CZ2003903A3 - Zařízení na výrobu singletového kyslíku a způsob výroby tohoto zařízení - Google Patents

Description

-Způsob-a· |ařízení na výrobu singletového kyslíku

Oblast techniky

Vynález se vztahuje na zařízení na výrobu singletového kyslíku v předvýznakové části nároku 1 uvedeného druhu, jakož na způsob výroby plochy navrstvené barvivém pro takovéto zařízení. Zařízení na výrobu singletového kyslíku tohoto druhu je známé z WO97/29044 Al. U tohoto zařízení se vytváří komora, která má dvě ohraničovací plochy, z nichž jedna propouští světlo, zatímco druhá je navrstvená světelným zářením aktivovatelným barvivém. Tato barvivém navrstvená plocha se ozařuje světlem ze zdroje světla, který je uspořádán v sousedství plochy propouštějící světlo. Světelným zdrojem je přednostně halogenová lampa, přičemž světlo propouštějící plocha vyfiltruje určitou část záření, takže se docílí záření s určitým frekvenčním spektrem. Toto světelné záření působí na barvivo nalézající se na barvivém navrstvené ploše, přičemž se po této ploše proudící kyslík uvede do aktivovaného stavu, aby se vytvořil singletový kyslík. Vrstva barviva se nanáší na zdrsněný nebo mikropóry vykazující povrch kinetickou, termickou nebo chemickou separací. Účinnost tohoto známého zařízení je však nízká, a výroba barvivém navrstvené plochy je velmi nákladná, přičemž se používáním halogenové lampy navíc vytváří značné teplo.

Z US-4 579 837 A je dále známo nanášení více vrstev polykrystalického organického barviva, jako je například trypaflavin, eosin nebo tetrazen, na substrát. I zde je výroba barvivém navrstvené plochy velmi nákladná.

• · ······· 9 *

Podstata vynálezu

Je úkolem vynálezu vytvořit zařízení jakož i způsob úvodem uvedeného druhu, které umožní výrobu singletového kyslíku s vysokou účinností při nízkých nákladech.

Tento úkol je řešen znaky uvedenými v nároku 1. Výhodná provedení a rozpracování vynálezu vyplývají z příslušných závislých nároků.

U vynálezeckého zařízení se zapracuje jedna jediná vrstva barviva tlakem a třením v leštícím procesu do jemných pórů na povrchu substrátu, přičemž je povrch jemně zdrsněn a barvivo se zapracovává leštěním do prohlubní jemně zdrsněné plochy. Hloubka prohlubní nebo pórů určuje tloušťku vrstvy barviva. Tímto způsobem se docílí, že náklad na výrobu barvivém navrštvené plochy je velmi nízký. Dále při tomto způsobu nedochází k poškozování vlastností barviva.

Aktivování barviva se provádí přednostně světelnými diodami, jejichž emisní vlnová délka je přizpůsobena absorpčnímu maximu u níže uvedených barviv a převážně leží v rozsahu 600 až 680 nm, tedy rozsahu, pro který jsou k dispozici běžně obchodované světelné diody s relativně úzkými rozsahy vlnových délek.

Že se pro aktivování barviva mohou používat obvykle obchodované světelné diody znamená, že se jednak docílí jednoduchá a levná konstrukce a jednak se na základě vysokého stupně působení světla takových světelných diod dosáhne vysoký stupeň účinnosti zařízení.

Barvivém může býti například ftalozyanin, bengálská červeň, porfyrin nebo eosin.

metylenová modř,

Substrátem může býti přednostně deska z plexiskla, deska ze skla nebo také kovová deska s isolovaným povrchem, například eloxovaná hliníková deska.

Pro rovnoměrné rozdělení barviva se toto rozpustí v rozpouštědle a rozdělí se v elektromagnetickém poli rovnoměrně na ploše, nebo se substrát elektrostaticky nabije a barvivo se nanáší rozprášením.

Pro dosažení prohlubní nebo pórů může býti substrát zdrsněn pískováním.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude v následném pomocí na výkrese znázorněných příkladů provedení ještě blíž vysvětlen. Na výkrese ukazují:

Obr.l způsob provedení zařízení pro aktivaci vzduchu.

Obr.2 způsob provedení zařízení pro aktivaci kapalin.

Příklady provedení vynálezu

Na obrázku 1 znázorněné provedení zařízení se skládá ze skřínky 1, která má ve znázorněném příkladu provedení válcovitý průřez, může však býti i protáhlé nebo mít i jiný průřez. Tato skřínka vytváří komoru, která je ohraničená první plochou 4_, kterou tvoří krycí sklíčko nebo jiná světlo propouštějící deska, a barvou navrstvenou druhou plochou 6. Mezi krycím sklíčkem 4 a barvou nanesenou plochou 6 může býti uspořádána rozpěrka 5_, která způsobuje, že komorou vedený kyslík nebo kyslík obsahující plyn se dostává do těsného kontaktu s navrstvenou plochou 6.

• · · · · ·

Na od navrstvené plochy 6 odvrácené straně krycího sklíčka 4 je uspořádaná deska 2 s tištěnými spoji,která je opatřená světelnými diodami fy osvětlujícími krycím sklíčkem £ barvivo na ploše 6.

