一種簡易的實驗室用光催化反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種簡易的實驗室用光催化反應(yīng)器，屬于光催化反應(yīng)裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，化學(xué)與化工實驗室所用的光催化反應(yīng)器主要有聚集式和非聚集式兩類。非聚集式光催化反應(yīng)器，可以采用電光源，也可以采用天然太陽光源，光源的光線以垂直或近乎垂直于反應(yīng)面的方式照射反應(yīng)面。這種光催化反應(yīng)器雖然結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，但其反應(yīng)面的光照強度不均勻，使得光催化反應(yīng)不均勻，光催化效率及利用率不高，且用太陽光的反應(yīng)器反應(yīng)速率較慢。聚集式光催化反應(yīng)器以人工光源作為光源，光源位于該反應(yīng)器的中央，與容器內(nèi)壁形成環(huán)狀反應(yīng)室。這種光催化反應(yīng)器光催化效率高，但光照射面積有限，攪拌條件不易實現(xiàn)。也可將反應(yīng)器置于磁力攪拌器上來實現(xiàn)溶液的混合攪拌，但裝置的組合安裝穩(wěn)定性不足，限制了其使用規(guī)模。同時，實驗室用光催化儀器動輒幾萬元，大大增加了試驗的經(jīng)濟成本。因此，設(shè)計一種自制的、簡易的實驗室用光催化反應(yīng)器成為必然。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對目前實驗室用光催化反應(yīng)器試驗成本高、組合穩(wěn)定性不足、光催化效率及利用率低的特點，本實用新型提供了一種簡易的實驗室用光催化反器，該反應(yīng)器光源可人工調(diào)控，光照強度均勻、密閉性好，光催化效率及利用率高。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種簡易的實驗室用光催化反應(yīng)器，包括暗箱，及設(shè)在暗箱內(nèi)的玻璃容器，所述玻璃容器內(nèi)設(shè)有石英管，石英管內(nèi)設(shè)有內(nèi)置光源的燈管；所述石英管中填充有冷凝水，石英管頂部加蓋有膠塞，膠塞上貫穿有延伸進(jìn)石英管腔體內(nèi)的冷凝水出水管，石英管的底部連通有自玻璃容器頂部延伸進(jìn)其腔體內(nèi)的冷凝水入水管；所述玻璃容器頂部還設(shè)有延伸進(jìn)其腔體底部的通氣管；膠塞頂部設(shè)有連接燈管的電源連接線。
[0006]進(jìn)一步地，所述玻璃容器通過固定板與暗箱連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述玻璃容器側(cè)壁設(shè)有取樣管，對應(yīng)取樣管的暗箱側(cè)壁設(shè)有取樣窗口。
[0008]進(jìn)一步地，在玻璃容器的外壁包裹有鋁箔層。
[0009]進(jìn)一步地，所述玻璃容器頂部設(shè)有機玻璃蓋，石英管通過上端的喇叭型開口垂直懸掛于有機玻璃蓋的中心圓孔上，實現(xiàn)自身的固定。
[0010]進(jìn)一步地，在暗箱的頂部設(shè)有雙開式頂門，暗箱上方側(cè)壁上設(shè)有便于貫穿冷凝水入管的U型窗口，在暗箱兩側(cè)設(shè)有把手。
[0011]進(jìn)一步地，所述光源為紫外光源，內(nèi)置高壓汞燈。
[0012]進(jìn)一步地，所述光源為可見光源，內(nèi)置高壓鈉燈。
[0013]進(jìn)一步地，玻璃容器與所述石英管形成中空結(jié)構(gòu)中盛裝有催化劑和反應(yīng)液混合物。
