專利名稱：光解實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光解實(shí)驗(yàn)裝置，用于環(huán)境化學(xué)、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)專業(yè)中的光解反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。
背景技術(shù)：
光催化降解是具有吸光特性或通過其他原因吸光的有機(jī)化合物在自然界中環(huán)境行為的主要過程之一，因此，國(guó)內(nèi)外環(huán)境化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程等多領(lǐng)域?qū)W者針對(duì)吸光有機(jī)化合物在環(huán)境中如何進(jìn)行光解、光解代謝途徑、光解產(chǎn)物、光解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面進(jìn)行基礎(chǔ)理論研究，來揭示其環(huán)境行為及基本原理，為后續(xù)環(huán)境工程領(lǐng)域技術(shù)人員如何從環(huán)境中去除該類污染物技術(shù)開發(fā)提供科學(xué)的理論依據(jù)，因此，光解反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置是研究該過程的必要和重要的實(shí)驗(yàn)裝置?，F(xiàn)有的光催化降解實(shí)驗(yàn)光解和光催化反應(yīng)增強(qiáng)裝置儀器和設(shè)備正在逐漸發(fā)展成熟，各種各樣用途的實(shí)驗(yàn)裝置和儀器不斷出現(xiàn)，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置具有如下缺點(diǎn)1)大多數(shù)光解反應(yīng)器均設(shè)有單獨(dú)的紫外光源，對(duì)于比較不同光強(qiáng)對(duì)樣品降解效率的不同這一方面存在漏洞。2)大多數(shù)光解反應(yīng)器每次只可以測(cè)單一的樣品，對(duì)于比較不同樣品在相同光強(qiáng)下的降解效率存在漏洞。3)大多數(shù)光解反應(yīng)器的降溫設(shè)施均為包圍在樣品周圍的冷凝管，降溫效果并不是很明顯。

發(fā)明內(nèi)容
為了適應(yīng)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)科研人員的需求，本發(fā)明提供了一種光解實(shí)驗(yàn)裝置， 該裝置解決了現(xiàn)有光解實(shí)驗(yàn)裝置占地面積大、試樣與燈管間距離不可調(diào)節(jié)及降溫效果不夠明顯等缺陷。本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案本發(fā)明包括箱體、布置在箱體內(nèi)上部的至少兩個(gè)燈管、布置在箱體上部?jī)蓚?cè)壁上的散熱風(fēng)扇、布置在箱體內(nèi)底部的五點(diǎn)磁力攪拌裝置、放置在五點(diǎn)磁力攪拌裝置加熱盤或攪拌盤上的水槽(直接放置在攪拌器上方即可)、放置在水槽內(nèi)用于放置試驗(yàn)樣品的表面皿，所述表面皿的放置位置與五點(diǎn)磁力攪拌裝置的樣品點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)，以保證達(dá)到最優(yōu)的攪拌效果，所述水槽上設(shè)置有延伸至箱體外的進(jìn)出水口。所述五點(diǎn)磁力攪拌裝置通過高度調(diào)節(jié)儀與箱體底部相連接。所述各燈管分別通過各自的燈管開關(guān)與電源相連接，所述風(fēng)扇通過風(fēng)扇開關(guān)與電源相連接，所述五點(diǎn)磁力攪拌裝置通過磁力攪拌器開關(guān)與電源相連接，所述箱體前立面上布置有通過合頁(yè)與前立面相連接的控制面板，燈管開關(guān)、風(fēng)扇開關(guān)、磁力攪拌器開關(guān)均布置在控制面板上，控制面板打開后，能夠進(jìn)樣和取樣。所述時(shí)間計(jì)數(shù)器通過時(shí)間計(jì)數(shù)器開關(guān)與電源相連接，時(shí)間計(jì)數(shù)器開關(guān)布置在控制面板上。所述燈管下方的箱體側(cè)壁上布置有用于放置遮光擋板和散光光柵的插槽。所述水槽的高度高于表面皿的高度。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明的光解實(shí)驗(yàn)裝置可適用于各種吸光有機(jī)物光解的實(shí)驗(yàn)研究，具有占地面積小、操作靈活、根據(jù)要求可更換燈管即改變光源和光強(qiáng)、調(diào)節(jié)反應(yīng)表面皿與燈管間距離觀測(cè)實(shí)驗(yàn)情況、冷卻水降溫設(shè)施、重量輕便攜等優(yōu)點(diǎn)。