CN220367261U - 用于测试光催化降解有机污染物的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及用于测试光催化降解有机污染物的装置，该装置包括：设置有反应室的暗箱、设置有进水口和出水口的低温恒温槽、设置有进水口和出水口的光源冷却恒温水槽、光源控制器，反应室内设置有磁力搅拌器和光源，光源通过支撑架设置于反应室上部，磁力搅拌器设置于反应室下部，磁力搅拌器上设置有双层夹套烧杯，双层夹套烧杯通过进水管和出水管与低温恒温槽的进水口和出水口连接，光源被双层石英冷阱包裹并通过进水管和出水管连接光源冷却恒温水槽的进水口和出水口；光源还通过导线连接光源控制器。本实用新型成本低、效果好、易操作，可以给暗反应光催化阶段提供良好的避光的环境，还可以人为控制降解反应温度。
Description
技术领域
本实用新型属于水体净化领域，涉及一种用于测试光催化降解有机污染物的装置。
背景技术
工业污水和生活污水中存在的污染物主要包括有机污染物、无机离子、固体颗粒或胶体、微生物等。其中有机污染物废水是极难处理的工业废水，多年来世界各国为此投入了大量的人力、物力进行多项研究。传统的有机污染物废水处理技术主要有物理吸附法、化学法、物化法、生化法和电化学法等，但往往处理效率低且代价昂贵。因此，面对严峻的水体污染治理问题，探索新的环境友好、经济实用的新型处理方法成为当前一项非常重要的内容。
随着光催化技术的不断发展，将光催化技术应用于处理水污染问题的研究也逐渐兴起。其中，纳米TiO2作为一种光催化材料，因其化学性质稳定、催化活性高、降解率高、可重复使用、对环境无害、绿色环保等优点，成为光催化技术中常用的光催化材料之一。近几年将光催化TiO2材料用于降解有机污染物废水已取得良好的成果。
随着纳米光催化材料的不断发展，对于测试光催化材料降解有机污染物的装置也越来越多，例如CN106315751A公开了一种光催化降解有机染料的方法，CN207158837U公开了一种多功能催化装置等。然而，目前的光催化降解有机污染物检测装置在试验过程中温度问题和暗反应处理阶段遮光问题等条件尚无法完全控制，导致检测过程中得出的结果可信度会降低。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种成本低、效果好、易操作的测试光催化材料降解有机污染物的试验装置，该装置可以对光照强度、反应过程中产生的热量以及暗反应阶段的遮光等方面进行调节控制，以期望达到准确控制反应环境，提高检测准确性的目的，此外，暗箱内部还设置有波纹状突起，可以增加光反射，更好的用于有机物降解。
为了达到以上目的，本实用新型采用以下技术方案：
用于测试光催化降解有机污染物的装置，包括：设置有反应室的暗箱、设置有进水口和出水口的低温恒温槽、设置有进水口和出水口的光源冷却恒温水槽、光源控制器，所述的反应室内设置有磁力搅拌器和光源，所述的光源通过支撑架设置于反应室上部，所述的磁力搅拌器设置于反应室下部，磁力搅拌器上设置有双层夹套烧杯，双层夹套烧杯通过进水管和出水管与低温恒温槽的进水口和出水口连接，所述的光源被双层石英冷阱包裹并通过进水管和出水管连接光源冷却恒温水槽的进水口和出水口；所述的光源还通过导线连接光源控制器。光源控制器连接光源用于控制光源的开关。
根据本实用新型，优选的，所述的暗箱内壁设置有波纹状突起，波纹状突起能够增加光反射，可以更好的在光环境下催化反应；
根据本实用新型，优选的，所述的暗箱侧壁设有换气扇，换气扇的设置可以加速反应室内新鲜空气的流通；进一步优选的，换气扇设置在暗箱侧壁的上部；
优选的，所述的换气扇通过导线连接光源控制器，用于控制换气扇的开关；
根据本实用新型，优选的，所述的暗箱内部还设置有插座并连接电源，供磁力搅拌器和换气扇工作时使用；
根据本实用新型，优选的，所述的暗箱正面设置有暗箱门，所述的暗箱门上设置有门把手和观察窗；暗箱门通过门把手可自由开关，方便试验开始时放置烧杯，而观察窗便于观察内部反应情况；
