一种教学用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教学用光催化反应器，该光催化反应器包括内壁衬有反光层的壳体（8）、石英管（4）和光源（3），所述石英管（4）垂直固定于壳体（8）底部，光源（3）置于石英管（4）内，并垂直固定在壳体（8）底部，壳体（8）与石英管（4）围成冷凝装置；本实用新型可最大限度的减少实验过程中其他因素的干扰，可同时进行多组实验操作，节省试验时间，提高实验效率，提高紫外光能的利用效率，同时结构简单，操作方便，制作材料节省，适合实验室实验分析。
【专利说明】一种教学用光催化反应器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光催化反应，具体涉及一种教学用光催化反应器。
【背景技术】
[0002] 自1972年人们发现利用半导体金属氧化物二氧化钛单晶电极可光分解水以来， 半导体的光催化效应在环境治理和能源开发等方面引起人们的广泛关注和研究。大量研究 表明，纳米二氧化钛的光催化特性具有普适性，几乎对所有有机污染物都有降解能力，且效 果明显。
[0003] 近年来，光催化技术进展迅速，但是由于光催化反应器的限制，使得光催化技术难 以投入生产实践。现在使用的教学用的光催化反应器因光源的设定、结构的设计等条件限 制造成了效率低、高价位，以致未能在国内高校教学中普遍使用。
【发明内容】
[0004] 本实用新型目的在于提供一种能在提高光能利用效率的同时，简化光催化反应器 的结构，实现多组实验同时进行，节省实验时间的教学用光催化反应器。
[0005] 本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种教学用光催化反应器，包括内壁衬有反光层的壳体、石英管和光源，所述石英 管垂直固定于壳体底部，光源置于石英管内，并垂直固定在壳体底部，壳体与石英管围成冷 凝装置。优选光源置于壳体的正中间。所述的壳体可配合多点磁搅拌器使用，可充分混匀 反应液和光催化剂。光源可为柱形光源。
[0007] 该壳体为玻璃壳体。壳体的侧面的下端设置进水口，其对应侧面的上端设置出水 口。在壳体的顶部，与石英管围成的区域设置一个或多个取样孔。取样孔的正下方，在对应 位置可放置反应试管，方便取样。取样孔也可以带有活页盖。
[0008] 石英管与壳体之间设置一个或多个挡板，将冷凝装置分成多个区域。优选在多个 取样孔之间设有挡板。即在挡板之间放置反应试管，挡板可用于反应试管的固定。
[0009] 进水口设置低于挡板的最低处，出水口设置距离挡板上端的1/5处。
[0010] 在壳体内壁的顶端及石英管外壁的顶端均设有卡槽；而且，在高于进水口的壳体 侧壁，以及高于进水口的石英管侧壁均可设有卡槽，用于挡板的固定。可以通过调节挡板在 卡槽的位置，对反应试管加以固定，并可根据实验的需要适当的增加或减少挡板与反应试 管的数量。挡板为塑料挡板，挡板上部与壳体顶部的卡槽齐平。壳体设置可随意取下的顶 盖，使得光源和反应器可以方便地从壳体中取出和放入。光源垂直固定在壳体底部的固定 架上。
[0011] 与现有技术比较本实用新型有以下优点：
[0012] 1、结构简单，操作方便，制作材料节省；
[0013] 2、通过壳体内壁衬有反光层，实验时壳体顶盖加盖等措施，能最大程度减少实验 过程中其他因素的干扰；
[0014] 3、可同时进行多组实验操作，节省时间，提高实验效率，提高紫外光能的利用效 率；
[0015] 4、在壳体内壁的顶端与石英管外壁的顶端均存在卡槽，可对挡板进行随意调整， 包括数量、位置上的调整。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型的结构示意图；
[0017] 图2是本实用新型的俯视图；
[0018] 图3是本实用新型的壳体剖面图；
[0019] 图中，1-出水口，2-取样孔，3-光源，4-石英管，5-挡板，6-进水口，7-固定架， 8-壳体，9-卡槽。
[0020] 图4是pH值对光催化降解四环素的影响图；
[0021] 图5Ti02浓度对光催化降解四环素的影响图。
【具体实施方式】
[0022] 以下结合实例对本实用新型做进一步描述。
[0023] 如图1-3所不，一种教学用光催化反应器，包括内壁衬有反光层的壳体8、石英管4 和光源3,所述石英管4垂直固定于壳体8底部，光源3置于石英管4内，并垂直固定在壳体 8底部，壳体8与石英管4围成冷凝装置。优选光源3置于壳体8的正中间。所述的壳体8 可配合多点磁搅拌器使用，能充分混匀反应液和光催化剂，光源为柱形光源。
[0024] 该壳体8为玻璃壳体。壳体8的侧面的下端设置进水口 6,其对应侧面的上端设置 出水口 1。在壳体8的顶部，与石英管4围成的区域设置一个或多个取样孔2,方便取样。