2)與單樣品光解實(shí)驗(yàn)裝置相比，本發(fā)明具有效率高的優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況選擇1-5個(gè)樣品在不開燈或開2個(gè)、4個(gè)燈管不同條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不但大大增加了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)條件，同時(shí)也大大提高了研究人員的效率，節(jié)省大量時(shí)間，為詳細(xì)研究吸光有機(jī)物光解行為提供了有力保障，是一種廣大科研院所進(jìn)行光解反應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究人員需要的實(shí)驗(yàn)裝置。


圖1為本發(fā)明中的光解實(shí)驗(yàn)裝置主視圖；圖2為本發(fā)明中的光解實(shí)驗(yàn)裝置俯視圖；圖3為本發(fā)明中的光解實(shí)驗(yàn)裝置正向立體圖；圖4為水槽正向立體圖；圖5為水槽側(cè)視圖；圖中1、箱體，2、散熱風(fēng)扇，3、燈管開關(guān)，4、電源開關(guān)，5、磁力攪拌器開關(guān)，6、散熱風(fēng)扇開關(guān)，7、冷卻水入水口，8、冷卻水出水口，9、控制面板，10、時(shí)間計(jì)數(shù)器開關(guān)，11、燈管， 12、圓形燈管固定支架，13、表面皿，14、石英玻璃板，15、五點(diǎn)磁力攪拌裝置，16、水槽，17、微型螺旋式升降臺(tái)，18、插槽。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本實(shí)施例包括光解反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置箱體，燈管及安裝固定支架、磁力攪拌裝置、通風(fēng)設(shè)施、冷卻水降溫設(shè)施、高度調(diào)節(jié)設(shè)施和控制面板。本發(fā)明箱體左右側(cè)立面上部安裝通風(fēng)扇進(jìn)行通風(fēng)，下部設(shè)有兩冷卻水進(jìn)出水孔，通過進(jìn)出水管道與箱體內(nèi)部冷卻水槽連接，箱體前部有控制面板，主要包括控制燈管、磁力攪拌裝置、風(fēng)扇、電源開關(guān)按鈕，開關(guān)控制器與相應(yīng)的控制設(shè)備相連。在箱體內(nèi)部安裝磁力攪拌裝置、燈管及圓形固定支架。實(shí)施例本實(shí)施例包括箱體1、散熱風(fēng)扇2、燈管11、圓形燈管固定支架12、表面皿13、石英玻璃板14、五點(diǎn)磁力攪拌裝置15、冷卻水槽16、微型螺旋式升降臺(tái)17和光柵/遮光擋板插槽18，如圖1 3所示。該光解實(shí)驗(yàn)裝置的進(jìn)樣和取樣在箱體1的正前方進(jìn)行，箱體1左右兩側(cè)立面中上部各安裝一個(gè)同型號(hào)的散熱風(fēng)扇2，散熱風(fēng)扇2圓心切線與燈管11柱心持平，用于裝置工作室燈管的散熱降溫。在裝置箱體內(nèi)頂端安裝有圓形燈管固定支架12，箱體1通過支架與圓形燈管固定支架12 (可安裝2個(gè)或4個(gè)燈管)連接，將燈管11安裝到圓形燈管固定支架12上，位于箱體內(nèi)部頂端的4個(gè)燈管按間距等分放置，以保證樣品能均等地吸收到燈管11發(fā)射出來的紫外光，避免燈光照射樣品誤差。其中燈管開關(guān)與燈管個(gè)數(shù)一一對(duì)應(yīng)，可保證按照需要獨(dú)立開啟和關(guān)閉所需燈管，使得實(shí)驗(yàn)操作條件靈活多樣。本實(shí)施例中的高度調(diào)節(jié)儀選用的是螺旋式升降臺(tái)17，微型螺旋式升降臺(tái)17安裝在箱體1內(nèi)的底處，五點(diǎn)磁力攪拌裝置15安裝在微型螺旋式升降臺(tái)17上，保證微型螺旋式升降臺(tái)17可控制樣品與燈管11之間的距離。本實(shí)施例中微型螺旋式升降臺(tái)17將燈管11 與樣品間的距離保持在可控范圍(50mm-300mm)之內(nèi)，本實(shí)施例增加了光照距離這一控制因素，可比較不同距離對(duì)光解效果的影響，使得實(shí)驗(yàn)操作條件靈活多樣。磁力攪拌裝置上方放有冷卻水槽16，水槽16的尺寸與攪拌裝置15攪拌平面保持相同的尺寸250mm*250mm，水槽16內(nèi)部按照攪拌點(diǎn)均勻分布5個(gè)直徑為90mm的表面皿，且同時(shí)保證水槽深度比表面皿高度高20mm-30mm。