CN208224013U - 测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，包括反应装置、固定装置和振动装置；所述反应装置包括U型管、倒Y型管和连接装置，所述U型管的左侧管带有刻度线、右侧管借助连接装置与倒Y型管相连，所述U型管内装有水平面在0刻度线及以上位置的水；所述固定装置包括立板、试管夹、倒Y型管夹以及开设于立板上的弧形滑道；所述试管夹固定在立板上，所述U型管固定在试管夹上；所述倒Y型管夹借助转动杆及蝶形螺帽与弧形滑道形成滑动配合。本实用新型装置测试精度较高，误差范围在5％以内；操作简单，使用方便，很容易掌握。
Description
技术领域
本实用新型属于水处理领域，尤其是用铁粉作为修复剂的水处理技术，具体的涉及一种测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置。
背景技术
近年来，铁粉作为水环境修复新型环保材料的研究得到了人们的关注。尤其是纳米零价铁，纳米零价铁比表面积大、表面能高、还原性强,对环境污染物具有良好的去除效率,是目前国内外研究的热点。
合成纳米铁(NZVI)的传统方法主要是化学法，化学合成法对于发展NZVI用于环境修复起着积极作用，然而化学法存在成本高和二次污染等问题。目前，绿色合成技术备受关注，利用绿茶、高粱麸皮等合成纳米级铁粉。与传统的化学合成方法相比，绿色合成过程避免使用有毒化学物质、降低能量消耗，具有经济性和环境友好等特点。
通常用的化学检测方法如原子吸收光谱、离子色谱等都难以分析出铁粉在一定老化时间或反应时间后有效零价铁含量，往往会造成测试结果误差大。对于铁粉中零价铁含量的测定，有必要寻找一种简便可行、测量结果准确可靠的方法，为铁粉在各种领域的应用提供保障。
本实用新型是在原有专利201621201249.X的基础上进行了改进，采用了便捷、灵活的连接及操作方式，克服了反应时人工手持倒Y型管的不便，反应过程中具有随时观察及读数的优点。通过添加振动装置，使反应时铁粉与酸接触充分，缩短了反应时间，提高了测试效率及精度。通过优化设计形成的一体式测试装置，还能减少人为操作不当使标准塞松动造成的误差。
本实用新型提供了一种操作简单、测试时间短、可以随时随地准确测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置。
发明内容
本实用新型提供了一种操作简单、测试时间短、可以随时随地准确测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置。
本实用新型采用的技术方案为：测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，包括反应装置、固定装置和振动装置；所述反应装置包括U型管、倒Y型管和连接装置，所述U型管的左侧管带有刻度线、右侧管借助连接装置与倒Y型管相连，所述U型管内装有水平面在0刻度线及以上位置的水；所述固定装置包括立板、试管夹、倒Y型管夹以及开设于立板上的弧形滑道；所述试管夹固定在立板上，所述U型管固定在试管夹上；所述倒Y型管夹借助转动杆及蝶形螺帽与弧形滑道形成滑动配合，所述倒Y型管固定在倒Y型管夹上。
进一步地，所述振动装置包括套筒、振动电机、电机底座和基座，所述套筒、振动电机和电机底座从上到下依次固定连接，所述电机底座与基座之间为弹性连接，所述倒Y型管其中一支管末端位于套筒内。
进一步地，所述电机底座和基座借助丁字型螺杆连接，所述基座为中空结构；所述螺杆底端穿置于基座内，使螺杆与基座构成活动连接，所述螺杆顶端贯穿于电机底座且设有旋转螺帽使螺杆与电机底座构成活动连接；所述电机底座和基座之间螺杆外部套有弹簧。
进一步地，所述振动电机为具有3V或6V挡的直流电机。
进一步地，所述转动杆一端穿过弧形滑道并由丁字型固定螺帽固定、另一端贯穿倒Y型管夹中心与蝶形螺帽构成紧固连接，所述倒Y型管在弧形滑道上可以进行0-90度旋转；所述转动杆上还设有轴承，所述轴承位于弧形滑道内使转动杆与弧形滑道构成转动配合。
进一步地，所述螺杆的数量为2～3个。
进一步地，所述倒Y型管夹为三角圈状马鞍形，即两边是管夹，中间为马鞍形。
进一步地，所述基座为圆环状，材质为生铁。
进一步地，所述一体化装置还包括有箱体，所述反应装置、固定装置和振动装置均位于箱体内，所述立板和基座均固定在箱体底部，所述箱体顶盖及前盖为开放式可以往外旋转90-270度。
