一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，属于光催化反应技术的科学研究和实验设备的【技术领域】。本实用新型包括反应器上箱体和反应器下箱体，灯管固定架通过滑动调节装置滑动设置于反应器上箱体的上方，氙灯灯管固定在灯管固定架中心处，氙灯灯管通过灯管电源线与灯管控制器、氙灯电源控制箱依次连接，反应器下箱体上部平行设置有若干滤波片支撑架，底部放置有磁力搅拌器，内部放有磁性转子的浅池反应器放置在磁力搅拌器的上面，且微电脑控温仪通过控制浅池反应器内部的加热装置以及冷凝管进水口处的自动阀来保持反应液恒温。本实用新型可以对光催化反应的光源功率、照射时间量化调节并保持反应液量化恒温。
【专利说明】一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光催化反应技术的科学研究和实验设备的【技术领域】，更具体地说，涉及一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器。
【背景技术】
[0002]光催化技术可以使光催化剂利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用，使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子，几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反应，亦能运用自然界的定侓，不造成资源浪费与附加污染形成。所以光催化技术作为一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术受到各国重视。
[0003]光催化技术研究的重点有:光催化剂尤其是具备可见光响应性能的光催化剂的制备研究；光催化反应过程研究(包括动力学、中间产物、反映影响因素等)；催化剂负载技术；反应器设计等。无论对光催化技术做哪一方面的研究，都离不开光催化反应设备。
[0004]光催化反应器有很多不同种类:按光源的照射方式可分为非聚集式反应器和聚集式反应器；按催化剂的存在形式又可分为流化床反应器和固定床反应器；按照反应器的结构和形状又可分为平板型反应器、浅池型反应器、管式反应器和环型反应器(或圆筒型反应器)。影响光催化反应器效率的因素也很多，如光源(光源强度、波段与光照方式)、催化剂性质(催化剂粒径、类型与载体)、氧化剂种类待处理废液性质(废液的初始浓度组成、CL值、抑制物含量)、温度、废液的流动力学特征和停留时间等因素对反应器的运行都有影响，反应器的整体设计要综合考虑这些因素。
[0005]有关光催化反应设备的报道、专利较多，并有一定数量的成型产品销售。如南京胥江机电厂的紫外或可见光催化反应器；申请号:200420082898.3，申请日:2004年8月16日，专利名称:紫外线净水装置；申请号=200420081656.2，申请日:2004年8月3日，专利名称:一种新型光催化反应器。这些装置共同点是设备主体都是由灯管、石英管、玻璃容器等组成，作为光源的汞灯灯管或氙灯灯管置于石英管内，在石英管外或玻璃容器外通冷凝水以保证反应液或待处理废水处于一定温度范围内，上述这些装置均存在以下缺点:作为光源的汞灯或氙灯置于狭小的石英管内，发光产生的热量无法迅速排出，从而导致管内温度很高，大大降低了灯管的使用寿命；光源和反应液中间无法设置滤波设施，对科研、实验演示等很不方便。
[0006]又如，申请号:200620043612.X，申请日:2006年7月4日，专利名称:一种新型多功能光催化反应器，该申请案将氙灯灯管通过固定架固定在反应器箱体上方，氙灯灯管外设置有反光镜，反应器箱体底部放置有磁力搅拌器，壁为双层中空结构，设有冷凝进水口和冷凝出水口的浅池反应器放置在磁力搅拌器的上面，在浅池反应器的底部中间放置磁性转子，反应器箱体顶部固定有一排风扇。该申请案在一定程度上解决了灯光使用寿命不长，设备造价高的问题，但是仍然存在如下技术难题:(一)、由于氙灯灯管采用固定的方式位于反应器箱体上方，也没有控制灯管发光强弱的装置，所以光源单一，不能调节不同的发光强度，无法实验展示不同光强度对光催化反应的影响；(二)、箱体为一个整体结构，不能方便的根据每一次实验需求及时加装或更换滤波片，灯管损坏后也不便于更换；(三)、浅池反应器没有设置恒温装置，没有过多的考虑到温度对光催化反应的影响，另在科研研究，实验展示时，对于研究除温度外的条件对光催化反应影响时，不能很好的保证单一变量。所以，在对影响光催化反应效率因素的研究过程中，此装置需要进一步改进，使其更好的应用于科研研究与实验展示。
