一种可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于水处理技术领域，涉及一种光催化反应装置，尤其涉及一种可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置。该装置包括光反应装置、循环管路系统以及检测装置；光反应装置通过循环管路系统与检测装置相贯通。该装置的最大特点是光催化反应装置与检测装置是一体的，取出的样液能循环参与反应，催化剂的量不会改变，光催化反应实验组和对照组能同时进行，可减少光催化反应到检测的实验步骤，同步检测光催化反应过程，显著提高光催化反应实验的效率和准确性。
【专利说明】
一种可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置
技术领域
[0001]本实用新型属于水处理技术领域，涉及一种光催化反应装置，尤其涉及一种可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置。
【背景技术】
[0002]随着社会的不断发展，工业污水和生活废水的排放量在不断增加，伴随着这些废水进入到自然环境中的难降解有机污染物的量也在不断增加。有机污染物对环境的危害日益突出，对这些污染物的研究与控制越来越得到人们的重视。
[0003 ]其中光催化技术作为降解水体中有机污染物的一个重要途径，对有机污染物的光降解研究成为一个重要热点。但传统的光催化降解装置与检测装置是分离式的，从光反应装置取的样要经过繁琐的后处理才能被检测装置检测，不能及时的反馈光降解程度和降解机制。此外，降解取的样和光催化剂不能回到反应装置中继续参与反应，随着试验的进行，反应器中样品和催化剂会越来越少，会严重影响光催化反应试验的准确性。这些都制约了对光催化降解有机污染物的研究，阻碍了光催化技术的发展。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于解决【背景技术】中存在的众多技术问题，进而提供了一种可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，该装置的最大特点是光催化反应装置与检测装置是一体的，取出的样液能循环参与反应，催化剂的量不会改变，光催化反应实验组和对照组能同时进行，可减少光催化反应到检测的实验步骤，同步检测光催化反应过程，显著提高光催化反应实验的效率和准确性。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0006]一种可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，其特征在于:所述可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置包括光反应装置、循环管路系统以及检测装置;所述光反应装置通过循环管路系统与检测装置相贯通。
[0007]作为优选，本实用新型所采用的循环管路系统包括储样器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、抽气栗以及充气栗;所述光反应装置分别与储样器以及第一阀门相连通;所述检测装置通过抽气栗与储样器相连通;所述储样器与第一阀门相连通;所述第一阀门依次通过第二阀门、检测装置以及第三阀门后接入第一阀门；所述充气栗分别与第二阀门以及检测装置相连通。
[0008]作为优选，本实用新型所采用的储样器包括储样器进样口、储样器恒压口以及储样器出样口；所述储样器进样口、储样器恒压口以及储样器出样口相互贯通;所述光反应装置接入储样器进样口 ；所述检测装置通过抽气栗与储样器恒压口相连通;所述储样器出样口与第一阀门相连通。
[0009]作为优选，本实用新型所采用的检测装置是紫外光谱仪、荧光光谱仪或分光光度计中的任意一种。
[0010]作为优选，本实用新型所采用的检测装置包括比色皿;所述比色皿包括比色皿进样口、比色皿出样口和比色皿恒压口；所述比色皿进样口、比色皿出样口和比色皿恒压口相互贯通;所述充气栗分别与第二阀门以及比色皿进样口相连通;所述比色皿恒压口通过抽气栗与储样器恒压口相连通;所述比色皿出样口通过第三阀门接入第一阀门。
[0011]作为优选，本实用新型所采用的储样器与比色皿的容量是相同的；所述抽气栗以及充气栗的功率是相同的。
[0012]作为优选，本实用新型所采用的光反应装置包括光反应箱，均设置在光反应箱内部的蓄水池、光源、冷凝管、第一光反应瓶、第二光反应瓶、进水池、出水池、循环水栗、分别套装在第一光反应瓶外部以及第二光反应瓶外部的第一冷却管以及第二冷却管、分别设置在第一光反应瓶以及第二光反应瓶底部的磁力搅拌器;所述冷凝管环绕设置在光源外部；所述循环水栗置于蓄水池;所述第一光反应瓶以及第二光反应瓶均设置在光源照射光线所在光路上;所述进水池依次通过第一冷却管、蓄水池、冷凝管、第二冷却管与出水池相连通；所述出水池接至进水池;所述第一光反应瓶通过采样器管路与储样器相连通;所述第二光反应瓶通过采样器管路第一阀门相连通。
[0013]作为优选，本实用新型所采用的光反应装置还包括设置在光反应箱上的固定板以及与固定板相连的按钮;所述采样器管路分别固定在固定板上;所述按钮通过固定板驱动采样器管路伸入第一光反应瓶中的液面下部以及第二光反应瓶中的液面下部。