本实用新型获得的有益效果为：a、本实用新型装置测试精度较高，误差范围在3％以内；b、采用了便捷、灵活的连接及操作方式，位于立板上的U 型管及测试管，整体性好，利于观测及测试系统的密闭性，同时也解决了手持测试管测试的不便；c、本实用新型的振动装置，使酸与铁粉接触充分，反应更彻底更完全，既节省了测试时间，又提高了测试精度。d、本装置方便携带，可以在野外场地进行使用；e、只需要浓盐酸和水即可完成测试，环境污染很小；f、一体式的测试装置，还能减小人为操作不当使标准塞松动造成的误差。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
其中1代表U型管、2代表倒Y型管、3代表套筒、4代表振动电机、 5代表电机底座、6代表基座、7代表弹簧、8代表螺杆、9代表旋转螺帽、 10代表立板、11代表试管夹、12代表倒Y型管夹、13代表弧形滑道、14 代表转动杆、15代表蝶形螺帽、16代表连接装置、17代表箱体。
具体实施方式
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
如图1所示，测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，包括反应装置、固定装置和振动装置；所述反应装置包括U型管1、倒Y 型管2和连接装置16，所述U型管1的左侧管带有刻度线、右侧管借助连接装置16与倒Y型管2相连，所述U型管1内装有水平面在0刻度线及以上位置的水；其特征在于：所述固定装置包括立板10、试管夹11、倒Y 型管夹12以及开设于立板10上的弧形滑道13；所述试管夹11固定在立板 10上，所述U型管1固定在试管夹11上；所述倒Y型管夹12借助转动杆 14及蝶形螺帽15与弧形滑道13形成滑动配合，所述倒Y型管2固定在倒 Y型管夹12上。
所述振动装置包括套筒3、3V及6V挡的振动电机4、电机底座5和圆环状材质为生铁的基座6，所述套筒3、振动电机4和电机底座5从上到下依次固定连接，所述电机底座5与基座6之间为弹性连接，所述倒Y型管 2其中一支管末端位于套筒3内。所述电机底座5和基座6借助2个丁字型螺杆8连接，所述基座6为中空结构；所述螺杆8底端穿置于基座6内，使螺杆8与基座6构成活动连接，所述螺杆8顶端贯穿于电机底座5且设有旋转螺帽9使螺杆8与电机底座5构成活动连接；所述电机底座5和基座6之间螺杆8外部套有弹簧7。所述转动杆14一端穿过弧形滑道13并由丁字型固定螺帽固定、另一端贯穿倒Y型管夹12中心与蝶形螺帽15构成紧固连接，所述倒Y型管2在弧形滑道13上可以进行0-90度旋转；所述转动杆14上还设有轴承，所述轴承位于弧形滑道13内使转动杆14与弧形滑道13构成转动配合。
所述倒Y型管夹12为三角圈状马鞍形，即两边是管夹，中间为马鞍形。生铁的基座6有一定重量，在振动装置工作时稳定不移动。所述一体化装置还包括有箱体17，所述反应装置、固定装置和振动装置均位于箱体 17内，所述立板10和基座6均固定在箱体17底部，所述箱体17顶盖及前盖为开放式可以往外旋转90-270度。
具体实施时：倒Y型管2可以沿弧形滑道13进行0-90度旋转，转动杆14借助轴承可以在弧形滑道13的沟槽内运动，倒Y型管2沿滑道转动过程中，与连接装置16中的胶管轴线中心点的距离保持不变，以防瓶塞松动。实验时，旋松蝶形螺帽15，缓缓推动转动杆14沿弧形滑道13逆时针旋转，使倒Y型管2右侧支管内的稍过量的稀盐酸慢慢流入装有铁粉的左侧支管内，铁粉与稀盐酸混合并发生化学反应，拧紧蝶形螺帽15；2-3分钟后，旋松蝶形螺帽15，缓缓推动转动杆14沿弧形滑道13顺时针旋转将倒Y型管2恢复原位，将振动装置的套筒3下压并将倒Y型管2左侧支管套进套筒3内，调节螺杆8上的旋转螺帽9，使套筒3与倒Y型管2左侧支管接触紧密，螺杆8可以在电机底座5和基座6之间自由活动，支撑架底6座是空心的，压下弹簧7时，螺杆8可以升入里面，松开后自然弹起，支撑力来自弹簧7的张力，旋转螺帽9是用来调节螺杆8的有效长度及弹簧7张力的；开启振动电机4，在振动力作用下，铁粉与稀盐酸充分接触，反应速度加快。
反应产生的气体，推动U型管1中液体上升，读取反应前后U型管1 液面差，增加的体积，即为产生的氢气体积，恢复常温后测得气温及大气压，采用公式PV＝nRT，计算氢气的摩尔数，并利用反应方程式根据反应方程式Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，算出纳米零价铁的质量。
