CN205786270U - 基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，包括反应池、加热装置、被检测装置、主控装置和搅动装置，所述反应池内设有催化剂盛放装置和温度传感器，所述加热装置设在反应池的底部，所述被检测装置包括第一电磁阀、第二电磁阀、样品池和废液池，通过所述主控电路控制第一电磁阀和第二电磁阀的开闭，在检测过程中，反应池和样品池之间相互独立，并且检测后的反应液直接流入废液池，反应池和样品池之间不会互相影响，所以获得的太赫兹光谱能准确反映有机催化反应的过程。

Description

基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置

技术领域

本实用新型涉及化学反应装置领域，特别涉及一种基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置。

背景技术

太赫兹波通常是指波长为30μm-3mm，频率在0.1THz-10THz的宽频谱电磁波。太赫兹光谱技术利用太赫兹波在样品上透射或反射，并记录太赫兹的时域电场波形，经快速傅里叶变换，得到样品的太赫兹光谱，进而获得样品在太赫兹波段的吸收系数和折射率谱，通过研究吸收系数和折射率谱，可获得样品的物理参数。

由于在科学研究、石油和化工等领域，有机催化反应都有广泛的应用，所以对有机催化反应过程中生成的中间产物，催化剂对反应的作用方式及作用机理等问题的研究就尤为重要。有机分子之间的相互作用处于太赫兹波段内，太赫兹光谱能反映出有机分子间的微妙变化，可用于监测催化反应过程，研究催化反应机理。

现有的基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置包括反应池、样品池、上管道、下管道和设在反应池内的加热器；反应池通过管道与样品池连通，形成回路；反应液通过上管道进入样品池内，经太赫兹波探测，得到反应液的太赫兹光谱后，再经下管道流回反应池内，但是反应池与样品池一直处于连通状态，反应池内不断有新的生成物产生，使生成物的浓度升高，反应池内的生成物就会扩散到样品池内，影响样品池内反应液的成分和浓度，并且检测后的反应液流回反应池内，也影响反应池内液体的成分和浓度，导致获得的太赫兹光谱有较大误差，不能准确反映有机催化反应的过程。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，以解决反应池一直与样品池处于连通状态，使获得的太赫兹光谱不能准确反应有机催化反应过程的问题。

本实用新型的技术方案为：一种基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，包括反应池、加热装置、被检测装置、主控装置和搅动装置，所述反应池内设有催化剂盛放装置和温度传感器，所述加热装置设在反应池的底部，所述被检测装置包括第一电磁阀、第二电磁阀、样品池和废液池，

所述反应池的出口通过管道与所述废液池的入口连通；

所述反应池的出口设有第一电磁阀；

所述管道内设有第二电磁阀和样品池；

所述样品池位于所述第一电磁阀和所述第二电磁阀之间；

所述主控装置包括主控电路和温度设置器；

所述主控电路的输入端分别与所述温度设置器的输出端和所述温度传感器的输出端电连接；

所述主控电路的输出端分别与所述第一电磁阀的控制端和所述第二电磁阀的控制端连接。

进一步，所述搅动装置包括电机、第一转动叶片和数个第二转动叶片，每个所述第二转动叶片均通过搅拌棒与所述第一转动叶片连接，所述电机通过传动装置与所述第一转动叶片连接。

进一步，所述反应池设置在外壳内，所述管道贯穿所述外壳。

进一步，所述催化剂盛放装置为中空的圆柱体，所述圆柱体的侧壁为网状结构。

进一步，所述反应池的直径为6.5cm—7.5cm，高度为7cm-9cm。

进一步，所述主控装置还包括显示器，所述显示器的输入端与所述主控电路的输出端电连接。

进一步，所述主控装置还包括液位检测器，所述液位检测器的输出端与所述主控电路的输入端电连接。

进一步，所述主控装置还包括报警器，所述报警器的输入端与所述主控电路的输出端电连接。

进一步，所述样品池的材料为聚乙烯或石英材料。

进一步，所述加热装置与所述外壳之间设有隔热保温层。

由以上技术方案可知，第一电磁阀和第二电磁阀处于关闭状态，如果需要对反应液检测，主控电路控制第一电磁阀打开，反应液通过管道进入样品池，然后主控电路控制第一电磁阀关闭，用太赫兹波探测反应液，得到太赫兹光谱，探测完毕后，主控电路控制第二电磁阀打开，使样品池内反应液流入废液池，主控电路再控制第二电磁阀关闭，完成一次检测过程；由于在检测过程中，反应池和样品池之间相互独立，并且检测后的反应液直接流入废液池，反应池和样品池之间不会互相影响，所以获得的太赫兹光谱能准确反映有机催化反应的过程。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构图；