水槽16兩側(cè)面開有內(nèi)徑為IOmm的進(jìn)水口 7和出水孔8，保證水孔孔徑小于10mm，且保證入/出水孔孔口下端切平面低于水槽內(nèi)表面皿的高度5mm-10mm。控制面板9采用門式合頁(yè)連接安裝方式安裝在箱體1的前立面，通過門式合頁(yè)與箱體連接，同時(shí)反應(yīng)裝置進(jìn)樣和取樣從箱體正前方進(jìn)行。控制面板9上安裝有電源開關(guān)4、 磁力攪拌器開關(guān)5、散熱風(fēng)扇開關(guān)6，時(shí)間計(jì)數(shù)器開關(guān)10及燈管開關(guān)3。打開控制面板后，可以進(jìn)行進(jìn)樣與取樣。位于箱體1左右側(cè)的插槽18用來插放遮光擋板和散光光柵，遮光擋板是在取樣時(shí)為避免關(guān)燈造成的箱內(nèi)壓強(qiáng)不穩(wěn)而增設(shè)的，取樣時(shí)，將遮光擋板插入插槽，既可以維持箱內(nèi)壓強(qiáng)，又可以及時(shí)切斷光源對(duì)樣品的影響；散光光柵是供均勻分散紫外燈光強(qiáng)使用的。插槽寬度為10mm，遮光擋板和散光光柵的厚度均為5mm，可供選擇使用，實(shí)驗(yàn)過程中，保持散光光柵一直位于插槽內(nèi)，取樣時(shí)直接插入遮光擋板，進(jìn)入下一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)時(shí)，再將擋板取出， 以此循環(huán)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使得實(shí)驗(yàn)操作條件靈活多樣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，研究人員可將樣品放入表面皿13，選擇所需燈管11型號(hào)，將其安裝在12 上，然后將裝有待測(cè)樣品的表面皿13放入冷卻水槽16內(nèi)，保證水槽的位置與磁力攪拌裝置 15的樣品點(diǎn)位置相一致，以達(dá)到最優(yōu)的攪拌效果。通過微型螺旋式升降臺(tái)17選擇合適的高度，依次打開控制面板9上電源開關(guān)4、磁力攪拌器開關(guān)5、散熱風(fēng)扇開關(guān)6，時(shí)間計(jì)數(shù)器開關(guān) 10及燈管開關(guān)3 (根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)情況確定開啟個(gè)數(shù)，2個(gè)或4個(gè)，保證樣品點(diǎn)13上放置的樣品接收到同強(qiáng)度光源)，這時(shí)，散熱風(fēng)扇2、燈管11、磁力攪拌裝置15正常工作，同時(shí)保持冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)行，即冷卻水進(jìn)出管道閥門保持一致以保證冷卻水流速穩(wěn)定，吸光有機(jī)化合物吸收光源進(jìn)行光解反應(yīng)。取樣時(shí)將遮光擋板插入遮光擋板槽18，按照研究人員設(shè)計(jì)時(shí)間取出樣品，進(jìn)行光解效率、光解產(chǎn)物、光解動(dòng)力學(xué)等方面的分析和研究。 光解反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置主要技術(shù)指標(biāo)1、光解實(shí)驗(yàn)裝置中箱體1的外形尺寸為450mmX 300mmX 500mm，重約5_8kg。箱體材質(zhì)為棕色有機(jī)玻璃材質(zhì)，內(nèi)部可適當(dāng)涂些黑色遮光涂料，以降低光的反射和透射。箱體1 的前立面為控制面板采用門式合頁(yè)連接安裝方式，打開控制面板門后，箱體正前方有一寬度為IOOmm的擋板以擋住紫外光透射對(duì)人體造成危害。同時(shí)擋板下方箱體兩側(cè)有寬度為 IOmm的插槽18，用來插放光柵和擋光遮板。2、箱體左右兩側(cè)為散熱風(fēng)扇2，規(guī)格為3610PS-22T-B50，220V，50Hz。3、五點(diǎn)磁力攪拌裝置8型號(hào)=ZNCL-D調(diào)溫五點(diǎn)磁力加熱板，產(chǎn)于中國(guó)。