[0014]作为优选，本实用新型所采用的采样器管路的端部设置有滤头。
[0015]作为优选，本实用新型所采用的光源是氙灯、汞灯或LED灯中的任意一种。
[0016]本实用新型的优点是:
[0017]本实用新型提供了一种可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，包括光反应装置、循环管路系统和检测装置，光反应装置通过循环管路系统与检测装置相贯通。本实用新型的最大特点是光催化反应装置与检测装置是一体的，取出的样液能循环参与反应，催化剂的量不会改变，光催化反应实验组和对照组能同时进行。利用该实用新型装置可减少光催化反应到检测的实验步骤，同步检测光催化反应过程，显著提高光催化反应实验的效率和准确性。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型所提供的一体化装置的结构示意图；
[0019]附图标记说明如下:
[0020]1-第一光反应瓶;2-第一滤头;3-第一磁力搅拌器;4-冷凝管;5-光源;6_蓄水池；7-第二光反应瓶;8-第二滤头;9-第二磁力搅拌器；10-电源；11-光反应箱；12-第四导管；13-储样器;14-第六导管；15-第五导管；16-第七导管；17-第一阀门；18-第八导管；19-第二阀门；20-固定板;21-充气栗;22-导管；23-第一导管;24-比色皿；25-检测装置;26-第三导管;27-第二导管;28-抽气栗;29-按钮;30-第三阀门；31-第九导管;32-进样口 ；33-出样口 ；34-恒压口 ； 35-储样器进样口 ； 36-储样器恒压口； 37-储样器出样口； 38-进水池；39-出水池;40-循环水栗。
【具体实施方式】
[0021]为了更好的理解本实用新型的上述技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0022]参见图1，本实用新型提供了一种可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，包括光反应装置、循环管路系统和检测装置;光反应装置通过循环管路系统与检测装置相贯通。
[0023]其中:
[0024]光反应装置包括第一光反应瓶I和第二光反应瓶7，第一磁力搅拌器3和第二磁力搅拌器9，光源5，冷凝管4，蓄水池6，进水池38、出水池39、循环水栗40、电源10，光反应箱11;第一磁力搅拌器3和第二磁力搅拌器9分别放在第一光反应瓶I和第二光反应瓶7下方。光源5可以是氙灯、汞灯或LED灯中的任意一种。
[0025]检测装置25可以是紫外光谱仪、荧光光谱仪或分光光度计中的任意一种;检测装置25包含一个特制的比色皿24 ；比色皿24包含三个出口:进样口 32、出样口 33和恒压口 34，进样口 32直接与第一导管23相连，出样口 33直接与第二导管27相连，恒压口 34直接与第三导管26相连。
[0026]循环管路系统包括导管，储样器13，充气栗21和抽气栗28，第一阀门17、第二阀门19和第三阀门30，固定板20，按钮29;导管为peek材质;储样器13与比色皿24容量相同；储样器13包含三个出口:储样器进样口 35、储样器出样口 37和储样器恒压口 36，储样器进样口 35直接与第四导管12相连，储样器出样口 37直接与第五导管15相连，储样器恒压口 36直接与第七导管16相连;充气栗21，抽气栗28，充气栗21与抽气栗28的功率相同。第三导管12直接与反应瓶I相连，第六导管14直接与第二光反应瓶7相连，第四导管12和第六导管14在反应瓶中的尾端分别连有特殊的第一滤头2和第二滤头8;第一滤头2和第二滤头8的结构完全相同，能保证光反应瓶中的光催化剂粉末不能通过滤头进入导管。
[0027]光反应装置工作过程:
[0028]将两组相同的有机污染物水样装进光第一光反应瓶I和第二光反应瓶7，将第一光反应瓶I设定为实验组，第二光反应瓶7设定为对照组，在第一光反应瓶I中加入催化剂，第二光反应瓶7不作处理，分别在第一光反应瓶I和第二光反应瓶7中放一个磁子，通过进水池38将蓄水池6充满水，打开蓄水池6中的循环水栗40，使冷凝水在进水池38、第一冷却管、蓄水池6、冷凝管4、第二冷却管、出水池39以及进水池38中循环，第一磁力搅拌器3和第二磁力搅拌器9电源开关接通。再将连接光源5的电源10接通，光催化反应开始进行。本实用新型所采用的光反应装置可以直接采用专利号是201520452739.6中所公开的便携式水中有机污染物的光降解装置。
[0029]循环管路系统和检测装置工作过程:
[0030]待反应进行到一定程度，转动第一阀门17，仅使第六导管14和第八导管18连通，与第一阀门17相连的第五导管15和第九导管31都是被隔断的。转动第二阀门19，仅使第八导管18和第一导管23相连通。转动第三阀门30，使第二导管27和第九导管31是被隔断的。按下按钮29，分别将第四导管12和第六导管14伸入到第一光反应瓶I和第二光反应瓶7中，打开抽气栗28，同时将第一光反应瓶I和第二光反应瓶7中的样液分别吸到储样器13和比色皿24中，样液吸到适量的时候关闭抽气栗28。打开检测装置24的电源开关，快速检测对照组第二光反应瓶7降解情况。关闭检测装置24，转动第一阀门17，仅使第六导管14和第九导管31相连通，转动第二阀门19，使第八导管18和第一导管23隔断的，转动第三阀门30，仅使第二导管27和第九导管31相连通。打开充气栗21，将比色皿24中对照组样液吹到第二光反应瓶7中继续参与反应。待比色皿24中对照组样液完全回到第二光反应瓶7中，关闭充气栗21。
