PL228679B1 - Laboratoryjny przepływowy reaktor do badania reakcji fotokatalitycznych - Google Patents
Laboratoryjny przepływowy reaktor do badania reakcji fotokatalitycznychInfo
- Publication number
- PL228679B1 PL228679B1 PL411457A PL41145715A PL228679B1 PL 228679 B1 PL228679 B1 PL 228679B1 PL 411457 A PL411457 A PL 411457A PL 41145715 A PL41145715 A PL 41145715A PL 228679 B1 PL228679 B1 PL 228679B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- reactor
- cylinder
- rings
- lenses
- photocatalytic reactions
- Prior art date
Links
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 title claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest laboratoryjny przepływowy reaktor do badania reakcji fotokatalitycz-nych przeznaczony do pracy z ciekłymi reagentami.
Powszechnie znana jest technika polegająca na stosowaniu reaktorów wykorzystujących działanie promieniowana ultrafioletowego (UV) na rozmaite związki chemiczne. Ich zastosowanie jest różnorodne, np. utlenianie promieniami UV związków organicznych w celu ich rozkładu oraz synteza fotochemiczna i optymalizacja procesów fotochemicznych.
Znane jest z polskiego patentu PL 162298 rozwiązanie reaktora, który ma postać szklanego naczynia z umieszczoną w jego wnętrzu sodową lampą UV. W celu uniknięcia nagrzewania przez pracującą lampę UV przestrzeni reakcyjnej zastosowano chłodzenie wodne. Poszerzając możliwości badawcze reaktora zastosowano standardowe, szlifowane szklane złącza do połączenia z innym sprzętem laboratoryjnym. Wadą takiego rozwiązania jest znaczna objętość reaktora wymuszona rozmiarami standardowych szlifowanych szklanych złączy. Ponadto umieszczenie wewnątrz reaktora pracującej lampy UV, sprawia, że trudno jest kontrolować temperaturę w przestrzeni reakcyjnej, co w przypadku pomiarów kinetyki reakcji fotokatalitycznych może być przyczyną znacznych błędów pomiarowych.
Znane jest także z polskiego zgłoszenia patentowego P.403904 rozwiązanie laboratoryjnego reaktora do badania reakcji fotokatalitycznych zwłaszcza do układu ciekłe reagenty - stały katalizator. Reaktor ten ma postać walca z turbiną mieszalnika oraz ma blok pompy wirnikowej oraz blok do pobierania próbek reagentów. Źródłem promieniowania UV jest oświetlacz z diodami elektroluminescencyjnymi emitującymi promieniowanie ultrafioletowe (UV LED) umieszczony na ściance bocznej reaktora. W tym zgłoszeniu nie ma wzmianki o rozwiązaniu zapewniającym równomierne oświetlenie rozproszonym promieniowaniem UV całej przestrzeni reakcyjnej reaktora.
Celem niniejszego wynalazku jest uniknięcie opisanych powyżej trudności. Osiągnięto to przez skonstruowanie reaktora, w którym zastosowano pierścienie z soczewkami rozpraszającymi w przestrzeni reakcyjnej promieniowanie ultrafioletowe wytwarzane przez diody elektroluminescencyjne.
Laboratoryjny przepływowy reaktor do badania reakcji fotokatalitycznych składający się z wykonanych ze szkła kwarcowego walca zewnętrznego i walca wewnętrznego zamocowanych współosiowo w pokrywie dolnej i w pokrywie górnej tworzących przestrzeń reakcyjną oraz dwóch oświetlaczy z diodami elektroluminescencyjnymi emitującymi promieniowanie ultrafioletowe zainstalowanych na zewnątrz walca zewnętrznego i we wnętrzu walca wewnętrznego reaktora charakteryzuje się tym, że na wewnętrznej płaszczyźnie walca zewnętrznego reaktora są umieszczone pierścienie zewnętrzne z soczewkami rozpraszającymi (9) i są zamocowane naprzemiennie rozdzielone zewnętrznymi tulejkami rozdzielającymi (20) a na zewnętrznej płaszczyźnie walca wewnętrznego reaktora są umieszczone pierścienie wewnętrzne z soczewkami rozpraszającymi (21) i są zamocowane naprzemiennie rozdzielone wewnętrznymi tulejkami rozdzielającymi (22).
Zaletą umieszczenia wzdłuż głównej osi walca dwóch zespołów pierścieni zewnętrznych i pierścieni wewnętrznych z soczewkami rozpraszającymi promieniowanie ultrafioletowe jest poprawne naświetlenie przestrzeni reakcyjnej, co pozwala uniknąć gradientów promieniowania, co może wpływać na wyniki pomiarów kinetyki reakcji fotochemicznych. Naprzemienne mocowanie pierścieni zewnętrznych i wewnętrznych zmienia kierunek przepływu reagentów w przestrzeni reakcyjnej, co ułatwia ich mieszanie i pozwala uniknąć gradientów stężeń.
Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat przepływowy reaktora do badania reakcji fotokatalitycznych, na fig. 2 - schemat wewnętrznych i zewnętrznych pierścieni i tulejek dystansowych, na fig. 3 - schemat położenia diod UV LED tworzących układ oświetlający pierścienia zewnętrznego z soczewkami rozpraszającymi, na fig. 4 - schemat położenia diod UV LED tworzących układ oświetlający pierścienia wewnętrznego z soczewkami rozpraszającymi, a na fig. 5 schemat przebiegu promieni UV przez ściankę reaktora i pierścień z soczewką rozpraszającą.
Zasadniczymi elementami reaktora (fig. 1) są walec zewnętrzny (1) i walec wewnętrzny (2) wykonane ze szkła kwarcowego. Oba walce są zamocowane współosiowo w pokrywie dolnej (3) i w pokrywie górnej (4) tworząc przestrzeń reakcyjną. Walec zewnętrzny w pokrywie dolnej jest zamocowany za pomocą nakrętki (5) z uszczelką (6), a w pokrywie górnej jest zamocowany za pomocą nakrętki (7) z uszczelką (8). Natomiast walec wewnętrzny w pokrywie dolnej jest zamocowany za pomocą nakrętki (9) z uszczelką (10), a w pokrywie górnej jest zamocowany za pomocą nakrętki (11) z uszczelką (12). W pokrywie dolnej znajduje się wlot (13). który służy do napełniania reaktora reagentami. Reagenty z wlotu przez kanalik (14) i filtr (15) wpływają do przestrzeni reakcyjnej. Opuszczają przestrzeń reakcyjną przez filtr (16) i kanalik (17) do wylotu (18) umieszczonego w pokrywie górnej. Na wewnętrznej płaszczyźnie walca zewnętrznego reaktora są umieszczone pierścienie zewnętrzne z soczewkami rozpraszającymi (19) wykonane ze szkła kwarcowego. Pierścienie są rozdzielone zewnętrznymi tulejkami rozdzielającymi (20). Na zewnętrznej płaszczyźnie walca wewnętrznego reaktora są umieszczone pierścienie wewnętrzne z soczewkami rozpraszającymi (21) wykonane ze szkła kwarcowego. Te pierścienie są także rozdzielone wewnętrznymi tulejkami rozdzielającymi (22). Pierścienie zewnętrzne z soczewkami rozpraszającymi i pierścienie wewnętrzne z soczewkami rozpraszającymi są umieszczone naprzemiennie. Na zewnątrz walca zewnętrznego reaktora znajduje się zewnętrzny zespół diod UV LED (23) tworzących układ oświetlający pierścienia zewnętrznego z soczewkami rozpraszającymi. We wnętrzu walca wewnętrznego reaktora umieszczono wewnętrzny zespół diod UV LED (24) tworzących układ oświetlający pierścienia wewnętrznego z soczewkami rozpraszającymi. Oba końce walca wewnętrznego reaktora są zamknięte korkami (25) i (26), w których umieszczono przyłącza gazowe (27) i (28). Służą one do zasilania gazem chłodzącym wewnętrznego zespołu diod UV LED umieszczonego we wnętrzu walca wewnętrznego reaktora.
Na fig. 2 przedstawiono schemat pierścienia zewnętrznego z soczewką rozpraszającą (19), zewnętrznej tulejki rozdzielającej (20), pierścienia wewnętrznego z soczewką rozpraszającą (21) oraz wewnętrznej tulejki rozdzielającej (22). Wszystkie te elementy są wykonane ze szkła kwarcowego.
Schemat położenia diod UV LED tworzących układ oświetlający pierścienia zewnętrznego z soczewkami rozpraszającymi przedstawiono na fig. 3. Diody UV LED tworzą zewnętrzny zespół (23), ich światło jest kierowane przez kwarcowy walec zewnętrzny (1) do pierścienia zewnętrznego z soczewką rozpraszającą (19).
Natomiast schemat położenia diod UV LED tworzących układ oświetlający pierścienia wewnętrznego z soczewkami rozpraszającymi przedstawiono na fig. 4. Diody UV LED tworzą wewnętrzny zespół (24), ich światło jest kierowane przez kwarcowy walec zewnętrzny (2) do pierścienia zewnętrznego z soczewką rozpraszającą (21).
Schemat przebiegu promieni UV przez ściankę walca zewnętrznego (1) reaktora i pierścień z soczewką rozpraszającą Q9) z diody UV LED (23) przedstawiono na fig. 5. Analogicznie przebiegają promienie UV przez ściankę walca wewnętrznego.
