLR-SPRF小試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階段的要求。
功能特點
1.單個平板反應器受光面積約0.5 m2 (80×70 cm2)，規(guī)格可選40×40，60×60 cm2，還可通過標準接口的單體平板反應器，達到1 m2反應面積的需求。
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.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。
性能參數
| PLR-SPRF小試級平板式光化學反應裝置規(guī)格參數 | |
| 反應器尺寸 | 40×40 cm2，可選60×60、80×80 cm2 |
| 有效光照面積 | 0.1 m2，可選0.25、0.5 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 | 1.5~10 L/min |
| 反應溫度 | 常溫~60℃ |
| 反應壓力 | ≤50 kPa |
- Zhou, Qixin; Guo, Yan*; Zhu, Yongfa*, Photocatalytic sacrificial H? evolution dominated by micropore-confined exciton transfer in hydrogen-bonded organic frameworks. Nature Catalysis 2023.