优选的，所述的暗箱门上还设置有定时器，可以在试验过程中设置反应时间或取样时间；优选的，定时器通过导线连接光源控制器，用于控制定时器的开关；
根据本实用新型，优选的，所述的光源为氙灯，进一步优选的，氙灯功率为100-1000w，可连续调节；
优选的，所述的支撑架固定于暗箱顶部，所述双层石英冷阱通过支撑架悬挂于反应室上方，双层石英冷阱内放置光源；
优选的，所述的支撑架可自有伸缩，试验过程中可以根据要求任意调节支撑架高度，以获取不同高度的光源照射；
根据本实用新型，优选的，所述的暗箱侧壁设有圆孔，所述圆孔内设置有伸缩支架，所述的伸缩支架位于光源和双层夹套烧杯之间，伸缩支架上设置有滤波片；当试验过程中不需要滤波片时，伸缩支架可以自由收缩，将滤波片移到一边，不影响试验正常进行。
根据本实用新型，优选的，所述圆孔内放置有胶头滴管，所述胶头滴管呈90度弯曲形态，便于在双层夹套烧杯内取样；
根据本实用新型，优选的，低温恒温槽上设置有电源、循环、制冷、升温、降温、设置按钮，所述的光源冷却恒温水槽上设置有开关、循环、制冷、设置按钮，所述的光源控制器上设置有定时器开关、氙灯开关、换气扇开关、功率按钮。所述磁力搅拌器上设有开关按钮、转速调节旋钮和转速显示屏，可以使样品充分均匀受光；
根据本实用新型，优选的，所述的暗箱和暗箱门均为不锈钢构件，不锈钢材质耐腐蚀性强，可以长久使用；进一步优选的，所述暗箱尺寸为：50cm×50cm×80cm；
根据本实用新型，优选的，连接光源冷却恒温水槽的进水管和出水管直径为2cm，距反应室的底部距离为40cm；进水管和出水管与光源冷却恒温水槽相连接，形成冷却水循环回路，为试验提供一个冷热受控、温度均匀恒定的场所；
优选的，连接低温恒温槽的进水管直径为2cm，距反应室的底部距离为30cm；连接低温恒温槽的出水管直径为2cm，距反应室的底部距离为25cm；进水管和出水管与低温恒温槽相连接，可通入冷却水循环维持反应温度；
根据本实用新型，试验时污染物和光催化材料置于双层夹套烧杯中。
本实用新型的有益效果：
1.本实用新型通过支撑架将氙灯悬挂于反应室上部，氙灯通过导线与光源控制器相连接，可以根据不同的环境条件人为调整氙灯功率，此外，还可以对氙灯的位置进行调控，便于比较有机污染物在不同光源强度下的光催化效果。
2.本实用新型可以人为控制反应温度，光源冷却恒温水槽通过进水管和出水管与双层石英冷阱相连接，低温恒温槽通过进水管和出水管与双层夹套烧杯相连接，通过通入冷却水，解决氙灯和磁力搅拌器工作时产生的热量问题。
3.本实用新型中，反应室内部侧壁上设置有换气扇，换气扇可将反应室内的气体排出去，将室外的新鲜空气抽到室内，让室内保持充足的新鲜空气，提高烧杯内有机污染物与催化材料的接触率，提高了光催化测试效能。
4.本实用新型中，可将反应室内壁波纹状突起设置成防辐射材料，左侧壁设有胶头滴管，暗反应试验完成后，通过观察箱观察内部情况，然后用胶头滴管取样，取样完成后，在不用打开暗箱门的情况下，进行加光测试，使得光催化测试所受外界环境干扰小，可不间断的进行试验。
附图说明
图1为本实用新型装置的主体结构示意图。
图2为本实用新型中低温恒温槽的后视图。
图3为本实用新型装置中暗箱的结构示意图。
其中，1为暗箱，2为反应室，3为光源，4为双层石英冷阱，5为支撑架，6为导线，7为光源控制器，8为滤波片，9为伸缩支架，10为换气扇，11为低温恒温槽，12为进水管，13为出水管，14为光源冷却恒温水槽，15为磁力搅拌器，16为双层夹套烧杯，17为胶头滴管，18为圆孔，19为门把手，20为暗箱门，21为观察窗，22为定时器，23为波纹状突起。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型，下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
