CN110346199B - 土壤纳米微粒分离捕集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了土壤纳米微粒分离捕集装置，包括振荡筛主机和样品托盘，振荡筛主机顶部固定连接有至少两个固定螺杆，样品托盘通过固定螺杆安装在振荡筛主机上；样品托盘内设有微米筛网，样品托盘顶部设有带气嘴密封盖，带气嘴密封盖的气嘴通过第一硅胶管与真空气泵的一端连通，第一硅胶管上设置有纳米微粒过滤捕集器；真空气泵的另一端连接通过第二硅胶管与样品托盘连通；解决了经常捕集到大粒径土壤微粒、污染样品和无法实现纳米级微粒的高效分离的问题。
Description
技术领域
本发明涉及纳米地球化学领域，特别是土壤纳米微粒分离捕集装置。
背景技术
纳米地球化学的任务之一是研究地球中金属纳米微粒的分布、分配、组合特征、迁移规律等，并利用物理化学方法富集提取纳米微粒并分析元素含量来反映并探测深部金属矿床。大量研究已表明，地表土壤中的纳米金属微粒与深部金属矿产密切相关。因此开展迁移到土壤中纳米地球化学研究对于矿产勘查的理论研究意义和实际应用价值。如何有效地从地表土壤介质中分离出纳米微粒并捕集到用于电镜观测的载网上是开展纳米地球化学研究的前提和技术难点。
在土壤纳米微粒分离捕集方法的研制过程中经过了多次技术发展，最早的方法是用200目样品筛分离小于74微米土壤微粒，再用洗耳球吹起方式将土壤分散的空气中，并自然沉降到电镜观测载网上。发展到后来用微分筛分离小于20微粒土壤微粒再用电镜观测载网捕集。但都避免不了载网上吸附大于1微米的大颗粒物质，极大地影响了实验效果。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了土壤纳米微粒分离捕集装置，解决了经常捕集到大粒径土壤微粒、污染样品和无法实现纳米级微粒的高效分离的问题。
本发明采用的技术方案是，土壤纳米微粒分离捕集装置，包括振荡筛主机和样品托盘，振荡筛主机顶部固定连接有至少两个固定螺杆，样品托盘通过固定螺杆安装在振荡筛主机上；样品托盘内设有微米筛网，样品托盘顶部设有带气嘴密封盖，带气嘴密封盖的气嘴通过第一硅胶管与真空气泵的一端连通，第一硅胶管上设置有纳米微粒过滤捕集器；真空气泵的另一端连接通过第二硅胶管与样品托盘连通。
优选地，纳米微粒过滤捕集器包括过滤套筒、大双层硅胶圈、微孔滤膜、套筒螺纹密封接头、小双层硅胶圈、电镜观测载网、载网固定装置和载网套筒；微孔滤膜通过大双层硅胶圈固定在过滤套筒内，过滤套筒连接到套筒螺纹密封接头一侧；载网固定装置通过小双层硅胶圈固定在载网套筒内，载网套筒连接到套筒螺纹密封接头另一侧，电镜观测载网设置于载网固定装置内。
优选地，振荡筛主机内置振动电机，用于产生高频振荡。
优选地，样品托盘位于振荡筛主机顶部，用于通过振荡使土壤中的微粒分散到样品托盘内部的空气中。
优选地，微米筛网位于样品托盘和带气嘴密封盖之间，微米筛网的筛网孔径为20微米，用于阻挡样品托盘中大于20微米的微粒向上穿过筛网，且其直径略小于样品托盘，能严密地扣在样品托盘上。
优选地，带气嘴密封盖中间设置气嘴，用于隔绝大气和微米筛网，通过第一胶管连通微孔膜过滤器。
优选地，固定螺杆的一端固定于振荡筛主机上，另一端通过螺母连接到带气嘴密封盖，用于放好样品后通过两条对称的固定螺杆将振荡筛主机、样品托盘、微米筛网和带气嘴密封盖固定为一体。