Claims (2)
- Zastrzeżenie patentowe
- 1. Laboratoryjny przepływowy reaktor do badania reakcji fotokatalitycznych składający się z wykonanych ze szkła kwarcowego walca zewnętrznego i walca wewnętrznego zamocowanych współosiowo w pokrywie dolnej i w pokrywie górnej tworzących przestrzeń reakcyjną oraz dwóch oświetlaczy z diodami elektroluminescencyjnymi emitującymi promieniowanie ultrafioletowe zainstalowanych na zewnątrz walca zewnętrznego i we wnętrzu walca wewnętrznego reaktora, znamienny tym, że na wewnętrznej płaszczyźnie walca zewnętrznego reaktora są umieszczone pierścienie zewnętrzne z soczewkami rozpraszającymi (19) i są zamocowane naprzemiennie rozdzielone zewnętrznymi tulejkami rozdzielającymi (20) a na zewnętrznej płaszczyźnie walca wewnętrznego reaktora są umieszczone pierścienie wewnętrzne z soczewkami rozpraszającymi (21) i są zamocowane naprzemiennie rozdzielone wewnętrznymi tulejkami rozdzielającymi (22).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL411457A PL228679B1 (pl) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | Laboratoryjny przepływowy reaktor do badania reakcji fotokatalitycznych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL411457A PL228679B1 (pl) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | Laboratoryjny przepływowy reaktor do badania reakcji fotokatalitycznych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL411457A1 PL411457A1 (pl) | 2016-09-12 |
| PL228679B1 true PL228679B1 (pl) | 2018-04-30 |
Family
ID=56855136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL411457A PL228679B1 (pl) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | Laboratoryjny przepływowy reaktor do badania reakcji fotokatalitycznych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL228679B1 (pl) |
-
2015
- 2015-03-03 PL PL411457A patent/PL228679B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL411457A1 (pl) | 2016-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Satuf et al. | Simple method for the assessment of intrinsic kinetic constants in photocatalytic microreactors | |
| US9821289B2 (en) | Microreactor for photoreactions | |
| Guba et al. | Rapid prototyping for photochemical reaction engineering | |
| Ahmed et al. | Phenol degradation of waste and stormwater on a flat plate photocatalytic reactor with TiO2 on glass slide: An experimental and modelling investigation | |
| CN102019161A (zh) | 一种多通道光催化反应装置 | |
| SG10201801823UA (en) | Multi-color fluorescent excitation and detection device and nucleic acid analysis apparatus employing same | |
| Duran et al. | Computational fluid dynamics modeling of immobilized photocatalytic reactors for water treatment | |
| Pinto et al. | A low-cost lab-on-a-chip device for marine pH quantification by colorimetry | |
| CN104492358A (zh) | 一种光催化反应器 | |
| Coenen et al. | Modeling and geometry optimization of photochemical reactors: Single-and multi-lamp reactors for UV–H2O2 AOP systems | |
| Zheng et al. | Cloud-inspired multiple scattering for light intensified photochemical flow reactors | |
| Elyasi et al. | Simulation of UV photoreactor for degradation of chemical contaminants: model development and evaluation | |
| Vezzoli et al. | Investigation of phenol degradation: True reaction kinetics on fixed film titanium dioxide photocatalyst | |
| Rodríguez-Ruiz et al. | Uranium (VI) on-chip microliter concentration measurements in a highly extended UV–visible absorbance linearity range | |
| PL228679B1 (pl) | Laboratoryjny przepływowy reaktor do badania reakcji fotokatalitycznych | |
| Schuurmans et al. | Interaction of light with gas–liquid interfaces: influence on photon absorption in continuous-flow photoreactors | |
| Gaulhofer et al. | Enhancing mass transport to accelerate photoreactions and enable scale-up | |
| Zhang et al. | A scalable light-diffusing photochemical reactor for continuous processing of photoredox reactions | |
| RU130600U1 (ru) | Устройство для дезинфекции воды | |
| DOP2013000100A (es) | Un novedoso sistema para la adsorcion y separacion de impurezas en gases suspendidos de gases efluentes y de tal modo, la recuperacion del valor añadido de productos. | |
| RU80240U1 (ru) | Проточная спектрофотометрическая кювета | |
| US20230226234A1 (en) | Decontamination using ultraviolet (uv) light system and method for decontaminating liquids using ultraviolet (uv) light system in combination with an advance oxidation process | |
| Lopez et al. | Wireless μLED packed beds for scalable continuous multiphasic photochemistry | |
| BRPI0513018A (pt) | microlaboratório para a análise de fluidos biológicos usando luz branca como fonte de emissão | |
| RU153835U1 (ru) | Устройство экспресс-анализа качества очищаемой воды |