实用新型内容
[0007]1.实用新型要解决的技术问题
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术中光催化反应器光源不能调节，反应液不能恒温的不足，提供了一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器。采用本实用新型的技术方案，可以对光催化反应的光源的功率和时间定量调节和对反应液定量恒温，在对影响光催化反应效率因素的研究过程中，方便科研试验与实验展示。
[0009]2.技术方案
[0010]为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为:
[0011]本实用新型的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，包括氙灯灯管、反光镜、滤波片支撑架、灯管电源线、氙灯电源控制箱、浅池反应器、磁力搅拌器、排风扇和灯管固定架，还包括反应器上箱体、反应器下箱体、凹槽、灯管控制器、微电脑控温仪和滑动调节装置；所述的反应器上箱体和反应器下箱体均为一面开口的方形盒状，该反应器下箱体上端开口处的外侧壁上设置有一圈凹槽，反应器上箱体下端开口处放置在凹槽中；所述的灯管固定架通过滑动调节装置滑动设置于反应器上箱体的内部，所述的滑动调节装置包括滑动调节头、滑动调节杆、固定突起和滑动调节孔，上述的灯管固定架两端与滑动调节头固连，滑动调节头上设置有固定突起，上述的滑动调节杆固连在反应器上箱体的上方内壁面，滑动调节杆沿其长度方向开设有若干等间距的滑动调节孔，灯管固定架通过固定突起与滑动调节孔活动位于上箱体内不同的高度；所述的氙灯灯管固定在灯管固定架中心处，该氙灯灯管外设置有一圈反光镜，所述的氙灯灯管通过灯管电源线与灯管控制器、氙灯电源控制箱依次连接，灯管控制器用于控制氙灯灯管的功率大小与照射时间，所述的反应器上箱体顶部安装有排风扇；所述的反应器下箱体上部平行设置有若干滤波片支撑架，该反应器下箱体的底部放置有磁力搅拌器，浅池反应器放置在磁力搅拌器的上面，该浅池反应器内部放有磁性转子，所述的浅池反应器的壁为双层中空结构，该中空结构两端分别为冷凝管进水口和冷凝管出水口，所述的冷凝管进水口的入口处设置有自动阀，所述的浅池反应器内部设置有加热装置，所述的微电脑控温仪分别与上述的自动阀以及加热装置相连。
[0012]作为本实用新型更进一步的改进，所述的凹槽宽度等于上箱体壁厚。
[0013]作为本实用新型更进一步的改进，所述的微电脑控温仪与磁力搅拌器相连接。
[0014]作为本实用新型更进一步的改进，所述的滤波片支撑架至少设置有两个。
[0015]作为本实用新型更进一步的改进，所述的冷凝管进水口位于冷凝管出水口下方。
[0016]作为本实用新型更进一步的改进，所述的排风扇位于氙灯灯管的正上方。
[0017]3.有益效果
[0018]采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果:
[0019](I)本实用新型的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，灯管固定架通过滑动调节装置滑动设置于反应器上箱体的内部，通过滑动调节装置的固定突起与不同的滑动调节孔结合可以使灯管固定架位于反应器上箱体内不同的高度，又氙灯灯管固定在灯管固定架中心处，使得光源与浅池反应器之间有不同的距离，同时氙灯灯管通过灯管电源线与灯管控制器相连接，灯管控制器能够定量控制氙灯灯管的功率大小与照射时间，让反应液内的光催化剂接收到不同程度的光源，从而能研究不同的光源强度和照射时间对光催化反应效率的影响。
[0020](2)本实用新型的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，内部放有磁性转子的浅池反应器放置在磁力搅拌器的上面，并且冷凝管进水口的入口处设置有自动阀，浅池反应器内部设置有加热装置，微电脑控温仪分别与自动阀以及加热装置相连，使得浅池反应器内部的光催化剂与反应液能够均匀混合的同时保证反应液处于可控恒温状态，不仅可以研究温度对光催化反应效率的影响，还可以在研究除温度以外的因素对光催化反应效率的影响时，避免温度对研究的干扰。
[0021](3)本实用新型的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，反应器下箱体上部平行设置有若干滤波片支撑架，数量至少为两个，可以根据光催化反应的研究需要选择加装合适数量及种类的滤波片。
