RU186501U1 - Spectrophotometric Flow Cell Device - Google Patents
Spectrophotometric Flow Cell Device Download PDFInfo
- Publication number
- RU186501U1 RU186501U1 RU2018128285U RU2018128285U RU186501U1 RU 186501 U1 RU186501 U1 RU 186501U1 RU 2018128285 U RU2018128285 U RU 2018128285U RU 2018128285 U RU2018128285 U RU 2018128285U RU 186501 U1 RU186501 U1 RU 186501U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- washers
- spectrophotometric
- flow cell
- flow
- viton
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Measuring Cells (AREA)
Abstract
Устройство спектрофотометрической проточной кюветы для точных и быстрых спектрофотометрических исследований в проточном поле, состоящее из двух прижимных титановых шайб с витоновыми прокладками, и двух расположенных между ними рабочих титановых шайб с витоновой прокладкой, и из фторопластовых сердечников, впрессованных в каждую из шайб.Устройство спектрофотометрической проточной кюветы позволяет работать в агрессивных средах, контролировать длину оптического пути и расширяет диапазон измеряемых концентраций веществ. 11 ил.A spectrophotometric flow cell device for accurate and fast spectrophotometric studies in the flow field, consisting of two titanium pressure washers with viton gaskets and two working titanium washers with a viton gas spacing between them, and fluoroplastic cores pressed into each of the washers. cuvettes allow you to work in aggressive environments, control the optical path length and expand the range of measured concentrations of substances. 11 ill.
Description
Заявляемая полезная модель относится к области измерительной техники, в частности, к устройствам для снятия спектра веществ, и может быть использована для точных и быстрых спектрофотометрических исследований в проточном поле.The inventive utility model relates to the field of measurement technology, in particular, to devices for recording a spectrum of substances, and can be used for accurate and fast spectrophotometric studies in a flow field.
Проточные кюветы используются для измерения анализируемой среды с непрерывным потоком. Существуют самые разнообразные конструкции проточных элементов, которые зависят от условий и места применения кюветы. Проточные кюветы нашли применения в электрохимических и спектрофотометрических исследованиях в химии, медицине и других отраслях науки.Flow cells are used to measure a continuous flow medium. There are a variety of designs of flow elements, which depend on the conditions and place of application of the cell. Flow cells were used in electrochemical and spectrophotometric studies in chemistry, medicine and other branches of science.
Известно устройство, содержащее корпус с измерительным проточным каналом в виде никелевого капилляра с отполированной внутренней поверхностью для многократного отражения оптического излучения (патент России RU 96974 U1).A device is known comprising a housing with a measuring flow channel in the form of a nickel capillary with a polished inner surface for multiple reflection of optical radiation (Russian patent RU 96974 U1).
Также существует устройство, состоящее из двух прозрачных пластин с двумя отверстиями в одной из них, дополнительно содержащее прокладку из герметизирующего материала, кольцеобразные капсулу и прижимную крышку (патент России RU 94037116 А).There is also a device consisting of two transparent plates with two holes in one of them, additionally containing a gasket of sealing material, an annular capsule and a pressure cap (Russian patent RU 94037116 A).
Наиболее близким по техническому решению является проточная кювета, имеющая Z-образный канал для снятия спектрофотометрических данных (патент России RU 80240 U1, прототип). Прототип состоит из корпуса и плоскопараллельных оптических пластин, дополнительно снабженных основанием, выполненным из фторопласта в виде параллелепипеда, которое герметично заключено между плоскопараллельными оптическими пластинами. Основание имеет два канала. Один из каналов предназначен для ввода и вывода анализируемой жидкости и выполнен по Z-образной схеме, вход и выход которого расположены на противоположных боковых сторонах основания. Второй канал предназначен для прохождения светового луча и выполнен прямым, вход и выход которого расположены на верхней и нижней сторонах основания. Плоскопараллельные оптические пластины выполнены из кварцевого стекла. Такая конструкция проточной спектрофотометрической кюветы создает турбулентный поток анализируемой жидкости (элюата) в рабочей зоне, что препятствует попаданию в кювету пузырьков воздуха, мешающих проведению спектрофотометрического анализа.The closest in technical solution is a flow cell having a Z-shaped channel for taking spectrophotometric data (Russian patent RU 80240 U1, prototype). The prototype consists of a body and plane-parallel optical plates, additionally equipped with a base made of fluoroplastic in the form of a parallelepiped, which is hermetically enclosed between plane-parallel optical plates. The base has two channels. One of the channels is intended for input and output of the analyzed liquid and is made according to the Z-shaped scheme, the input and output of which are located on opposite sides of the base. The second channel is intended for the passage of the light beam and is made direct, the input and output of which are located on the upper and lower sides of the base. Plane-parallel optical plates are made of quartz glass. This design of a flow spectrophotometric cell creates a turbulent flow of the analyzed fluid (eluate) in the working area, which prevents air bubbles from entering the cell, which impede the spectrophotometric analysis.
