CN105353070A - 平行辐照反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光催化、光化学反应领域，公开了一种平行辐照反应装置，包括：支座、试样架和内照机构，所述内照机构包括内照电机及内照筒，所述内照筒可绕其转动轴心转动地设于所述支座，所述内照电机与所述内照筒连接用于驱动所述内照筒转动；所述试样架设于所述支座，位于所述内照筒的外侧周围，用于承放反应容器；所述内照筒的外表面设有多个光源，用于照射放置在所述试样架上的反应容器。在内照筒上设置多个光源，使用时，试样架静止不动，转动内照筒对反应容器进行均匀照射，反应容器的受光均匀，而且试样架不移动，能够实现在线检测；采用多个光源，即使部分光源老化，其他光源可以减少老化光源对于实验结果造成的影响。

Description

平行辐照反应装置

技术领域

本发明涉及光催化、光化学反应领域，特别是涉及一种平行辐照反应装置。

背景技术

随着光催化、光化学反应领域研究的持续深入，大量而新颖的催化剂不断涌现，越来越多的反应及其参数需考察测试，可对比的平行光辐照条件下光催化、光化学反应测试对催化剂的性能评价及反应参数的筛选就尤其重要。相对于非平行辐照的反应装置，可节约大量的试验资源。

现有的平行辐照反应装置一般为侧照型，主要包括试样架和光源，试样架多为环形，在环面上设有多个承放口，反应容器可插入承放口并随试样架绕轴心公转；光源一般设在环形试样架中心位置，对放置在承放口的反应器进行辐照；光线穿过反应器的侧壁入射到反应溶液中。为了使各个反应器中的反应介质获得等量光辐照，即形成平行辐照调节，试样架外接一个旋转机构，带动试样架转动，使反应容器绕位于轴心的光源转动。

现有的平行辐照反应装置存在如下缺点和不足：由于反应器与试样架一起绕光源旋转，难以对反应器中介质进行在线检测；采用一个光源，实验效果与光源的性能及光源位置的精度相关性大，例如光源老化实验结果不准确、光源偏离中心位置引起系统性非平行辐照；光源采用长管气体放电灯作为光源，光源的选用灵活性较差，选用不同的实验波长需要更换相应的滤光片。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种平行辐照反应装置，解决现有技术的不足，特别是不能够进行在线检测的问题，同时，改进现有技术的反应结果容易受到光源寿命影响的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种平行辐照反应装置，包括：支座、试样架和内照机构，所述内照机构包括内照电机及内照筒，所述内照筒可绕其转动轴心转动地设于所述支座，所述内照电机与所述内照筒连接用于驱动所述内照筒转动；所述试样架设于所述支座，位于所述内照筒的外侧周围，用于承放反应容器；所述内照筒的外表面设有多个光源，用于照射放置在所述试样架上的反应容器。

其中，该平行辐照反应装置还包括外照机构，所述外照机构包括外照筒和外照电机，所述外照筒可绕其转动轴心转动地安装于所述支座，与所述内照筒同轴布置，且所述试样架位于所述外照筒与内照筒之间形成的间隙中；所述外照电机与所述外照筒连接，用于驱动所述外照筒转动；所述外照筒的内表面设有多个光源，用于照射放置在所述试样架上的反应容器。

其中，多个所述光源为LED灯、氙气灯、汞灯和卤素灯的一种或者多种。

其中，所述内照筒和所述外照筒均通过导电滑环与外部电源电连接，用于为所述光源供电。

其中，所述试样架包括下托盘和通过支撑柱支撑的上托盘，所述上托盘和下托盘均为圆环结构，所述上托盘设有供反应容器穿过的通孔。

其中，所述下托盘设有与所述通孔相对应的转盘，用于承托反应容器，所述转盘与一个自转电机连接。

其中，通孔为多个，多个通孔以所述内照筒的转动轴心为中心环形分布。

其中，所述内照电机通过减速器与所述内照筒连接；所述外照电机通过同步带与所述外照筒连接。

其中，所述内照筒与试样架之间设有滤光片，所述外照筒与试样架之间设有滤光片。

本发明还提供一种平行辐照反应装置，包括：支座、试样架和外照机构，所述外照机构包括外照电机及外照筒，所述外照筒可转动地设于所述支座，所述外照电机与所述外照筒连接用于驱动所述外照筒转动；所述试样架设于所述支座，位于所述外照筒的内侧，用于承放反应容器；所述外照筒的内表面设有多个光源，用于照射放置在所述试样架上的反应容器。

(三)有益效果

本发明提供的平行辐照反应装置，具有以下优点：

(1)在内照筒上设置多个光源，使用时，转动内照筒对反应容器进行等量照射，不同位置的反应容器受光总量相同，且试样架静止不动，容易实现在线检测；采用多个光源，可减少部分光源老化对于实验结果造成的影响。