如图1-3所示，用于测试光催化降解有机污染物的装置，包括：设置有反应室2的暗箱1、设置有进水口和出水口的低温恒温槽11、设置有进水口和出水口的光源冷却恒温水槽14、光源控制器7，所述的反应室2内设置有磁力搅拌器15和光源3，所述的光源3通过支撑架5设置于反应室2上部，所述的磁力搅拌器15设置于反应室2下部，磁力搅拌器15上设置有双层夹套烧杯16，双层夹套烧杯16通过进水管12和出水管13与低温恒温槽11的进水口和出水口连接，所述的光源3被双层石英冷阱4包裹并通过进水管12和出水管13连接光源冷却恒温水槽14的进水口和出水口；所述的光源3还通过导线6连接光源控制器7。光源控制器7连接光源3用于控制光源3的开关。
本实施例中，所述的光源3为氙灯，氙灯功率为100-1000w，可连续调节。
所述的支撑架5固定于暗箱1顶部，所述双层石英冷阱4通过支撑架5悬挂于反应室2上方，双层石英冷阱4内放置光源3。
所述的支撑架5可自由伸缩，试验过程中可以根据要求任意调节支撑架高度，以获取不同高度的光源照射。
本实施例中，低温恒温槽11上设置有电源、循环、制冷、升温、降温、设置按钮，所述的光源冷却恒温水槽14上设置有开关、循环、制冷、设置按钮，所述的光源控制器7上设置有定时器开关、氙灯开关、换气扇开关、功率按钮。所述磁力搅拌器15上设有开关按钮、转速调节旋钮和转速显示屏，可以使样品充分均匀受光。
本实施例中，所述的暗箱1正面设置有暗箱门20，所述的暗箱门20上设置有门把手19和观察窗21；暗箱门20通过门把手19可自由开关，方便试验开始时放置烧杯，而观察窗21便于观察内部反应情况；所述的暗箱1和暗箱门20均为不锈钢构件，不锈钢材质耐腐蚀性强，可以长久使用；所述暗箱1尺寸为：50cm×50cm×80cm。
本实施例中，连接光源冷却恒温水槽14的进水管12和出水管13直径为2cm，距反应室2的底部距离为40cm；进水管12和出水管13与光源冷却恒温水槽14相连接，形成冷却水循环回路，为试验提供一个冷热受控、温度均匀恒定的场所。
连接低温恒温槽11的进水管12直径为2cm，距反应室2的底部距离为30cm；连接低温恒温槽11的出水管13直径为2cm，距反应室2的底部距离为25cm；进水管12和出水管13与低温恒温槽11相连接，可通入冷却水循环维持反应温度。
试验时污染物和光催化材料置于双层夹套烧杯16中。
实施例2
如实施例1所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，不同的是：
所述的暗箱1内壁设置有波纹状突起23，波纹状突起23能够增加光反射，可以更好的在光环境下催化反应。
实施例3
如实施例1或2所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，不同的是：
所述的暗箱1侧壁设有换气扇10，换气扇10的设置可以加速反应室2内新鲜空气的流通；换气扇10设置在暗箱1侧壁的上部。
所述的换气扇10通过导线6连接光源控制器7，用于控制换气扇10的开关。
所述的暗箱1内部还设置有插座并连接电源，供磁力搅拌器15和换气扇10工作时使用。
实施例4
如实施例1或2或3所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，不同的是：
所述的暗箱门20上还设置有定时器22，可以在试验过程中设置反应时间或取样时间，定时器22通过导线6连接光源控制器7，用于控制定时器22的开关。
实施例5
如实施例1或2或3或4所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，不同的是：
所述的暗箱1侧壁设有圆孔18，所述圆孔18内设置有伸缩支架9，所述的伸缩支架9位于光源3和双层夹套烧杯16之间，伸缩支架9上设置有滤波片8，当试验过程中不需要滤波片8时，伸缩支架9可以自由收缩，将滤波片8移到一边，不影响试验正常进行。
实施例6
如实施例5所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，不同的是：
所述圆孔18内放置有胶头滴管17，所述胶头滴管17呈90度弯曲形态，便于在双层夹套烧杯16内取样。
本实用新型测试的工作过程如下：
步骤一：打开暗箱门20，清洗双层夹套烧杯16，清洗时不用拔掉冷却水管，然后放回原处；