图2为本实用新型的主控电路原理图。

其中，1-电机，2-主控装置，3-温度传感器，4-液位检测器，5-第二转动叶片，6-搅拌棒，7-外壳，8-第一转动叶片，9-加热装置，10-隔热保温层，11-催化剂盛放装置，12-反应池，13-第一电磁阀，14-废液池，15-样品池，16-第二电磁阀，17-管道，18-传动装置，19-温度设置器，20-显示器，21-报警器，22-主控电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，包括反应池12、加热装置9、被检测装置、主控装置2和搅动装置，反应池12内设有催化剂盛放装置11和温度传感器3，加热装置9设在反应池12的底部，催化剂盛放装置11为中空的圆柱体，圆柱体的侧壁为网状结构。被检测装置包括第一电磁阀13、第二电磁阀16、样品池15和废液池14，反应池12的出口通过管道17与废液池14的入口连通；反应池12的出口设有第一电磁阀13；管道17内设有第二电磁阀16和样品池15；样品池15位于所述第一电磁阀13和第二电磁阀16之间；反应池12设置在外壳7内，管道17贯穿外壳7。主控装置2包括主控电路22和温度设置器19；主控电路22的输入端分别与所述温度设置器19的输出端和温度传感器3的输出端电连接；主控电路22的输出端分别与第一电磁阀13的控制端和第二电磁阀16的控制端连接。

基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置工作过程为：将反应液放入反应池12内，催化剂放入催化剂盛放装置11内，打开反应池12底部的加热装置9对反应液加热，可通过温度设置器19对加热装置9的温度预先设定，反应池12内的温度传感器3用来测量反应液的实际温度；并将温度值传给主控电路22，主控电路22将接收的温度值与温度设置器19预设的温度值比较，如果接收的温度值小于预设的温度值，主控电路22给加热装置9发送启动指令，加热装置9开始工作；如果接收的温度值等于预设的温度值，主控电路22给加热装置9发送停止指令，加热装置9停止工作；反应开始后，启动搅拌装置，使反应液与催化剂充分接触；反应达到稳定后，通过主控电路22控制第一电磁阀13打开，反应液通过管道17进入样品池15，然后主控电路22控制第一电磁阀13关闭，用太赫兹波探测反应液，得到太赫兹光谱，探测完毕后，主控电路22控制第二电磁阀16打开，使样品池15内反应液流入废液池14，主控电路22再控制第二电磁阀16关闭，完成一次检测过程。

本实用新型可在同一温度下，随着反应时间变化，用太赫兹波探测反应液，得到催化反应随时间变化的规律，也可以改变反应温度，测量不同温度下的反应情况，得到催化反应和温度变化的关系。

进一步，搅动装置包括电机1、第一转动叶片8和数个第二转动叶片5，每个第二转动叶片5均通过搅拌棒6与所述第一转动叶片8连接，电机1通过传动装置18与第一转动叶片8连接。电机1的转速可调，并且增加转动叶片的数量，使反应液更充分与催化剂接触。

进一步，反应池12的直径为6.5cm—7.5cm，高度为7cm-9cm。由于太赫兹光学系统探测空间狭小，设备灵敏，并且整个探测系统要置于氮气环境下，防止水汽的影响，所以反应池12的尺寸不能太大。