[0014]本實用新型的簡易光催化反應(yīng)器，由于冷凝水系統(tǒng)設(shè)在反應(yīng)混合液的內(nèi)層，直接帶走了燈管產(chǎn)生的大量熱能，給反應(yīng)體系提供了更加恒定的溫度環(huán)境；通過外部鼓入空氣使溶液處于持續(xù)運動狀態(tài)，促進(jìn)光、固、液的密切接觸，加速傳質(zhì)過程；同時，由于反應(yīng)器表面覆蓋鋁箔及暗箱的設(shè)計，使得光催化效率和光利用率較傳統(tǒng)光催化反應(yīng)器有較大的提高，特別適用于納米顆粒對有機污染物或有色染料的光催化降解。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的剖面圖。
[0016]圖2為圖1中石英管頂端的局部放大圖。
[0017]圖3為本實用新型的右視圖。
[0018]圖4為本實用新型的有機玻璃蓋的俯視圖。
[0019]圖5為本實用新型的固定板的俯視圖。
[0020]圖中:1、燈管；2、石英管；3、玻璃容器；4、暗箱；5、光源；6、光源系統(tǒng)；7、取樣管；8、取樣窗口 ；9、冷凝水入水管；10、膠塞；11、冷凝水出水管；12、通氣管；13、有機玻璃蓋；14、固定板；15、鋁箔層；16、橡膠底座；17、雙開式頂門；18、U型窗口 ；19、把手；20、固定板開口。
【具體實施方式】
[0021]現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說明，但是本實用新型不僅限于下述的實施方式。
[0022]如圖1所示，本實用新型的一種簡易的實驗室用光催化反應(yīng)器，主要由光源、循環(huán)冷凝水、反應(yīng)容器和環(huán)境系統(tǒng)四部分組成。燈管I與光源5組成光源系統(tǒng)6 ;石英管2、燈管I與膠塞10形成封閉循環(huán)冷凝水系統(tǒng)；玻璃容器3、有機玻璃蓋13與石英管2形成封閉的反應(yīng)系統(tǒng)；暗箱4給光催化反應(yīng)系統(tǒng)提供密閉的無光空間作為環(huán)境系統(tǒng)。其中:
[0023]在暗箱4內(nèi)設(shè)有玻璃容器3，玻璃容器3通過固定板14與暗箱4連接。玻璃容器3內(nèi)設(shè)有石英管2，石英管2內(nèi)設(shè)有內(nèi)置光源5的燈管1，石英管2中填充有冷凝水，石英管2頂部加蓋有膠塞10，燈管I垂直固定于膠塞10下，并嵌入膠塞，膠塞中心打孔，實現(xiàn)光源5與外電路連接；膠塞10上貫穿有延伸進(jìn)石英管2腔體內(nèi)的冷凝水出水管11，見圖2局部放大圖所示；石英管2的底部連通有自玻璃容器3頂部延伸進(jìn)其腔體內(nèi)的冷凝水入水管9 ;玻璃容器3頂部還設(shè)有延伸進(jìn)其腔體底部的通氣管12 ;膠塞10頂部設(shè)有連接燈管I的電源連接線。玻璃容器3側(cè)壁設(shè)有取樣管7，對應(yīng)取樣管7的暗箱4側(cè)壁設(shè)有取樣窗口 8。
[0024]如圖3所示，在暗箱4的頂部設(shè)有雙開式頂門17，暗箱4上方側(cè)壁上設(shè)有便于貫穿冷凝水入管9的U型窗口 18，在暗箱4兩側(cè)設(shè)有把手19。
[0025]如圖4結(jié)合圖1所示，玻璃容器3頂部設(shè)有機玻璃蓋13，由圖可知，石英管2上端呈喇叭型開口，管口直徑明顯大于管身直徑，可穩(wěn)定卡在有機玻璃蓋13上。石英管2通過上端的喇機型開口垂直懸掛于有機玻璃蓋13的中心圓孔上，實現(xiàn)自身的固定。下端呈球形，并設(shè)有冷凝水入口。
[0026]如圖5所示，為用于將暗箱4與玻璃容器3連接的固定板14示意圖，固定板中心開孔，用于將玻璃容器3于暗箱4中固定，圖中20為固定板開口，便于安放玻璃容器時取樣管的通行。
[0027]本實用新型裝置中，光源5可依據(jù)波長范圍的不同，更換相應(yīng)燈源。光催化反應(yīng)的燈源