Недостатками прототипа являются невозможность изменения длины оптического пути, что не позволяет измерять широкие диапазоны концентраций вещества, и незащищенность от агрессивных сред.The disadvantages of the prototype are the inability to change the length of the optical path, which does not allow to measure a wide range of concentrations of the substance, and insecurity from aggressive environments.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является проведение спектрофотометрических измерений с регулируемой длиной оптического пути в проточной химически агрессивной среде.The technical task of the proposed utility model is spectrophotometric measurements with an adjustable optical path length in a flowing chemically aggressive environment.
Для решения поставленной задачи предлагается спектрофотометрическая проточная кювета (Фиг. 1), состоящая из двух прижимных титановых шайб (1) с витоновыми прокладками (2) и двух, расположенных между ними, рабочих титановых шайб (3) с витоновой прокладкой (4) (толщина которой определяет длину оптического пути и регулируется в зависимости от оптической плотности измеряемой среды), и из фторопластовых сердечников (5, 6), впрессованных в каждую из шайб.To solve this problem, a spectrophotometric flow cell (Fig. 1) is proposed, consisting of two titanium pressure washers (1) with viton gaskets (2) and two working titanium washers (3) located between them with viton gasket (4) (thickness which determines the optical path length and is regulated depending on the optical density of the medium being measured), and from fluoroplastic cores (5, 6), pressed into each of the washers.
Во впрессованный в прижимные титановые шайбы (1) (вид сбоку - Фиг. 2, вид сверху - Фиг. 3) фторопластовый сердечник (5) при помощи резьбы (7) в отверстие (8) крепится оптический прибор Avantes AvaSpec-2048. Рабочие титановые шайбы (3) (вид сбоку - Фиг. 6, вид сверху - Фиг. 7) так же имеют фторопластовые сердечники (6) со сквозным отверстием (9), заполненным кварцевым стеклом. Через каналы (10) исследуемая жидкость подается в центр устройства. Для улучшения герметизации рабочей части спектрофотометрической проточной кюветы между прижимной и рабочей титановыми шайбами располагается витоновая прокладка (2) с центральным отверстием (11) (вид сбоку - Фиг. 4, вид сверху - Фиг. 5). Между двумя рабочими шайбами располагается витоновая прокладка (4) (вид сбоку - Фиг. 8, вид сверху - Фиг. 9), диаметр отверстия (12) которой, как и ее толщина, чуть больше, чем у витоновой прокладки (2). Все детали имеют пять сквозных отверстий (13), расположенных по окружности устройства. Устройство скрепляется пятью болтами со стороны одной из прижимных титановых шайб, до прикручивания другой прижимной титановой шайбой.The Avantes AvaSpec-2048 optical device is attached to the hole (8) pressed into the clamping titanium washers (1) (side view - Fig. 2, top view - Fig. 3) using the thread (7) in the hole (8). Working titanium washers (3) (side view - Fig. 6, top view - Fig. 7) also have fluoroplastic cores (6) with a through hole (9) filled with quartz glass. Through channels (10), the test liquid is supplied to the center of the device. To improve the sealing of the working part of the spectrophotometric flow cell between the clamping and working titanium washers, a viton gasket (2) with a central hole (11) is located (side view - Fig. 4, top view - Fig. 5). Between the two working washers there is a viton gasket (4) (side view - Fig. 8, top view - Fig. 9), the diameter of the hole (12) of which, like its thickness, is slightly larger than that of the viton gasket (2). All parts have five through holes (13) located around the circumference of the device. The device is fastened with five bolts from one of the clamping titanium washers, until the other clamping titanium washer is screwed on.
