CN102247784A

CN102247784A - 光解实验装置

Info

Publication number: CN102247784A
Application number: CN2011102068908A
Authority: CN
Inventors: 姚宏; 王辉; 孙佩哲; 于晓华; 黄京华
Original assignee: Beijing Jiaotong University
Current assignee: Beijing Jiaotong University
Priority date: 2011-07-22
Filing date: 2011-07-22
Publication date: 2011-11-23

Abstract

本发明公开了一种光解实验装置，可以用于环境化学、环境工程、环境科学专业中的光解反应实验。该装置包括箱体、布置在箱体内上部的至少两个灯管、布置在箱体上部两侧壁上的散热风扇、布置在箱体内底部的五点磁力搅拌装置、放置在五点磁力搅拌装置加热盘/搅拌盘上方的水槽、放置在水槽内用于放置试验样品的器皿，器皿的放置位置与五点磁力搅拌装置的样品点位置相对应，水槽上设置有延伸至箱体外的进出水口。本发明可用于各种吸光有机物光解的实验研究中，具有占地面积小、操作灵活、根据要求可更换灯管即改变光源和光强、调节反应表面皿与灯管间距离观测实验情况、冷却水降温设施、重量轻便携等多种优点。

Description

光解实验装置

技术领域

本发明涉及一种光解实验装置，用于环境化学、环境工程、环境科学专业中的光解反应实验。

背景技术

光催化降解是具有吸光特性或通过其他原因吸光的有机化合物在自然界中环境行为的主要过程之一，因此，国内外环境化学、环境科学、环境工程等多领域学者针对吸光有机化合物在环境中如何进行光解、光解代谢途径、光解产物、光解反应动力学方面进行基础理论研究，来揭示其环境行为及基本原理，为后续环境工程领域技术人员如何从环境中去除该类污染物技术开发提供科学的理论依据，因此，光解反应实验装置是研究该过程的必要和重要的实验装置。

现有的光催化降解实验光解和光催化反应增强装置仪器和设备正在逐渐发展成熟，各种各样用途的实验装置和仪器不断出现，现有的实验装置具有如下缺点：

1)大多数光解反应器均设有单独的紫外光源，对于比较不同光强对样品降解效率的不同这一方面存在漏洞。

2)大多数光解反应器每次只可以测单一的样品，对于比较不同样品在相同光强下的降解效率存在漏洞。

3)大多数光解反应器的降温设施均为包围在样品周围的冷凝管，降温效果并不是很明显。

发明内容

为了适应基础研究领域实验科研人员的需求，本发明提供了一种光解实验装置，该装置解决了现有光解实验装置占地面积大、试样与灯管间距离不可调节及降温效果不够明显等缺陷。

本发明采用了如下技术方案：本发明包括箱体、布置在箱体内上部的至少两个灯管、布置在箱体上部两侧壁上的散热风扇、布置在箱体内底部的五点磁力搅拌装置、放置在五点磁力搅拌装置加热盘或搅拌盘上的水槽(直接放置在搅拌器上方即可)、放置在水槽内用于放置试验样品的表面皿，所述表面皿的放置位置与五点磁力搅拌装置的样品点位置相对应，以保证达到最优的搅拌效果，所述水槽上设置有延伸至箱体外的进出水口。所述五点磁力搅拌装置通过高度调节仪与箱体底部相连接。

所述各灯管分别通过各自的灯管开关与电源相连接，所述风扇通过风扇开关与电源相连接，所述五点磁力搅拌装置通过磁力搅拌器开关与电源相连接，所述箱体前立面上布置有通过合页与前立面相连接的控制面板，灯管开关、风扇开关、磁力搅拌器开关均布置在控制面板上，控制面板打开后，能够进样和取样。所述时间计数器通过时间计数器开关与电源相连接，时间计数器开关布置在控制面板上。

所述灯管下方的箱体侧壁上布置有用于放置遮光挡板和散光光栅的插槽。所述水槽的高度高于表面皿的高度。

相对于现有技术而言，本发明具有以下优点：

1)本发明的光解实验装置可适用于各种吸光有机物光解的实验研究，具有占地面积小、操作灵活、根据要求可更换灯管即改变光源和光强、调节反应表面皿与灯管间距离观测实验情况、冷却水降温设施、重量轻便携等优点。