[0022](4)本实用新型的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，反应器上箱体和反应器下箱体均为一面开口的方形盒状，反应器下箱体上端开口处的外侧壁上设置有一圈凹槽，反应器上箱体下端开口处放置在凹槽中，将箱体分为可打开的两部分，可以方便完成根据需要加装滤波片，及时更换损坏的灯管，取反应液样液等内部操作。
[0023](5)本实用新型的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器的结构示意图；
[0025]图2为本实用新型中的滑动调节装置的结构示意图。
[0026]示意图中的标号说明:
[0027]1、氙灯灯管；2、反光镜；3、滤波片支撑架；4、滤波片；5、灯管电源线；6、氙灯电源控制箱；7、浅池反应器；8、反应器上箱体；9、反应器下箱体；91、凹槽；10、冷凝管进水口 ；
11、冷凝管出水口 ；12、磁力搅拌器；13、磁性转子；14、灯管控制器；15、微电脑控温仪；16、排风扇；17、灯管固定架；18、滑动调节装置；181、滑动调节头；182、滑动调节杆；183、固定突起；184、滑动调节孔。
【具体实施方式】
[0028]为进一步了解本实用新型的内容，下面结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，本实用新型的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，包括氙灯灯管1、反光镜2、滤波片支撑架3、灯管电源线5、氙灯电源控制箱6、浅池反应器7、反应器上箱体8、反应器下箱体9、凹槽91、磁力搅拌器12、灯管控制器14、微电脑控温仪15、排风扇16、灯管固定架17和滑动调节装置18。所述的反应器上箱体8和反应器下箱体9均为一面开口的方形盒状，该反应器下箱体9上端开口处的外侧壁上设置有一圈凹槽91，反应器上箱体8下端开口处放置在凹槽91中，所述的凹槽91宽度等于上箱体8壁厚，箱体分为可打开的两部分，可以方便完成根据需要加装滤波片，及时更换损坏的灯管，取反应液样液等内部操作。所述的灯管固定架17通过滑动调节装置18滑动设置于反应器上箱体8的内部，所述的滑动调节装置18包括滑动调节头181、滑动调节杆182、固定突起183和滑动调节孔184 (如图2所示)，上述的灯管固定架17两端与滑动调节头181固连，滑动调节头181上设置有固定突起183，上述的滑动调节杆182固连在反应器上箱体8的上方内壁面，滑动调节杆182沿其长度方向开设有若干等间距的滑动调节孔184，通过滑动调节装置的固定突起183与不同位置的滑动调节孔184结合，可以使灯管固定架位于反应器上箱体8内不同的的高度，又氙灯灯管I固定在灯管固定架17中心处，使得光源与浅池反应器12之间有不同的距离。该氙灯灯管I外设置有一圈反光镜2，具体在本实施例中，该反光镜2为圆锥形，提高了光的使用效率；所述的氙灯灯管I通过灯管电源线5与灯管控制器14、氙灯电源控制箱6依次连接，灯管控制器14用于控制氙灯灯管I的功率大小与照射时间，具体在本实施例中，灯管控制器14设置有一时间报警器，当预设好的时间运行结束后，报警器会自行报警。根据氙灯灯管I与浅池反应器之间可以设置不同的距离以及灯管控制器14可以定量的控制氙灯灯管I的功率大小与照射时间，可以具体研究不同的光源对光催化反应速率的影响程度。所述的反应器上箱体8顶部安装有排风扇16，排风扇16位于氙灯灯管I的正上方，强迫反应器箱体内部空气流通，对氙灯灯管I降温。所述的反应器下箱体9上部平行设置有若干滤波片支撑架3，具体在本实施例中，滤波片支撑架3设置有三个，根据不同数量和种类的滤波片4的组合安装，可以进一步得到不同的光源。该反应器下箱体9的底部放置有磁力搅拌器12，浅池反应器7放置在磁力搅拌器12的上面，该浅池反应器7内部放有磁性转子13，所述的浅池反应器7的壁为双层中空结构，该中空结构两端分别为冷凝管进水口 10和冷凝管出水口 11，该冷凝管进水口 10位于冷凝管出水口 11下方。所述的冷凝管进水口 10的入口处设置有自动阀，所述的浅池反应器7内部设置有加热装置，所述的微电脑控温仪15分别与上述的自动阀以及加热装置相连，当浅池反应器7内的光催化反应是放热反应时，微电脑控温仪15控制冷凝管进水口 10入口处自动阀打开的大小从而控制冷凝水管内的水流大小，来达到对浅池反应器7内的反应液降温的目的，当浅池反应器7内的光催化反应是吸热反应时，微电脑控温仪15控制浅池反应器7底部的加热装置工作，来达到对浅池反应器7内的反应液升温的目的。具体在本实施例中，微电脑控温仪15与磁力搅拌器12相连接，微电脑控温仪15与磁力搅拌器12共用一套导线，各自自带有开关，简化了结构，便于操作，且微电脑控温仪15能够控制反应液处于可控恒温状态，不仅可以研究温度对光催化反应效率的影响，还可以在研究除温度以外的因素对光催化反应效率的影响时，避免温度对研究的干扰。