Для демонстрации работоспособности устройства спектрофотометрической проточной кюветы был проведен спектроэлектрохимический эксперимент в агрессивной среде по окислению водного раствора бромида натрия и восстановлению полученного раствора в броматной проточной редокс-батарее.To demonstrate the operability of a spectrophotometric flow cell device, a spectroelectrochemical experiment was conducted in an aggressive environment to oxidize an aqueous solution of sodium bromide and to restore the resulting solution in a bromate flow redox battery.
Процесс окисления исследуемого раствора протекает на мембранно-электродном блоке, состоящий из мембраны Nation толщиной 115 мкм, по обе стороны которой находятся катод - углеродная бумага Sigraset, и анод - платинированная углеродная бумага Fieldberg. На катод подается 0.1 М раствор NaBr в 0.2 М H2SO4 объемом 21 мл, на анод - раствор H2SO4 0,5 М объемом 20 мл (на стадии заряда проточной редокс-батареи) и молекулярный водород (на стадии разряда проточной редокс-батареи). Растворы из емкостей перекачиваются перистальтическим насосом LongerPump ВТ 100-IF в циклическом режиме со скоростью 15 мл/мин, водород подается в проточную редокс-батарею из генератора водорода со скоростью 25 л/ч. На выходе из контура для раствора натрия бромида подсоединяется проточная оптическая кювета. В данном эксперименте длина оптического пути кюветы составляет 420 мкм. Потенциостатом-гальваностатом Elins Р-50Х в гальваностатическом режиме при заряде проточной редокс-батареи накладывается ток 200 мА в течение 8000 сек, а затем - 200 мА на 6000 сек в режиме разряда. Для получения спектров исследуемого раствора используется высокочувствительный оптоволоконный спектрофотометр Avantes Avaspec-2048. Спектры регистрируются в диапазоне 200 - 1000 нм с интервалом 15 секунд. Спектры исследуемого раствора на стадиях заряда и разряда, соответствующие различным значениям пропущенного через проточную редокс-батарею заряда, представлены на Фиг. 10 и 11. Спектры строятся при длинах волн от 225 до 600 нм и оптическом поглощении от 0 до 0,6, так как именно эта область спектров представляет наибольший интерес при изучении работы броматной проточной редокс-батареи.The process of oxidation of the test solution proceeds on a membrane-electrode block, consisting of a Nation membrane 115 microns thick, on both sides of which there is a cathode - carbon paper Sigraset, and the anode - plated carbon paper Fieldberg. A 0.1 M NaBr solution in 0.2 M H 2 SO 4 with a volume of 21 ml is supplied to the cathode; a 20 ml H 2 SO 4 0.5 M solution with a volume of 20 ml (at the stage of charging the flow redox battery) and molecular hydrogen (at the stage of discharge of the flowing one) are fed to the anode redox batteries). Solutions from the tanks are pumped by a LongerPump BT 100-IF peristaltic pump in a cyclic mode at a rate of 15 ml / min, hydrogen is supplied to the flow redox battery from a hydrogen generator at a speed of 25 l / h. At the outlet of the circuit for a sodium bromide solution, a flowing optical cuvette is connected. In this experiment, the optical path length of the cell is 420 μm. With an Elins P-50X potentiostat-galvanostat in galvanostatic mode, when charging a flowing redox battery, a current of 200 mA is applied for 8000 seconds, and then 200 mA for 6000 seconds in discharge mode. Avantes Avaspec-2048 high-sensitivity fiber-optic spectrophotometer is used to obtain the spectra of the test solution. Spectra are recorded in the range 200 - 1000 nm with an interval of 15 seconds. The spectra of the test solution at the stages of charge and discharge, corresponding to various values of the charge passed through the flow redox battery, are presented in FIG. 10 and 11. Spectra are plotted at wavelengths from 225 to 600 nm and optical absorption from 0 to 0.6, since this spectral region is of the greatest interest in studying the operation of the bromate flow redox battery.