(2)设置外照机构，从外侧和内侧同时对反应容器进行照射，反应容器的受光更趋均匀，改善反应溶液的光分布特性，反应效果更好，提高试验的准确度。

附图说明

图1为本发明平行辐照反应装置实施例1的正视图；

图2为本发明平行辐照反应装置实施例1的俯视图；

图3为图2中沿A-A方向的剖视图；

图4为本发明平行辐照反应装置实施例4的俯视图；

图5为图4中沿B-B方向的剖视图。

图中，1：支座；2：试样架；3：内照机构；4：外照机构；5：反应容器；6：光源；7：电控系统；21：下托盘；22：上托盘；221：通孔；23：支撑柱；24：转盘；25：自转电机；31：内照筒；32：外照筒；33：减速器；41：外照筒；42：外照电机；43：同步带；10：支座；20：试样架；40：外照机构；50：反应容器；60：光源；401：外照筒；402：外照电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：

参照图1至3所示，本发明的平行辐照反应装置，包括：支座1、试样架2和内照机构3，内照机构3包括内照电机32及内照筒31，内照筒31为圆筒结构，内照筒31可绕其转动轴心转动地设于支座1，即内照筒31可绕自身的转动轴心转动；内照电机32与内照筒32连接，内照电机32用于驱动内照筒31转动。试样架2设于支座1，试样架2位于内照筒31的外侧周围，用于承放反应容器5；内照筒31的外表面设有多个光源6，用于照射放置在试样架2上的反应容器5。

本实施例的平行辐照反应装置，在内照筒31上设置多个光源6，使用时，试样架2静止不动，内照电机32驱动内照筒31转动，光源6对反应容器5进行等量照射，反应容器5的受光总量相同。由于试样架2不移动，方便于在反应容器上设置在线检测装置进行在线实时检测；采用多个光源6进行照射，即使部分光源6老化损坏，其他光源6可以正常工作，减少部分光源老化损坏对于实验结果造成的影响，提高实验结果的准确性。

进一步的，该平行辐照反应装置还包括外照机构4，外照机构4包括外照筒41和外照电机42，外照筒41为圆筒结构，外照筒41的内径大于内照筒31的外径，外照筒41可绕其转动轴心转动地安装于支座1，即外照筒41可绕自身的转动轴心转动；外照筒41与内照筒31同轴布置，即外照筒41的转动轴心与内照筒31的转动轴心相重合。试样架2位于外照筒41与内照筒31之间形成的间隙中，外照电机42与外照筒41连接，用于驱动外照筒41转动。外照筒41的内表面设有多个光源6，用于照射放置在试样架2上的反应容器5。平行辐照反应装置设置外照机构4，实现外侧和内侧同时对反应容器5进行照射，反应容器5的受光更加均匀，改善反应容器5中反应溶液光分布特性，使反应效果更好，提高试验的准确度。

本实施例中，内照筒31和外照筒41上的多个光源6均相同，采用LED灯、氙气灯、汞灯和卤素灯的一种。

内照筒31和外照筒41上的光源6可以采用外部电源供电的方式，也可以采用蓄电池供电的方式。对于蓄电池供电的方式，可以将蓄电池制作成外照筒41或者内照筒31的筒体，如此可以节约空间。比如将锂电池制作为筒体的形状。对于采用外部电源供电的方式，由于一般的反应时间需要多天，本实施例中，优选内照筒31和外照筒41均通过导电滑环与外部电源电连接，用于为光源6供电。外部电源可以采用蓄电池或者交流电。

试样架2具有多种结构，本实施例中，试样架2包括下托盘21和通过支撑柱23支撑的上托盘22，上托盘22和下托盘21均为圆环结构，如图所示，圆环的内径大于内照筒31的外径，圆环的外径小于外照筒41的内径。上托盘22设有供反应容器穿过的通孔221。通孔221为多个，如图所示，本实施例中，通孔的数量为6个，用于放置6个反应容器。多个通孔221以内照筒31的转动轴心为中心环形分布。使用时，反应容器5从通孔221穿过上托盘22，放置到下托盘21上。本实施例的试样架2能够保证反应容器5稳定的放置在其上，避免在反应过程中反应容器5跌落试样架2。试样架也可以为多个，每个试样架用于放置一个反应容器。

进一步的，下托盘21设有与通孔221相对应的转盘24，用于承托反应容器5，转盘24与一个自转电机25连接，自转电机25带动转盘24转动。在反应实验时，除了内照筒31和外照筒41转动外，反应容器5自身在转盘的带动下转动，从而使反应容器5中的反应溶液受光更加均匀，提高反应的准确性。

对于内照电机32与内照筒31的连接方式、外照电机42与外照筒41的连接均有多种实现方式，如通过减速器连接、链传动连接、齿轮传动连接和同步带传动连接。优选的，本实施例中，内照电机32通过减速器33与内照筒31连接，外照电机42通过同步带43与外照筒41连接，内照机构3和外照机构4的结构简单，方便于制造和安装。