优选地，真空气泵的一端通过第一硅胶管连通纳米微粒过滤捕集器，用于产生负压，实现气体和气体携带的土壤微粒从样品托盘到微米筛网到带气嘴密封盖到纳米微粒过滤捕集器的运动过程，真空气泵通过第二硅胶管连通样品托盘，将气体输入样品托盘内，增加样品托盘中气体和气体携带的土壤微粒的流动性。
本发明土壤纳米微粒分离捕集装置的有益效果如下：
利用振荡筛和真空气泵实现土壤微粒分散到托盘当中的空气中，通过20目微米筛和1微米微孔滤膜实现将分散到空气中的微粒分级截流，使只有小于1微米的微粒能到达载网套筒内，真空气泵的作用是实现气体和气体携带的土壤微粒在整个密闭系统中的循环，整个分离捕集过程在密闭系统中自动完成，既避免了污染样品，又能保存工作环境的整洁，还提高了自动化程度。
附图说明
图1为本发明土壤纳米微粒分离捕集装置的整体结构示意图。
图2为本发明土壤纳米微粒分离捕集装置的纳米微粒过滤捕集器图。
附图标记：1-振荡筛主机、2-样品托盘、3-微米筛网、4-带气嘴密封盖、5-固定螺杆、6-第一硅胶管、7-纳米微粒过滤捕集器、8-真空气泵、9-第二硅胶管、10-大双层硅胶圈、11-微孔滤膜、12-套筒螺纹密封接头、13-小双层硅胶圈、14-载网固定装置、15-电镜观测载网、16-载网套筒、17-过滤套筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
如图1所示，土壤纳米微粒分离捕集装置，包括振荡筛主机1和样品托盘2，振荡筛主机1顶部固定连接有至少两个固定螺杆5，样品托盘2通过固定螺杆5安装在振荡筛主机1上；样品托盘2内设有微米筛网3，样品托盘2顶部设有带气嘴密封盖4，带气嘴密封盖4的气嘴通过第一硅胶管6与真空气泵8的一端连通；第一硅胶管6上设置有纳米微粒过滤捕集器7，真空气泵8的另一端通过第二硅胶管9连通样品托盘。振荡筛主机1和真空气泵8实现将土壤微粒分散到样品托盘2中的空气中。样品托盘2用于放置土壤样品。微米筛网3用于阻隔气体中大于20微米的微粒向上通过筛网。带气嘴密封盖4用于隔绝外部空气，使整个过程在密闭空间内完成。固定螺杆5用于将振荡筛主机1、样品托盘2，保持高速振荡过程中系统的密闭性。第一硅胶管6用于带气嘴密封盖4、纳米微粒分离捕集器7、真空气泵8之间的密闭连接。如图2所示，纳米微粒过滤捕集器7包括过滤套筒17、大双层硅胶圈10、微孔滤膜11、套筒螺纹密封接头12、小双层硅胶圈13、载网固定装置14、电镜观测载网15和套筒16；微孔滤膜11通过大双层硅胶圈10固定在过滤套筒17内，过滤套筒17连接到套筒螺纹密封接头12一侧；载网固定装置14通过小双层硅胶圈13固定在载网套筒16内，载网套筒16连接到套筒螺纹密封接头12另一侧，电镜观测载网15设置于载网固定装置14内。纳米微粒分离捕集器7内置孔径为1微米的微孔滤膜11，使气体中大于1微米的微粒吸附到滤膜上，从而阻隔气体中大于1微米的微粒通过，并内置电镜观测载网15，用于吸附小于1微米的微粒，纳米微粒分离捕集器7集成了纳米微粒分离和捕集两个功能，提高了装置的集成度。真空气泵8用于产生负压，实现气体和气体携带的土壤微粒从样品托盘到微米筛网到带气嘴密封盖到纳米微粒分离捕集器7的运动过程。第二硅胶管9用于将真空气泵8产生的气流循环导入样品托盘2中，加强样品在样品托盘2中纵向运动动力，提高土壤微粒从样品托盘2到微米筛网3的通量，从而有效完成土壤纳米微粒的分离捕集。