2)与单样品光解实验装置相比，本发明具有效率高的优点，可以根据实验情况选择1-5个样品在不开灯或开2个、4个灯管不同条件下进行实验，不但大大增加了实验设计条件，同时也大大提高了研究人员的效率，节省大量时间，为详细研究吸光有机物光解行为提供了有力保障，是一种广大科研院所进行光解反应实验研究人员需要的实验装置。

附图说明

图1为本发明中的光解实验装置主视图；

图2为本发明中的光解实验装置俯视图；

图3为本发明中的光解实验装置正向立体图；

图4为水槽正向立体图；

图5为水槽侧视图；

图中：1、箱体，2、散热风扇，3、灯管开关，4、电源开关，5、磁力搅拌器开关，6、散热风扇开关，7、冷却水入水口，8、冷却水出水口，9、控制面板，10、时间计数器开关，11、灯管，12、圆形灯管固定支架，13、表面皿，14、石英玻璃板，15、五点磁力搅拌装置，16、水槽，17、微型螺旋式升降台，18、插槽。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例包括：光解反应实验装置箱体，灯管及安装固定支架、磁力搅拌装置、通风设施、冷却水降温设施、高度调节设施和控制面板。本发明箱体左右侧立面上部安装通风扇进行通风，下部设有两冷却水进出水孔，通过进出水管道与箱体内部冷却水槽连接，箱体前部有控制面板，主要包括控制灯管、磁力搅拌装置、风扇、电源开关按钮，开关控制器与相应的控制设备相连。在箱体内部安装磁力搅拌装置、灯管及圆形固定支架。

实施例：

本实施例包括箱体1、散热风扇2、灯管11、圆形灯管固定支架12、表面皿13、石英玻璃板14、五点磁力搅拌装置15、冷却水槽16、微型螺旋式升降台17和光栅/遮光挡板插槽18，如图1～3所示。

该光解实验装置的进样和取样在箱体1的正前方进行，箱体1左右两侧立面中上部各安装一个同型号的散热风扇2，散热风扇2圆心切线与灯管11柱心持平，用于装置工作室灯管的散热降温。

在装置箱体内顶端安装有圆形灯管固定支架12，箱体1通过支架与圆形灯管固定支架12(可安装2个或4个灯管)连接，将灯管11安装到圆形灯管固定支架12上，位于箱体内部顶端的4个灯管按间距等分放置，以保证样品能均等地吸收到灯管11发射出来的紫外光，避免灯光照射样品误差。其中灯管开关与灯管个数一一对应，可保证按照需要独立开启和关闭所需灯管，使得实验操作条件灵活多样。

本实施例中的高度调节仪选用的是螺旋式升降台17，微型螺旋式升降台17安装在箱体1内的底处，五点磁力搅拌装置15安装在微型螺旋式升降台17上，保证微型螺旋式升降台17可控制样品与灯管11之间的距离。本实施例中微型螺旋式升降台17将灯管11与样品间的距离保持在可控范围(50mm-300mm)之内，本实施例增加了光照距离这一控制因素，可比较不同距离对光解效果的影响，使得实验操作条件灵活多样。

磁力搅拌装置上方放有冷却水槽16，水槽16的尺寸与搅拌装置15搅拌平面保持相同的尺寸250mm*250mm，水槽16内部按照搅拌点均匀分布5个直径为90mm的表面皿，且同时保证水槽深度比表面皿高度高20mm-30mm。水槽16两侧面开有内径为10mm的进水口7和出水孔8，保证水孔孔径小于10mm，且保证入/出水孔孔口下端切平面低于水槽内表面皿的高度5mm-10mm。

控制面板9采用门式合页连接安装方式安装在箱体1的前立面，通过门式合页与箱体连接，同时反应装置进样和取样从箱体正前方进行。控制面板9上安装有电源开关4、磁力搅拌器开关5、散热风扇开关6，时间计数器开关10及灯管开关3。打开控制面板后，可以进行进样与取样。