[0031]按下按钮29，分别使第四导管12和第六导管14从第一光反应瓶I和第二光反应瓶7中离开反应液，转动第一阀门17，仅使第五导管15和第八导管18相连通，转动第二阀门19，仅使第八导管18和第一导管23相连通，转动第三阀门30，使第二导管27和第九导管31是被隔断的。打开抽气栗28，将储样器13中存留的实验组样液快速抽到比色皿24中。打开检测装置24的电源开关，快速检测实验组降解情况。关闭检测装置24，按下按钮29，分别将第四导管12和第六导管14伸入到第一光反应瓶I和第二光反应瓶7中。转动第一阀门17，仅使第五导管15和第九导管31相连通，转动第二阀门19，使第八导管18和第一导管23隔断的，转动第三阀门30，仅使第二导管27和第九导管31相连通。打开充气栗21，将比色皿24中实验组样液吹到第一光反应瓶I中继续参与反应。待比色皿24中实验组样液完全回到第一光反应瓶I中，关闭充气栗21。后续的取样检测步骤与前面相同。
[0032]以上的实施例仅是用来说明本实用新型的技术方案，而并非作为对本实用新型的限定，任何基于本实用新型的实质对以上所述实施例所作的变化、变形，都将落在本实用新型的权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，其特征在于:所述可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置包括光反应装置、循环管路系统以及检测装置;所述光反应装置通过循环管路系统与检测装置相贯通； 所述循环管路系统包括储样器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、抽气栗以及充气栗;所述光反应装置分别与储样器以及第一阀门相连通;所述检测装置通过抽气栗与储样器相连通;所述储样器与第一阀门相连通;所述第一阀门依次通过第二阀门、检测装置以及第三阀门后接入第一阀门；所述充气栗分别与第二阀门以及检测装置相连通； 所述光反应装置包括光反应箱，均设置在光反应箱内部的蓄水池、光源、冷凝管、第一光反应瓶、第二光反应瓶、进水池、出水池、循环水栗、分别套装在第一光反应瓶外部以及第二光反应瓶外部的第一冷却管以及第二冷却管、分别设置在第一光反应瓶以及第二光反应瓶底部的磁力搅拌器;所述冷凝管环绕设置在光源外部;所述循环水栗置于蓄水池中；所述第一光反应瓶以及第二光反应瓶均设置在光源照射光线所在光路上;所述进水池依次通过第一冷却管、蓄水池、冷凝管、第二冷却管与出水池相连通;所述出水池接至进水池;所述第一光反应瓶通过采样器管路与储样器相连通;所述第二光反应瓶通过采样器管路第一阀门相连通。2.根据权利要求1所述的可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，其特征在于:所述储样器包括储样器进样口、储样器恒压口以及储样器出样口 ；所述储样器进样口、储样器恒压口以及储样器出样口相互贯通;所述光反应装置接入储样器进样口 ；所述检测装置通过抽气栗与储样器恒压口相连通;所述储样器出样口与第一阀门相连通。3.根据权利要求2所述的可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，其特征在于:所述检测装置是紫外光谱仪、荧光光谱仪或分光光度计中的任意一种。4.根据权利要求3所述的可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，其特征在于:所述检测装置包括比色皿;所述比色皿包括比色皿进样口、比色皿出样口和比色皿恒压口 ；所述比色皿进样口、比色皿出样口和比色皿恒压口相互贯通;所述充气栗分别与第二阀门以及比色皿进样口相连通;所述比色皿恒压口通过抽气栗与储样器恒压口相连通;所述比色皿出样口通过第三阀门接入第一阀门。5.根据权利要求4所述的可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，其特征在于:所述储样器与比色皿的容量是相同的;所述抽气栗以及充气栗的功率是相同的。6.根据权利要求5所述的可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，其特征在于:所述光反应装置还包括设置在光反应箱上的固定板以及与固定板相连的按钮;所述采样器管路分别固定在固定板上;所述按钮通过固定板驱动采样器管路伸入第一光反应瓶中的液面下部以及第二光反应瓶中的液面下部。7.根据权利要求6所述的可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，其特征在于:所述采样器管路的端部设置有滤头。8.根据权利要求7所述的可同步进行光催化反应及检测的循环式一体化装置，其特征在于:所述光源是氙灯、汞灯或LED灯中的任意一种。
【文档编号】G01N21/31GK205472765SQ201620081505
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】陈连清, 谢林波, 周泉
【申请人】中南民族大学