Claims (9)
1.测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，包括反应装置、固定装置和振动装置；所述反应装置包括U型管(1)、倒Y型管(2)和连接装置(16)，所述U型管(1)的左侧管带有刻度线、右侧管借助连接装置(16)与倒Y型管(2)相连，所述U型管(1)内装有水平面在0刻度线及以上位置的水；其特征在于：所述固定装置包括立板(10)、试管夹(11)、倒Y型管夹(12)以及开设于立板(10)上的弧形滑道(13)；所述试管夹(11)固定在立板(10)上，所述U型管(1)固定在试管夹(11)上；所述倒Y型管夹(12)借助转动杆(14)及蝶形螺帽(15)与弧形滑道(13)形成滑动配合，所述倒Y型管(2)固定在倒Y型管夹(12)上。
2.根据权利要求1所述测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，其特征在于：所述振动装置包括套筒(3)、振动电机(4)、电机底座(5)和基座(6)，所述套筒(3)、振动电机(4)和电机底座(5)从上到下依次固定连接，所述电机底座(5)与基座(6)之间为弹性连接，所述倒Y型管(2)其中一支管末端位于套筒(3)内。
3.根据权利要求2所述测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，其特征在于：所述电机底座(5)和基座(6)借助丁字螺杆(8)连接，所述基座(6)为中空结构；所述螺杆(8)底端穿置于基座(6)内，使螺杆(8)与基座(6)构成活动连接，所述螺杆(8)顶端贯穿于电机底座(5)且设有旋转螺帽(9)使螺杆(8)与电机底座(5)构成活动连接；所述电机底座(5)和基座(6)之间螺杆(8)外部套有弹簧(7)。
4.根据权利要求2所述测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，其特征在于：所述振动电机(4)为具有3V或6V挡的直流电机。
5.根据权利要求1所述测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，其特征在于：所述转动杆(14)一端穿过弧形滑道(13)并由丁字型固定螺帽固定、另一端贯穿倒Y型管夹(12)中心与蝶形螺帽(15)构成紧固连接，所述倒Y型管(2)在弧形滑道(13)上可以进行0-90度旋转；所述转动杆(14)上还设有轴承，所述轴承位于弧形滑道(13)内使转动杆(14)与弧形滑道(13)构成转动配合。
6.根据权利要求3所述测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，其特征在于：所述螺杆(8)的数量为2～3个。
7.根据权利要求1所述测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，其特征在于：所述倒Y型管夹(12)为三角圈状马鞍形，即两边是管夹，中间为马鞍形。
8.根据权利要求2所述测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，其特征在于：所述基座(6)为圆环状，材质为生铁。
9.根据权利要求1所述测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置，其特征在于：所述一体化装置还包括有箱体(17)，所述反应装置、固定装置和振动装置均位于箱体(17)内，所述立板(10)固定在箱体(17)底部，所述箱体(17)顶盖及前盖为开放式可以往外旋转90-270度。
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| CN108375528B (zh) * | 2018-02-10 | 2024-01-26 | 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 | 测定纳米级及微米级铁粉中零价铁含量的一体化装置 |
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