每次使用时先将小于74微米的土壤样品放到样品托2盘里，样品托盘2放到振荡筛主机1，样品托盘2上面放上微米筛网3，扣上带气嘴密封盖4，再用固定螺杆5将振荡筛主机1、样品托盘2、微米筛网3、带气嘴密封盖4固定好。利用第一硅胶管6依次连接纳米微粒过滤捕集器7和真空气泵8。过滤套筒17里面通过大双层硅胶圈10放置1微米微孔滤膜，载网固定装置14里放置电镜观测载网15。真空气泵8通过导管连接样品托盘2，将气体输入样品托盘2内，增加样品托盘2中微粒的流动性。打开振荡筛主机1和真空气泵8，气体和气体携带的土壤微粒从样品托盘2到微米筛网3到带气嘴密封盖4到纳米微粒分离捕集器7的运动过程，从而实现分离捕集土壤中1微米纳米微粒的目的。
Claims (6)
1.土壤纳米微粒分离捕集装置，其特征在于，包括振荡筛主机（1）和样品托盘（2），所述振荡筛主机（1）顶部固定连接有至少两个固定螺杆（5），所述样品托盘（2）通过固定螺杆（5）安装在振荡筛主机（1）上；所述样品托盘（2）内设有微米筛网（3），所述样品托盘（2）顶部设有带气嘴密封盖（4），所述带气嘴密封盖（4）的气嘴通过第一硅胶管（6）与真空气泵（8）的一端连通，所述第一硅胶管（6）上设置有纳米微粒过滤捕集器（7）；所述真空气泵（8）的另一端连接通过第二硅胶管（9）与样品托盘（2）连通；
所述纳米微粒过滤捕集器（7）包括过滤套筒（17）、大双层硅胶圈（10）、微孔滤膜（11）、套筒螺纹密封接头（12）、小双层硅胶圈（13）、载网固定装置（14）、电镜观测载网（15）和载网套筒（16）；所述微孔滤膜（11）通过大双层硅胶圈（10）固定在过滤套筒（17）内，所述过滤套筒（17）连接到套筒螺纹密封接头（12）一侧；所述载网固定装置（14）通过小双层硅胶圈（13）固定在载网套筒（16）内，所述载网套筒（16）连接到套筒螺纹密封接头（12）另一侧，所述电镜观测载网（15）设置于载网固定装置（14）内；
所述样品托盘（2）位于振荡筛主机（1）顶部，用于通过振荡使土壤中的微粒分散到样品托盘（2）内部的空气中。
2.根据权利要求1所述的土壤纳米微粒分离捕集装置，其特征在于，所述振荡筛主机（1）内置振动电机，用于产生高频振荡。
3.根据权利要求1所述的土壤纳米微粒分离捕集装置，其特征在于，所述微米筛网（3）位于样品托盘（2）和带气嘴密封盖（4）之间，所述微米筛网（3）的筛网孔径为20微米，用于阻挡样品托盘中大于20微米的微粒向上穿过筛网，且其直径略小于样品托盘，能严密地扣在样品托盘（2）上。
4.根据权利要求1所述的土壤纳米微粒分离捕集装置，其特征在于，所述带气嘴密封盖（4）中间设置气嘴，用于隔绝大气和微米筛网（3），通过第一硅胶管（6）连通纳米微粒过滤捕集器（7）。
5.根据权利要求1所述的土壤纳米微粒分离捕集装置，其特征在于，所述固定螺杆（5）的一端固定于振荡筛主机（1）上，另一端通过螺母连接到带气嘴密封盖（4），用于放好样品后通过两条对称的固定螺杆将振荡筛主机（1）、样品托盘（2）、微米筛网（3）和带气嘴密封盖（4）固定为一体。
6.根据权利要求1所述的土壤纳米微粒分离捕集装置，其特征在于，所述真空气泵（8）的一端通过第一硅胶管（6）连通纳米微粒过滤捕集器（7），用于产生负压，实现气体和气体携带的土壤微粒从样品托盘（2）到微米筛网（3）到带气嘴密封盖（4）到纳米微粒过滤捕集器（7）的运动过程，所述真空气泵（8）通过第二硅胶管（9）连通样品托盘（2），将气体输入样品托盘（2）内，增加样品托盘（2）中气体和气体携带的土壤微粒的流动性。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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