CN216704341U - 降解水体有机污染物的新型光催化反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种降解水体有机污染物的新型光催化反应装置，包括反应箱、光催化体系、磁力搅拌器、固定床旋转器、蠕动泵和样品瓶；所述反应箱侧面装有风扇，所述反应箱的箱门上装有可视窗口；所述光催化体系置于反应箱内；所述光催化体系设有多孔试管架、光源、反应试管、固定床催化剂和转子；所述磁力搅拌器位于光催化体系下方；所述固定床旋转器由控制器、旋转电机和固定床催化剂夹片组成；所述蠕动泵的前端泵管浸入反应试管底部，后端泵管连接样品瓶。本实用新型适用于固定床催化剂的光催化反应，能够提高光源利用率和光催化效率，可以实时观察和记录反应体系的反应状态，无需手动将反应液取出便可检测反应液浓度，使用效果好。

Description

降解水体有机污染物的新型光催化反应装置

技术领域:

本实用属于光催化技术领域，尤其涉及一种降解水体有机污染物的新型光催化反应装置。

背景技术:

光催化技术是能解决水体有机物污染的绿色技术，在光照条件下，催化剂可以将水体有机污染物分解成水和二氧化碳，目前该技术主要处于实验室研发阶段；光催化效率是评价光催化技术的主要指标，其除了与光催化剂本身的性质有关外，光源利用率也是影响光催化效率的重要因素。

目前，光催化反应主要以氙灯为光源，在单独的反应试管中进行光催化反应，固定床催化剂固定于反应池内，光源一般置于反应池前方，大部分入射光照射到固定床催化剂面向光源的一面，背向光源面的催化剂光照强度明显降低，使催化剂展示出的光催化效率远低于光源充分利用的情况，导致光源和催化剂利用率低，光催化效率低。

此外，通常实验室光催化反应中，一个光源只对应一个光催化反应池，光源利用率低，且反应过程不易观察反应进度，需要将反应停止后才能取出溶液测量浓度，操作繁琐；因此，设计一种能够提高光源利用率和光催化效率，且便于观察和检测光催化反应进度的观察光催化反应装置在光催化降解水体有机污染物领域具有重要意义。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种降解水体有机污染物的新型光催化反应装置，旨在解决上述背景技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型降解水体有机污染物的新型光催化反应装置，包括反应箱、光催化体系、磁力搅拌器、固定床旋转器、蠕动泵和样品瓶，所述光催化体系置于反应箱内，光催化体系主体包括多孔试管架、光源、反应试管，以及位于反应试管中的固定床催化剂和转子，光源位于多孔试管架的中央，多孔试管架设有多个试管孔，在试管孔中插置有反应试管，多孔试管架由4根均布的支撑柱固定，支撑柱一端固定多孔试管架，另一端连接磁力搅拌器工作盘，磁力搅拌器工作盘位于光催化体系下方，磁力搅拌器的底座设有转速旋钮，固定床旋转器由控制器、旋转电机和固定床催化剂夹片组成，控制器位于反应箱外部，旋转电机位于反应箱内顶部，固定床催化剂夹片与所述固定床催化剂连接，蠕动泵的前端蠕动泵管进水口位于反应试管底部，后端蠕动泵管连接样品瓶。

优选的，所述反应箱外壳为不锈钢材质，上述反应箱的内壁覆设有反光玻璃，所述反应箱的箱门上装有可视窗口，所述可视窗口为有色玻璃。

优选的，上述光催化体系的多孔试管架为圆环形，所述多孔试管架上具有6个或8个的试管孔，多孔试管架材质为有机玻璃、不锈钢或亚克力。

优选的，上述固定床旋转器由控制器、旋转电机和固定床催化剂夹片组成，所述旋转电机速度可控，所述固定床催化剂夹片为亚克力或聚四氟乙烯材质，设有1-3个用于夹持固定床催化剂的条形卡槽。

优选的，上述转子受到磁力搅拌器的驱动，起到在反应试管中搅拌溶液。

优选的，所述反应箱侧面装有风扇，用于控制反应箱内温度。

优选的，所述光源为氙灯或LED灯，可拆卸置于多孔试管架的中央；

优选的，所述反应试管由石英玻璃制成；

优选的，所述固定床旋转器的旋转电机转速为0-100rpm可调；

优选的，所述蠕动泵管为硅胶软管，内径范围为1-5mm；

优选的，所述样品瓶为液相色谱进样瓶、玻璃瓶或塑料瓶，体积为1-5mL；

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1. 反应箱内壁设有反光玻璃，可以将照射到内壁上的光线反射到反应溶液中，提高光源利用率；

2. 反应箱箱门上设有可视窗口，便于观察和记录反应进度；

3. 光催化体系设有多孔圆环形试管架，可以同时进行多组光催化反应，实现了一种高通量光催化方式，提高了光源利用率和光催化效率；

4. 固定床催化剂在固定床旋转器的作用下，催化剂各个面都能均匀接收到光线，提高催化剂和光源利用率；

5. 光催化反应液在磁力搅拌器转子的作用下，反应过程中溶液可以维持均匀状态；

6. 在蠕动泵的作用下自动取样方便，可实时或阶段性检测反应液浓度，减少给实验人员带来不必要的麻烦，使用效果好。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型反应箱内部及固定床旋转器的结构示意图。