步骤二：打开光源冷却水恒温槽14开关，按下“循环”、“制冷”2个按钮，按下“设置”按钮，通过上下键设置温度，然后再按下“设置”按钮，退出设置状态；
步骤三：打开低温恒温槽11背面的3个开关，将温度设置到与光源冷却水恒温槽14温度相同；
步骤四：打开光源控制器7面板上“换气扇”开关，调整换气扇功率；
步骤五：将30mg光催化剂分散于30mL待测试有机染料(20mg/L)的双层夹套烧杯16中，放入磁力搅拌子，打开磁力搅拌器15开关，调整到合适的转速，然后关紧暗箱门20；
步骤六：打开光源控制器7面板上“定时器”开关，设置反应时间，暗处理40分钟，通过观察窗21，在10、20、30、40分钟用胶头滴管17准确地在双层夹套烧杯16内取样，取样过程中要当前时间；
步骤七：打开光源控制器7面板上“氙灯”开关，调整氙灯功率，氙灯功率为300w，继续设置反应时间，持续搅拌，分别在反应10、20、30、40分钟时取样；
步骤八：试验结束后，断开光源3、磁力搅拌器15、换气扇10、光源冷却水恒温水槽14和低温恒温槽11等电源，打开暗箱门20，将双层夹套烧杯16取出，清洗双层夹套烧杯16和胶头滴管17，将低温恒温槽11内的水排除干净，整理试验仪器。
Claims (10)
1.用于测试光催化降解有机污染物的装置，其特征在于，该装置包括：设置有反应室的暗箱、设置有进水口和出水口的低温恒温槽、设置有进水口和出水口的光源冷却恒温水槽、光源控制器，所述的反应室内设置有磁力搅拌器和光源，所述的光源通过支撑架设置于反应室上部，所述的磁力搅拌器设置于反应室下部，磁力搅拌器上设置有双层夹套烧杯，双层夹套烧杯通过进水管和出水管与低温恒温槽的进水口和出水口连接，所述的光源被双层石英冷阱包裹并通过进水管和出水管连接光源冷却恒温水槽的进水口和出水口；所述的光源还通过导线连接光源控制器。
2.根据权利要求1所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，其特征在于，所述的暗箱内壁设置有波纹状突起。
3.根据权利要求1或2所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，其特征在于，所述的暗箱侧壁设有换气扇，所述的换气扇通过导线连接光源控制器。
4.根据权利要求3所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，其特征在于，所述的暗箱内部还设置有插座并连接电源。
5.根据权利要求1所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，其特征在于，所述的暗箱正面设置有暗箱门，所述的暗箱门上设置有门把手和观察窗。
6.根据权利要求5所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，其特征在于，所述的暗箱门上还设置有定时器，定时器通过导线连接光源控制器。
7.根据权利要求1所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，其特征在于，所述的光源为氙灯。
8.根据权利要求1所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，其特征在于，所述的支撑架为可自由伸缩支撑架。
9.根据权利要求1所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，其特征在于，所述的暗箱侧壁设有圆孔，所述圆孔内设置有伸缩支架，所述的伸缩支架位于光源和双层夹套烧杯之间，伸缩支架上设置有滤波片。
10.根据权利要求9所述的用于测试光催化降解有机污染物的装置，其特征在于，所述圆孔内放置有胶头滴管，所述胶头滴管呈90度弯曲形态。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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