На начальном этапе стадии заряда проточной редокс-батареи бромид-анион (Вr-) окисляется до брома (Вr2), и часть Вr2 образует с Вr- трибромид-анион При этом на спектре раствора наблюдается рост пиков при длинах волн λ=267 и 400 нм, которые соответствуют, и Вr2. Пик растет быстрее, чем пик Вr2, и через некоторое время достигает верхней границы чувствительности спектрофотометра, так как коэффициент экстинкции на несколько порядков выше, чем у Вr2. При пропущенном заряде 200 Кл в системе присутствует только Вr2. Затем образующийся Вr2 окисляется сначала до гипобромит-аниона ОВr-, а потом до бромат-аниона в результате при дальнейшем пропускании заряда на спектрах мы видим уменьшение пика Вr2 и появление НОВr (об этом свидетельствует рост поглощения при λ=260 нм). не поглощает излучение в исследуемой области, о его наличии мы можем судить только по характерному участку растущей кривой в средней УФ-области спектра (λ=230-260 нм). При прохождении заряда выше 1400 Кл бром в системе присутствует только в виде At the initial stage of the charging stage of the flowing redox battery, the bromide anion (Br - ) is oxidized to bromine (Br 2 ), and part of Br 2 forms with the Br - tribromide anion In this case, peak growth is observed in the spectrum of the solution at wavelengths λ = 267 and 400 nm, which correspond to and Br 2 . Peak grows faster than the peak Br 2 , and after some time reaches the upper limit of the sensitivity of the spectrophotometer, since the extinction coefficient several orders of magnitude higher than that of Br 2 . With a missed charge of 200 C, only Br 2 is present in the system. Then, the resulting Br 2 is oxidized first to the hypobromite anion OBr - , and then to the bromate anion as a result, upon further transmission of the charge in the spectra, we see a decrease in the Br 2 peak and the appearance of HOBr (this is evidenced by an increase in absorption at λ = 260 nm). It does not absorb radiation in the studied region; we can only judge its presence by the characteristic portion of the growing curve in the middle UV region of the spectrum (λ = 230-260 nm). When the charge passes above 1400 C, bromine in the system is present only in the form
При прохождении заряда 100 Кл на стадии разряда наблюдается рост поглощения при λ=260 нм, свидетельствующий о появлении гипобромита в системе. При дальнейшем пропускании заряда через проточную редокс-батарею наблюдается рост концентрации Вr2 в системе вплоть до 800 Кл пропущенного заряда. Затем накопленный Вr2 восстанавливается до Br-, и в конце процесса разряда на спектрах наблюдается отсутствие поглощения, характерное для Вr-.With the passage of a charge of 100 C at the discharge stage, an increase in absorption at λ = 260 nm is observed, indicating the appearance of hypobromite in the system. With further transmission of the charge through the flowing redox battery, an increase in the Br 2 concentration in the system is observed up to 800 C of the missed charge. Then, the accumulated Br 2 is reduced to Br - , and at the end of the discharge process, the absence of absorption characteristic of Br - is observed on the spectra.