[0031]本实用新型具体在使用时，过程如下:将装有反应液与光催化剂的浅池反应器7放置于磁力搅拌器12上，根据需要调整灯管固定架17处于合适位置，从而使氙灯灯管I与反应液之间处于一个合适的距离，并根据需要将合适数量和类型的滤波片4加装至滤波片支撑架3上，通过灯管控制器14调节氙灯灯管I的照射功率，并设置好照射时间，同时设置好微电脑控温仪15的温度控制值。打开磁力搅拌器12开关，磁性转子13在磁力搅拌器12的磁力驱使下搅动，使得反应液与光催化剂混合均匀，微电脑控温仪15使得反应液处于预设好的温度值状态。在光的作用下，恒温反应液在光催化剂催化下发生反应，当设置好的时间结束时，灯管控制器14的报警器发生报警，实验研究人员听到警报后打开反应器上箱体8进行取样或是停止实验。
[0032]以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，包括氙灯灯管(I)、反光镜(2)、滤波片支撑架(3)、灯管电源线(5)、氙灯电源控制箱(6)、浅池反应器(7)、磁力搅拌器(12)、排风扇(16)和灯管固定架(17)，其特征在于:还包括反应器上箱体(8)、反应器下箱体(9)、凹槽(91)、灯管控制器(14)、微电脑控温仪(15)和滑动调节装置(18);所述的反应器上箱体(8)和反应器下箱体(9)均为一面开口的方形盒状，该反应器下箱体(9)上端开口处的外侧壁上设置有一圈凹槽(91),反应器上箱体(8)下端开口处放置在凹槽(91)中；所述的灯管固定架(17)通过滑动调节装置(18)滑动设置于反应器上箱体(8)的内部，所述的滑动调节装置(18)包括滑动调节头(181)、滑动调节杆(182)、固定突起(183)和滑动调节孔(184)，上述的灯管固定架(17)两端与滑动调节头(181)固连，滑动调节头(181)上设置有固定突起(183)，上述的滑动调节杆(182)固连在反应器上箱体(8)的上方内壁面，滑动调节杆(182)沿其长度方向开设有若干等间距的滑动调节孔(184)，灯管固定架(17)通过固定突起(183)与滑动调节孔(184)活动位于上箱体(8)内不同的高度；所述的氙灯灯管(I)固定在灯管固定架(17)中心处，该氙灯灯管(I)外设置有一圈反光镜(2)，所述的氙灯灯管(I)通过灯管电源线(5)与灯管控制器(14)、氙灯电源控制箱(6)依次连接，灯管控制器(14)用于控制氙灯灯管(I)的功率大小与照射时间，所述的反应器上箱体(8)顶部安装有排风扇(16);所述的反应器下箱体(9)上部平行设置有若干滤波片支撑架(3)，该反应器下箱体(9)的底部放置有磁力搅拌器(12)，浅池反应器(7)放置在磁力搅拌器(12)的上面，该浅池反应器(7)内部放有磁性转子(13)，所述的浅池反应器(7)的壁为双层中空结构，该中空结构两端分别为冷凝管进水口(10)和冷凝管出水口(11)，所述的冷凝管进水口(10)的入口处设置有自动阀，所述的浅池反应器(7)内部设置有加热装置，所述的微电脑控温仪(15)分别与上述的自动阀以及加热装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，其特征在于:所述的凹槽(91)宽度等于上箱体(8)壁厚。
3.根据权利要求2所述的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，其特征在于:所述的微电脑控温仪(15)与磁力搅拌器(12)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，其特征在于:所述的滤波片支撑架(3)至少设置有两个。
5.根据权利要求4所述的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，其特征在于:所述的冷凝管进水口(10)位于冷凝管出水口(11)下方。
6.根据权利要求5所述的一种光源可调节反应液可恒温的多功能光催化反应器，其特征在于:所述的排风扇(16)位于氙灯灯管(I)的正上方。
【文档编号】B01J19/12GK203830004SQ201420279958
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】胡云虎, 王凤武, 徐迈 申请人:淮南师范学院