位于箱体1左右侧的插槽18用来插放遮光挡板和散光光栅，遮光挡板是在取样时为避免关灯造成的箱内压强不稳而增设的，取样时，将遮光挡板插入插槽，既可以维持箱内压强，又可以及时切断光源对样品的影响；散光光栅是供均匀分散紫外灯光强使用的。插槽宽度为10mm，遮光挡板和散光光栅的厚度均为5mm，可供选择使用，实验过程中，保持散光光栅一直位于插槽内，取样时直接插入遮光挡板，进入下一个实验环节时，再将挡板取出，以此循环进行实验，使得实验操作条件灵活多样。

实验时，研究人员可将样品放入表面皿13，选择所需灯管11型号，将其安装在12上，然后将装有待测样品的表面皿13放入冷却水槽16内，保证水槽的位置与磁力搅拌装置15的样品点位置相一致，以达到最优的搅拌效果。通过微型螺旋式升降台17选择合适的高度，依次打开控制面板9上电源开关4、磁力搅拌器开关5、散热风扇开关6，时间计数器开关10及灯管开关3(根据实验设计情况确定开启个数，2个或4个，保证样品点13上放置的样品接收到同强度光源)，这时，散热风扇2、灯管11、磁力搅拌装置15正常工作，同时保持冷却水系统正常运行，即冷却水进出管道阀门保持一致以保证冷却水流速稳定，吸光有机化合物吸收光源进行光解反应。取样时将遮光挡板插入遮光挡板槽18，按照研究人员设计时间取出样品，进行光解效率、光解产物、光解动力学等方面的分析和研究。

光解反应实验装置主要技术指标：

1、光解实验装置中箱体1的外形尺寸为450mm×300mm×500mm，重约5-8kg。箱体材质为棕色有机玻璃材质，内部可适当涂些黑色遮光涂料，以降低光的反射和透射。箱体1的前立面为控制面板采用门式合页连接安装方式，打开控制面板门后，箱体正前方有一宽度为100mm的挡板以挡住紫外光透射对人体造成危害。同时挡板下方箱体两侧有宽度为10mm的插槽18，用来插放光栅和挡光遮板。

2、箱体左右两侧为散热风扇2，规格为3610PS-22T-B50，220V，50Hz。

3、五点磁力搅拌装置8型号：ZNCL-D调温五点磁力加热板，产于中国。

4、灯管：飞利浦(G4T5TUV8W，Hg灯或者BLB F4T5，产自荷兰，可根据研究人员实验化合物吸收光谱选择不同灯管类型进行安装)。

5、水槽：规格为250mm*250mm*100mm。水槽左侧壁后方以及右侧壁前方均设有直径为10mm的入(出)水口，图4中的两个圆柱体表示可以外接通水弯管的接口，出水口的具体位置如图5所示。

其他配件均按照行业标准选择和安装即可。

以上对本发明所提供的一种光解实验装置进行详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种光解实验装置，其特征在于，包括箱体、布置在箱体内上部的至少两个灯管、布置在箱体上部两侧壁上的散热风扇、布置在箱体内底部的五点磁力搅拌装置、放置在五点磁力搅拌装置加热盘上的水槽、放置在水槽内用于放置试验样品的表面皿，所述水槽上设置有延伸至箱体外的进出水口。

2.根据权利要求1所述的一种光解实验装置，其特征在于，所述五点磁力搅拌装置通过高度调节仪与箱体底部相连接。

3.根据权利要求2所述的一种光解实验装置，其特征在于，所述表面皿的放置位置与五点磁力搅拌装置的样品点位置相对应。

4.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3所述的一种光解实验装置，其特征在于，所述各灯管分别通过各自的灯管开关与电源相连接，所述风扇通过风扇开关与电源相连接，所述五点磁力脚板装置通过磁力搅拌器开关与电源相连接，所述箱体前立面上布置有通过合页与前立面相连接的控制面板，灯管开关、风扇开关、磁力搅拌器开关均布置在控制面板上。

5.根据权利要求4所述的一种光解实验装置，其特征在于，还包括时间计数器，时间计数器通过时间计数器开关与电源相连接，时间计数器开关布置在控制面板上。

6.根据权利要求1或权利要求5所述的一种光解实验装置，其特征在于，所述灯管下方的箱体侧壁上布置有用于放置遮光挡板和散光光栅的插槽。

7.根据权利要求1或权利要求2或权利要求3所述的一种光解实验装置，其特征在于，所述水槽的高度高于器皿的高度。