Plocha 6 se navrstvuje barvivém tak, že tato plocha tvoří povrch substrátu, že je jemně zdrsněná a proto opatřená mikropóry, do kterých se tlakem a leštěním zapravuje barvivo.

Pro dosažení jemného rozptylu barviva na navrstvené ploše 6 se může barvivo buď rozpustit ve vhodném rozpouštědle a pak rovnoměrně rozdělit na ploše v elektromagnetickém polí, nebo se substrát elektrostaticky nabije a nanese se rozprášené barvivo, přičemž elektrostatický náboj přitahuje práškové barvivo, takže vznikne na povrchu rovněž rovnoměrné tenké rozdělení částeček barviva.

V obou případech se povrch následně leští, takže vzniká stabilní rovnoměrná přilnavost barviva na jemně zdrsněném povrchu.

Barvivém jsou zejména ftalozyanin, porfyrin a eosin. Tato barviva mají maximální rozsah absorpčních vlnových délek přibližně mezi 600 a 680 nm, přičemž světelné diody, jejichž emise světla leží v tomto vlnovém rozsahu, jsou obchodně beze všeho dosažitelné. Budící vrchol singletového kyslíku , tj. při návratu kyslíku do základního stavu se uvolňující energie, leží u 634,3 nm. Budící energie pro kyslík by měla přednostně míti kratší vlnovou délku než 634,3 nm.

Na světelným zářením světelných diod buzeném povrchu barviva pak dochází k exitonním srážkám s kyslíkovými molekulami obsaženými v plynu proudícím komorou, přičemž od jádra vzdálené elektrony kyslíkových molekul reagují skoky na • · nejbližší neúplně obsazené dráhy elektronů, čímž vzniká stav singletového kyslíku.

Kyslík obsahující plyn nebo čistý kyslík se může do komory vytvořené mezi krycím sklíčkem a barvivém navrstvenou plochou 6 přivádět vpustí 7_ a odvádět výpustí 8, jak to je znázorněno na obrázku 1.

U provedení znázorněného na obrázku 2 jsou vynechány vpust a výpust plynu a používá se světlo propouštějící substrát, nad kterým se nalézá kyslík obsahující plyn. Strana substrátu nenavrstvená barvivém je v přímém kontaktu s povrchem tělesa 9 nebo kapaliny která má býti zasažena exitony vytvořenými světelným zářením v barvivu.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení na výrobu singletového kyslíku se skříní (1) vytvářející komoru, která má minimálně dvě protilehlé plochy, z nichž jedna plocha (4) propouští světlo, zatímco druhá plocha (6) je opatřená světlem aktivovatelným barvivém, a se světelným zdrojem (3) pro ozařování barvivém navrstvené plochy (6), vyznačuj ící se t í m , že barvivém navrstvená plocha (6) je tvořená substrátem s jemně zdrsněnou plochou, a že barvivo je zapraveno do prohlubní jemně zdrsněné plochy leštěním.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že světelný zdroj je tvořen světelnými diodami (3) jejichž emise světla má vlnovou délku, která leží v rozsahu maximální absorpce záření barviva na navrstvené ploše (6).
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj ící se t í m , že barvivém je ftalozyanin.
4. 4. Zařízení podle nároku 3,v yznačujíc se tím, že barvivém je zelený ftalozyanin.
5. 5. Zařízení podle nároku 3,vyznačující se tím, že barvivém je modrý ftalozyanin.
6. 6. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj ící se t í m , že barvivém je metylénová módř.

   • · · ·· ···· • · · · · · • · · · · · · • · ······· · ·
7. 7. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj ící se t í m , že barvivém je bengálská červeň.
8. 8. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj ící se t í m , že barvivém je porfyrin.
9. 9. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj ící se tím, že barvivém je eosin.
10. 10. Zařízení podle aspoň jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že emise světla světelných diod leží ve spektrálním rozsahu mezi přibližně 600 a 680 nm.

    11. Zařízení podle aspoň jednoho z předešlých nároků, vy — deska znač z plexis ují kla. c í se t í m , že substrátem je 12. Zařízení podle aspoň jednoho z nároků 1 až 11, vy z na- č u j í deska. c í s e tím, že substrátem je skleněná 13. Zařízení podle aspoň jednoho z nároků 1 až 11, vy z na- č u j í c í s e tím, že substrátem je eloxovaná

    hliníková deska.
11. 14. Způsob výroby barvivém navrstvené plochy pro zařízení podle jednoho z předešlých nároků, vyznačuj ící se t í m , že se substrát opatří jemně zdrsněným povrchem, na kterém se barvivo rovnoměrně rozdělí a působením tlaku a leštěním se zapraví do pórů jemně zdrsněné plochy.

    ·· ·
12. 15. Způsob podle nároku 14, vyznaču j i c í se tím, že barvivo se pro rovnoměrné rozdělení rozpustí v rozpouštědle a rozdělí se rovnoměrně na ploše v elektromagnetickém poli.
13. 16. Způsob podle nároku 14, vyznačuj ící se tím, že se pro rovnoměrné rozdělení barviva elektrostaticky nabije substrát a na tento se nanese rozprášené barvivo.
14. 17. Způsob podle aspoň jednoho z nároků 14 až 16, vyznačující se tím, že se jako substrát použije umělohmotná deska, která se pískováním zdrsní.