4、燈管飛利浦(G4T5TUV8W，Hg燈或者BLB F4T5，產(chǎn)自荷蘭，可根據(jù)研究人員實(shí)驗(yàn)化合物吸收光譜選擇不同燈管類型進(jìn)行安裝)。5、水槽規(guī)格為250mm*250mm*100mm。水槽左側(cè)壁后方以及右側(cè)壁前方均設(shè)有直徑為IOmm的入(出)水口，圖4中的兩個(gè)圓柱體表示可以外接通水彎管的接口，出水口的具體位置如圖5所示。其他配件均按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選擇和安裝即可。以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種光解實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種光解實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括箱體、布置在箱體內(nèi)上部的至少兩個(gè)燈管、布置在箱體上部?jī)蓚?cè)壁上的散熱風(fēng)扇、布置在箱體內(nèi)底部的五點(diǎn)磁力攪拌裝置、放置在五點(diǎn)磁力攪拌裝置加熱盤上的水槽、放置在水槽內(nèi)用于放置試驗(yàn)樣品的表面皿，所述水槽上設(shè)置有延伸至箱體外的進(jìn)出水口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光解實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述五點(diǎn)磁力攪拌裝置通過高度調(diào)節(jié)儀與箱體底部相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光解實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述表面皿的放置位置與五點(diǎn)磁力攪拌裝置的樣品點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的一種光解實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述各燈管分別通過各自的燈管開關(guān)與電源相連接，所述風(fēng)扇通過風(fēng)扇開關(guān)與電源相連接，所述五點(diǎn)磁力腳板裝置通過磁力攪拌器開關(guān)與電源相連接，所述箱體前立面上布置有通過合頁(yè)與前立面相連接的控制面板，燈管開關(guān)、風(fēng)扇開關(guān)、磁力攪拌器開關(guān)均布置在控制面板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光解實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括時(shí)間計(jì)數(shù)器，時(shí)間計(jì)數(shù)器通過時(shí)間計(jì)數(shù)器開關(guān)與電源相連接，時(shí)間計(jì)數(shù)器開關(guān)布置在控制面板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求5所述的一種光解實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述燈管下方的箱體側(cè)壁上布置有用于放置遮光擋板和散光光柵的插槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的一種光解實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于， 所述水槽的高度高于器皿的高度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光解實(shí)驗(yàn)裝置，可以用于環(huán)境化學(xué)、環(huán)境工程、環(huán)境科學(xué)專業(yè)中的光解反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。該裝置包括箱體、布置在箱體內(nèi)上部的至少兩個(gè)燈管、布置在箱體上部?jī)蓚?cè)壁上的散熱風(fēng)扇、布置在箱體內(nèi)底部的五點(diǎn)磁力攪拌裝置、放置在五點(diǎn)磁力攪拌裝置加熱盤/攪拌盤上方的水槽、放置在水槽內(nèi)用于放置試驗(yàn)樣品的器皿，器皿的放置位置與五點(diǎn)磁力攪拌裝置的樣品點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)，水槽上設(shè)置有延伸至箱體外的進(jìn)出水口。本發(fā)明可用于各種吸光有機(jī)物光解的實(shí)驗(yàn)研究中，具有占地面積小、操作靈活、根據(jù)要求可更換燈管即改變光源和光強(qiáng)、調(diào)節(jié)反應(yīng)表面皿與燈管間距離觀測(cè)實(shí)驗(yàn)情況、冷卻水降溫設(shè)施、重量輕便攜等多種優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J8/10GK102247784SQ201110206890
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者于曉華, 姚宏, 孫佩哲, 王輝, 黃京華 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)