进一步的，该平行辐照反应装置包括电控系统7。电控系统7分别用于控制内照电机32、外照电机42和自转电机25转动，例如控制转动速度、转动时间和转动方向等，例如可以控制内照筒31和外照筒41的转动方向相反。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，对于与实施例1和2相同的部分本实施例不再赘述，其不同之处在于：本实施例中，位于内照筒31和外照筒41上的多个光源不完全相同，采用LED灯、氙气灯、汞灯和卤素灯的两种以上。例如可以有如下组合：(1)内照筒31上的光源均采用LED灯，而外照筒41上的光源均采用氙气灯；(2)内照筒31上的光源采用LED灯、氙气灯和汞灯三种；而外照筒41上的光源采用LED灯、氙气灯和卤素灯三种。采用不同的光源具有两个优点：(1)可以对反应容器采用不同波长的光进行照射；(2)在不同的反应阶段可以点亮不同种光源进行实验，不需要更换滤光片，使得光源选用灵活，实验简单，节省实验人员的精力，而且可以使实验连续进行，使实验效果更加准确。

实施例3：

本实施例与实施例1和2基本相同，对于与实施例1和2相同的部分本实施例不再赘述，其不同之处在于：内照筒31与试样架2之间设有滤光片(图未示出)，外照筒41与试样架2之间设有滤光片(图未示出)。

实施例4：

本实施例的描述过程中，对于与实施例1和2相同的部分本实施例不再赘述，本实施例中仅包括外照机构，而不包括内照机构，即如图4和5所示，本实施例还提供另一种平行辐照反应装置，包括：支座10、试样架20和外照机构40，外照机构40包括外照电机402及外照筒401，外照筒401为圆筒结构，外照筒401可绕其转动轴心转动地设于支座10，外照电机402与外照筒401连接用于驱动外照筒401转动；试样架20设于支座10，试样架20位于外照筒401的内侧，用于承放反应容器50；外照筒401的内表面设有多个光源60，用于照射放置在试样架20上的反应容器50。对于试样架20的结构，可以与实施例1相同，外照电机402与外照筒401的连接，也可以采用同步带传动连接方式。

需要说明的是，本说明书的具体说明过程中包括了反应容器，反应容器仅是为了说明实施例的方便，并非本发明平行辐照反应装置的组成结构。反应容器可以为反应瓶、反应试管等多种结构，由需要进行的试验的特点进行选定。

本发明具有以下优点：

(1)使用时，转动内照筒对反应容器进行等量照射，不同位置的反应容器受光总量相同，且试样架静止不动，容易实现在线检测；采用多个光源，可延缓光源老化对于实验结果造成的影响，同时光源种类多且易得。

(2)设置外照机构，从外侧和内侧同时对反应容器进行照射，反应容器的受光更加均匀，改善反应溶液的光分布特性，反应效果更好，提高试验的准确度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种平行辐照反应装置，其特征在于，包括：支座、试样架和内照机构，所述内照机构包括内照电机及内照筒，所述内照筒可绕其转动轴心转动地设于所述支座，所述内照电机与所述内照筒连接用于驱动所述内照筒转动；所述试样架设于所述支座，位于所述内照筒的外侧周围，用于承放反应容器；所述内照筒的外表面设有多个光源，用于照射放置在所述试样架上的反应容器。

2.如权利要求1所述的平行辐照反应装置，其特征在于，该平行辐照反应装置还包括外照机构，所述外照机构包括外照筒和外照电机，所述外照筒可绕其转动轴心转动地安装于所述支座，与所述内照筒同轴布置，且所述试样架位于所述外照筒与内照筒之间形成的间隙中；所述外照电机与所述外照筒连接，用于驱动所述外照筒转动；所述外照筒的内表面设有多个光源，用于照射放置在所述试样架上的反应容器。

3.如权利要求2所述的平行辐照反应装置，其特征在于，多个所述光源为LED灯、氙气灯、汞灯和卤素灯的一种或者多种。

4.如权利要求2所述的平行辐照反应装置，其特征在于，所述内照筒和所述外照筒均通过导电滑环与外部电源电连接，用于为所述光源供电。

5.如权利要求1所述的平行辐照反应装置，其特征在于，所述试样架包括下托盘和通过支撑柱支撑的上托盘，所述上托盘和下托盘均为圆环结构，所述上托盘设有供反应容器穿过的通孔。

6.如权利要求5所述的平行辐照反应装置，其特征在于，所述下托盘设有与所述通孔相对应的转盘，用于承托反应容器，所述转盘与一个自转电机连接。

7.如权利要求6所述的平行辐照反应装置，其特征在于，通孔为多个，多个通孔以所述内照筒的转动轴心为中心环形分布。

8.如权利要求2所述的平行辐照反应装置，其特征在于，所述内照电机通过减速器与所述内照筒连接；所述外照电机通过同步带与所述外照筒连接。

9.如权利要求2所述的平行辐照反应装置，其特征在于，所述内照筒与试样架之间设有滤光片，所述外照筒与试样架之间设有滤光片。

10.一种平行辐照反应装置，其特征在于，包括：支座、试样架和外照机构，所述外照机构包括外照电机及外照筒，所述外照筒可转动地设于所述支座，所述外照电机与所述外照筒连接用于驱动所述外照筒转动；所述试样架设于所述支座，位于所述外照筒的内侧，用于承放反应容器；所述外照筒的内表面设有多个光源，用于照射放置在所述试样架上的反应容器。