进一步，主控装置2还包括显示器20，显示器20的输入端与主控电路22的输出端电连接。通过温度传感器3检测的实时温度可通过显示器20显示出来。

进一步，主控装置2还包括液位检测器4和报警器21，液位检测器4的输出端与主控电路22的输入端电连接，报警器21的输入端与主控电路22的输出端电连接。液位检测器4可检测反应池12内的液面高度，并通过显示器20显示出来。液位检测器4将检测的液面高度值传给主控电路22，主控电路22将液面高度值与反应池12的出水口高度值比较，如果液面高度值与反应池12的出水口高度值的差比较小，主控电路22给报警器21发送启动信号，报警器21开始报警，提醒使用者准备停止有机催化反应。优选的，所述差值为5mm。

进一步，样品池15的材料为聚乙烯或石英材料。聚乙烯或石英材料有很好的化学稳定性，不会与样品池15内的反应液发生反应，避免对反应液造成污染。

进一步，加热装置9与外壳7之间设有隔热保温层10。隔热保温层10防止加热装置9与外界进行热交换，避免热量散失，提高加热装置9的工作效率。

由以上技术方案可知，第一电磁阀13和第二电磁阀16处于关闭状态，如果需要对反应液检测，通过主控电路22控制第一电磁阀13打开，反应液通过管道17进入样品池15，然后主控电路22控制第一电磁阀13关闭，用太赫兹波探测反应液，得到太赫兹光谱，探测完毕后，主控电路22控制第二电磁阀16打开，使样品池15内反应液流入废液池14，主控电路22再控制第二电磁阀16关闭，完成一次检测过程；由于在检测过程中，反应池12和样品池15之间相互独立，并且检测后的反应液直接流入废液池14，反应池12和样品池15之间不会互相影响，所以获得的太赫兹光谱能准确反映有机催化反应的过程。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，包括反应池(12)、加热装置(9)、被检测装置、主控装置(2)和搅动装置，所述反应池(12)内设有催化剂盛放装置(11)和温度传感器(3)，所述加热装置(9)设在反应池(12)的底部，其特征在于，所述被检测装置包括第一电磁阀(13)、第二电磁阀(16)、样品池(15)和废液池(14)，

所述反应池(12)的出口通过管道(17)与所述废液池(14)的入口连通；

所述反应池(12)的出口设有第一电磁阀(13)；

所述管道(17)内设有第二电磁阀(16)和样品池(15)；

所述样品池(15)位于所述第一电磁阀(13)和所述第二电磁阀(16)之间；

所述主控装置(2)包括主控电路(22)和温度设置器(19)；

所述主控电路(22)的输入端分别与所述温度设置器(19)的输出端和所述温度传感器(3)的输出端电连接；

所述主控电路(22)的输出端分别与所述第一电磁阀(13)的控制端和所述第二电磁阀(16)的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，其特征在于，所述搅动装置包括电机(1)、第一转动叶片(8)和数个第二转动叶片(5)，每个所述第二转动叶片(5)均通过搅拌棒(6)与所述第一转动叶片(8)连接，所述电机(1)通过传动装置(18)与所述第一转动叶片(8)连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，其特征在于，所述反应池(12)设置在外壳(7)内，所述管道(17)贯穿所述外壳(7)。

4.根据权利要求3所述的基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，其特征在于，所述催化剂盛放装置(11)为中空的圆柱体，所述圆柱体的侧壁为网状结构。

5.根据权利要求4所述的基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，其特征在于，所述反应池(12)的直径为6.5cm—7.5cm，高度为7cm-9cm。

6.根据权利要求5所述的基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，其特征在于，所述主控装置(2)还包括显示器(20)，所述显示器(20)的输入端与所述主控电路(22)的输出端电连接。

7.根据权利要求6所述的基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，其特征在于，所述主控装置(2)还包括液位检测器(4)，所述液位检测器(4)的输出端与所述主控电路(22)的输入端电连接。

8.根据权利要求7所述的基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，其特征在于，所述主控装置(2)还包括报警器(21)，所述报警器(21)的输入端与所述主控电路(22)的输出端电连接。

9.根据权利要求8所述的基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，其特征在于，所述样品池(15)的材料为聚乙烯或石英材料。

10.根据权利要求9所述的基于太赫兹光谱技术检测有机催化反应的装置，其特征在于，所述加热装置(9)与所述外壳(7)之间设有隔热保温层(10)。