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、完整地描述。

如图1和图2所示，一种降解水体有机污染物的新型光催化反应装置，包括：反应箱1、光催化体系2、磁力搅拌器3、固定床旋转器4、蠕动泵5和样品瓶6；反应箱1侧面装有风扇11，用于散热，反应箱1的箱门12上装有可视窗口121，便于查看，光催化体系2置于反应箱1内，光催化体系2设有多孔试管架21、光源22、反应试管23、固定床催化剂24和转子25，光源22位于圆环形多孔试管架21中央（中心位置），多孔试管架21上设有6-8个试管孔211，该些试管孔211中可以设置一个或多个的反应试管23，该多孔试管架21是由4根支撑柱212固定，支撑柱212一端贯穿固接于多孔试管架21，另一端连接固定于磁力搅拌器工作盘31，每根支撑柱121分别由2个螺母213在其端部固定，实现支撑柱与多孔试管架和磁力搅拌器工作盘的连接；磁力搅拌器3的工作盘31位于光催化体系2下方，磁力搅拌器3的底座32设有转速旋钮33，可以调节反应试管23中反应液里转子25的转速。

固定床旋转器4由控制器41、旋转电机42和固定床催化剂夹片43组成，控制器41位于反应箱1外部，旋转电机42位于反应箱内顶部，固定床催化剂夹片43与所述固定床催化剂24连接，固定床催化剂夹片43为亚克力或聚四氟乙烯材质，设有1-3个用于夹持固定床催化剂的条形卡槽，蠕动泵5的前端蠕动泵管51浸入反应试管23底部，后端蠕动泵管52连接样品瓶6。

如图1所示，所述反应箱1内壁为反光玻璃，可以将照射到反应箱内壁上的光线反射到反应液中，提高光源利用率。

如图1所示，所述反应箱门12设有可视窗口121，可视窗口121为有色玻璃，可以阻挡紫外光和大部分可见光，便于实验人员在安全环境下观察反应进度。

如图1和图2所示，所述光源22位于所述多孔试管架21的圆形环中央，可以将光线均匀照射到插置在试管孔211中的各反应试管23内，多孔试管架21放置一组或多组反应试管提供了一种高通量光催化方式，不仅提高光催化实验效率，而且提高了光源利用率。

如图1和图2所示，所述固定床旋转器4通过控制器41可以调节旋转电机42的转速，从而可以控制固定床催化剂24的转速，保证固定床催化剂24各个面可以在稳定旋转中均匀接收到等量光线，提高光催化效率和催化剂利用率。

如图1所示，所述蠕动泵5的前端蠕动泵管51进水口贯穿于反应液中，后端蠕动泵管52出水口与样品瓶6连接，可以实时或阶段性检测反应液浓度，无需人工取出反应试管中溶液，节约实验时间，简化操作步骤，使用效果好。

使用时，将固定床催化剂24装于固定床催化剂夹片43上，转子25提前放入反应试管23中，然后在反应试管23内装入需要降解有机污染物的溶液，将固定床催化剂24的催化剂部分完全浸入溶液中，前端蠕动泵管51进水口浸入溶液底部后，依次打开磁力搅拌器3和固定床旋转器4，设置好合适的转速，最后关好反应箱门12，打开光源22的开关，在设定时间打开蠕动泵5，将适量反应液抽取到样品瓶6中，再将前端蠕动泵管51和后端蠕动泵管52内残留的溶液通过反转蠕动泵5送至反应液中，通过检测样品瓶6中溶液浓度得出反应进度，整个光催化反应提高了光源利用率和光催化效率，且便于观察反应进度，可随时取出反应液检测浓度，使用效果好。

以上所述，仅描述了本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型精神和原则之内对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种降解水体有机污染物的新型光催化反应装置，其特征在于：包括反应箱（1）、光催化体系（2）、磁力搅拌器（3）、固定床旋转器（4）、蠕动泵（5）和样品瓶（6），所述光催化体系（2）置于反应箱（1）内，光催化体系（2）主体包括多孔试管架（21）、光源（22）、反应试管（23），以及位于反应试管（23）中的固定床催化剂（24）和转子（25），光源（22）位于多孔试管架（21）的中央，多孔试管架（21）设有多个试管孔（211），在试管孔（211）中插置有反应试管（23），多孔试管架（21）由4根均布的支撑柱（212）固定，支撑柱（212）一端固定多孔试管架（21），另一端连接磁力搅拌器工作盘（31），磁力搅拌器（3）工作盘（31）位于光催化体系（2）下方，磁力搅拌器（3）的底座（32）设有转速旋钮（33），固定床旋转器（4）由控制器（41）、旋转电机（42）和固定床催化剂夹片（43）组成，控制器（41）位于反应箱（1）外部，旋转电机（42）位于反应箱内顶部，固定床催化剂夹片（43）与所述固定床催化剂（24）连接，蠕动泵（5）的前端蠕动泵管（51）进水口位于反应试管（23）底部，后端蠕动泵管（52）连接样品瓶（6）。

2.根据权利要求1所述的一种降解水体有机污染物的新型光催化反应装置，其特征在于：所述反应箱（1）的内壁覆设有反光玻璃，所述反应箱（1）的箱门（12）上装有可视窗口（121），所述可视窗口为有色玻璃。

3.根据权利要求1所述的一种降解水体有机污染物的新型光催化反应装置，其特征在于：所述光催化体系（2）的多孔试管架（21）为圆环形，所述多孔试管架上具有6个或8个的试管孔（211），多孔试管架材质为有机玻璃、不锈钢或亚克力。

4.根据权利要求1所述的一种降解水体有机污染物的新型光催化反应装置，其特征在于：所述固定床旋转器（4）由控制器（41）、旋转电机（42）和固定床催化剂夹片（43）组成，所述旋转电机（42）速度可控，所述固定床催化剂夹片（43）为亚克力或聚四氟乙烯材质，设有1-3个用于夹持固定床催化剂的条形卡槽。

5.根据权利要求1所述的一种降解水体有机污染物的新型光催化反应装置，其特征在于：所述转子（25）受到磁力搅拌器（3）的驱动，起到在反应试管（23）中搅拌溶液。

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