Таким образом, данное устройство обеспечивает возможность спектрофотометрических измерений с регулируемой длиной оптического пути в проточной среде, обладающей высокой химической агрессивностью.Thus, this device provides the possibility of spectrophotometric measurements with an adjustable optical path length in a flowing medium with high chemical aggressiveness.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128285U RU186501U1 (en) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Spectrophotometric Flow Cell Device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128285U RU186501U1 (en) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Spectrophotometric Flow Cell Device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU186501U1 true RU186501U1 (en) | 2019-01-22 |
Family
ID=65147348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018128285U RU186501U1 (en) | 2018-08-02 | 2018-08-02 | Spectrophotometric Flow Cell Device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU186501U1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000048023A1 (en) * | 1999-02-10 | 2000-08-17 | Waters Investments Limited | Flow cell, analyte measurement apparatus and methods related thereto |
EP1106988A2 (en) * | 1991-07-17 | 2001-06-13 | Waters Investments Limited | Flow cell with an inner layer of an amorphous fluoropolymer having a refractive index less than the refractive index of water |
RU80240U1 (en) * | 2008-06-04 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" | FLOWING SPECTROPHOTOMETRIC CELL |
RU2419086C1 (en) * | 2010-01-12 | 2011-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ХИМАВТОМАТИКА" | Spectrophotometric liquid cell |
US9417125B2 (en) * | 2011-08-24 | 2016-08-16 | Delta Instruments B.V. | IR spectrometry cell with temperature control means |
-
2018
- 2018-08-02 RU RU2018128285U patent/RU186501U1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1106988A2 (en) * | 1991-07-17 | 2001-06-13 | Waters Investments Limited | Flow cell with an inner layer of an amorphous fluoropolymer having a refractive index less than the refractive index of water |
WO2000048023A1 (en) * | 1999-02-10 | 2000-08-17 | Waters Investments Limited | Flow cell, analyte measurement apparatus and methods related thereto |
RU80240U1 (en) * | 2008-06-04 | 2009-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный университет" | FLOWING SPECTROPHOTOMETRIC CELL |
RU2419086C1 (en) * | 2010-01-12 | 2011-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "ХИМАВТОМАТИКА" | Spectrophotometric liquid cell |
US9417125B2 (en) * | 2011-08-24 | 2016-08-16 | Delta Instruments B.V. | IR spectrometry cell with temperature control means |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wei et al. | Review of dissolved oxygen detection technology: From laboratory analysis to online intelligent detection | |
CN102798602B (en) | Integrated dual-beam water quality COD on-line detection sensor | |
CN100590418C (en) | Carbon dioxide gas analyzer and analysis method thereof | |
Dennany et al. | Electrochemiluminescence (ECL) sensing properties of water soluble core-shell CdSe/ZnS quantum dots/Nafion composite films | |
Cardoso et al. | Analytical chemistry in a liquid film/droplet | |
KR101649968B1 (en) | a residual chlorine detector and the multi-funtional residual chlorine detecting system using thereof | |
Wang et al. | Minreview: Recent advances in the development of gaseous and dissolved oxygen sensors | |
CN103175876A (en) | Spectroelectrochemical in-situ pool and application thereof | |
CN112285173B (en) | Method and related device for optical/electrochemical in-situ Raman detection | |
CN103115877A (en) | Optical detection system for measuring concentrations of different gases | |
RU186501U1 (en) | Spectrophotometric Flow Cell Device | |
CN206420761U (en) | A kind of high performance gas absorption cell | |
WO2021208366A1 (en) | Reactive oxygen species content automatic detection system suitable for cell microenvironment | |
CN203299116U (en) | Cubic cavity embedded type double-channel methane gas concentration real-time monitoring device | |
BE897570A (en) | ELECTROCHEMICAL APPARATUS FOR MONITORING THE PRESENCE AND / OR MEASURING THE CONCENTRATION OF A GAS | |
CN201974383U (en) | Pulse optical source fibre oxygen detector | |
CN101581693B (en) | Optical fiber spectroelectrochemistry multifunctional sensing composite probe device | |
CN206479449U (en) | Optical gas absorbance pond and optical gas sensor | |
US9880090B2 (en) | HPLC reverse-flow flow cell | |
CN204649610U (en) | A kind of twin-beam Atomic absorption mercury vapor analyzer | |
CN106769871A (en) | A kind of high performance gas absorption cell | |
Tsunoda et al. | The use of poly (tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene) tubing as a waveguide capillary cell for liquid absorption spectrometry | |
CN107677657B (en) | Fluorescence detection pool for detecting concentration of dissolved oxygen and manufacturing method thereof | |
RU190893U1 (en) | CELL FOR SPECTROPHOTOMETRY OF ELECTROLYTES IN THE PROCESS OF ELECTROCHEMICAL RESEARCHES | |
Choi et al. | A fibre-optic oxygen sensor based on contact charge-transfer absorption |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190803 |
|
NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20201201 |
|
QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210113 Effective date: 20210113 |