[0025] 石英管4与壳体8之间设置挡板5,将冷凝装置分成多个区域。优选在多个取样孔 2之间设有挡板5。
[0026] 进水口 6低于挡板5的最低处，出水口 1距离挡板5上端的1/5处。在壳体8内 壁的顶端及石英管4外壁的顶端均设有卡槽9 ;在高于进水口 6的壳体8侧壁，高于进水口 6的石英管4侧壁均设有卡槽9,用于挡板5的固定。可以通过调节挡板在卡槽的位置对反 应试管加以固定，并可根据实验的需要适当的增加或减少挡板与反应试管的数量。挡板5 为塑料挡板，挡板5上部与壳体8顶部的卡槽9齐平。壳体8设置可随意取下的顶盖，使得 光源和反应器可以方便地从壳体中取出和放入。光源3垂直固定在壳体8底部的固定架7 上。
[0027] 使用该设备可研究不同因素对光催化降解有机污染物的影响。如在光催化降解四 环素的实验中，研究不同pH值以及Ti0 2浓度对降解效率的影响时，用石英试管配置100ml 的6组反应液，四环素初始浓度均为20mg/L，其中三组pH不做任何调整，Ti02浓度分别为 0. 5g/L，1. 5g/L，和2. 5g/L，另外三组Ti02浓度均为1. 5g/L，ph值分别通过NaOH和ΗΝ03调 整为2,6. 5和11。在这六组试管中放入磁搅拌子，然后放入反应器内，将塑料挡板5卡在 卡槽9上，对反应试管进行固定，将紫外光源垂直固定在壳体8底部的固定架7,盖上壳体8 的顶盖。将反应器放置在多点磁搅拌器上，将连接进水口的软管另一端连接水源，另一端接 到排水槽，打开磁力搅拌器，调整磁力搅拌器的转速，让反应溶液在黑暗搅拌30min以达到 吸附-解吸附平衡。然后打开水源，调整冷却水的流速，然后打开光源进行光催化降解四环 素。每隔一定的时间，打开壳体8的顶盖，对各试管反应液进行取样检测分析水体中残留的 四环素浓度。通过实验结果分析得到不同因素对110 2光催化降解四环素过程的影响（见 图4,图5)。
[0028] 如上所述，尽管已经表述和表示了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自 身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式 上和细节上作出各种变化。
【权利要求】
1. 一种教学用光催化反应器，其特征在于包括内壁衬有反光层的壳体（8)、石英管（4) 和光源（3)，所述石英管（4)垂直固定于壳体（8)底部，光源（3)置于石英管（4)内，并垂直 固定在壳体（8)底部，壳体（8)与石英管（4)围成冷凝装置。
2. 根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：所述的壳体（8)为玻璃壳体。
3. 根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：所述的壳体（8)的侧面的下端设 置进水口（ 6 )，其对应侧面的上端设置出水口（ 1)。
4. 根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：所述的壳体（8)的顶部，与石英 管围（4)成的区域设置一个或多个取样孔（2)。
5. 根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：所述的石英管（4)与壳体（8) 之间之间有挡板（5)，将冷凝装置分成多个区域，进水口（6)低于挡板（5)的最低处，出水口 (1)设置在距离挡板（5)上端的1/5处。
6. 根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：在壳体（8)内壁的顶端及石英管 (4)外壁的顶端均设有卡槽（9)。
7. 根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：在高于进水口（6)的壳体（8)侧 壁，高于进水口（6)的石英管（4)侧壁均设有卡槽（9)。
8. 根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：壳体（8)设置可随意取下的顶 盖。
9. 根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：光源（3)垂直固定在壳体（8)底 部的固定架（7)上.
10. 根据权利要求1所述的光催化反应器，其特征在于：所述的挡板（5)为塑料挡板，挡 板（5)上部与壳体（8)顶部的卡槽（9)齐平。
【文档编号】C02F1/32GK203890093SQ201420182044
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】魏传令, 罗朝晖, 李辉信, 李露, 赵海燕, 陆隽鹤, 陈丹 申请人:南京农业大学