一种光纤导光光化学反应装置制造方法及图纸

技术编号:15710010 阅读:274 留言:0更新日期:2017-06-27 23:29
本实用新型专利技术公开了一种光纤导光光化学反应装置,包括光源、导光光纤和电源,还包括透明套管、散热片、聚光杯和光源保护外壳,其中光源与电源连接,散热片设在光源上。该光化学反应装置通过光纤将光源的光导入反应体系中,使光源和反应体系传热相互不受影响,光的利用率能达到90%以上。本实用新型专利技术的优势是,通过使光源置于反应装置外,方便调节光频率和光强,光的入射端可集成在反应装置中,反应温度控制不受光源散热影响,反应可以在低温和高温区间内调控;导光光纤头连同其外罩的透明套管数目是一或多个;可基于此方法将所有反应装置集成为小型发光器件,即插即用;也可以通过光纤将光源控制系统和光反应体系分离,便于调控光频和光强。

Optical fiber light guiding photochemical reaction device

The utility model discloses an optical fiber light guide photochemical reaction device comprises a light source, a light guide fiber and the power supply also comprises a transparent casing, heat sink, and a light condensing cup protective shell, wherein the light source is connected with the power supply, the heat sink in the light. The photochemical reaction device passes the light of the light source into the reaction system through the optical fiber, so that the heat transfer between the light source and the reaction system is not influenced by each other, and the utilization rate of the light can reach more than 90%. The utility model has the advantages that the light source is arranged in the reaction device, easy to adjust the light frequency and light intensity, light incident end can be integrated in the reactor, the reaction temperature control is not affected by the light source heat dissipation effect, reaction can be controlled in low and high temperature range; light guide fiber head together with the number of the cover is transparent casing one or more; based on this method will all become small set of reaction device for light emitting device, plug and play; can also through fiber light source control system and light reaction separation, easy to control light frequency and light intensity.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤导光光化学反应装置
本技术属于光化学反应装置领域,特别涉及一种光纤导光光化学反应装置。
技术介绍
光化学反应是指在外界光照射下发生的化学反应,到上世纪60年代光化学反应机理的研究已经比较成熟,并且光化学反应也应用于实际生产,如烃的硝酰化反应、光卤化反应等。直到最近几年,在该领域的可见光催化才有了巨大的突破,成为一个热门的研究领域,真正发展成为有机合成的一种实用方法。这类方法主要是通过引入一种吸收特定波长的光媒介催化剂,然后通过催化剂使光的能量通过氧化或者还原(单电子转移)方式来诱导或催化反应,这类光参与的反应可广泛应用于物理、化学和生物等多个学科。而目前所知道的这些光媒介的分子,都在特定较窄的波长范围内有最好的吸收。因此,选择性波段的光照射诱导反应是最理想的效果。90年代以来,发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功,使LED灯得到广泛的应用,目前市场上有各种颜色的LED灯,其中单色光可以从紫外到红外,部分光波区间可以控制在5nm以内,且此类光源成本便宜,可以作为短波长光照反应的理想光源。光纤可以高效的传输光信号,在信息通讯领域应用广泛。光纤本身可以用来转移传递光的性能主要应用是光纤灯。光纤灯是以特殊高分子化合物做为芯材,以高强度透明阻燃工程塑料为外皮,可以保证在相当长的时间内不会发生断裂,变形等质量问题。光纤本身高强度,耐高温,高效传光的性质,可以作为理想的传光媒介。石英导光棒也可以作为光纤使用,具有透光率高,耐高温等优良特点。现有的光反应装置都是将宽波谱的光源置于体系之中或者围绕体系之外,光源发热很大,温度不易控制。其带来的后果是:1.光的吸收效率低;2.发光发热同时产生,不利于反应的控制(常温反应还需要加装冷凝系统),加热加压都受到光源本身耐受度的限制;3.相关的反应装置设置和操作复杂,无法用于实验室微量级别的反应。4.由于光效低,强光的泄露严重损害实验操作者或者生产者的眼睛。
技术实现思路
本技术提供了一种光纤导光光化学反应装置,其中光源和反应体系分离,通过光纤来导光,光源的发热不会影响反应体系,反应温度容易控制;反应光源能使用低成本的单色光源;能微型化成为微型集成体,在微反应体系中提供方便实用的光源;提高了光的使用效率。本技术采用如下技术方案解决上述技术问题:一种光纤导光光化学反应装置,包括光源、导光光纤和电源,其特征在于还包括透明套管、散热片、聚光杯和光源保护外壳,其中,所述光源与所述电源连接,所述散热片设于所述光源上,所述聚光杯设于所述光源与所述导光光纤的光入射端之间,所述导光光纤的另一端是导光光纤头,所述光源保护外壳设在所述光源和所述聚光杯外侧,所述透明套管的一端封闭,所述导光光纤头位于所述透明套管的封闭端内,所述导光光纤头连同所述透明套管的封闭端直接置于反应体系中。本技术的一个优选技术方案是,如上所述的光纤导光光化学反应装置,其特征在于所述导光光纤头连同其外罩的透明套管的数目是一个或多个。本技术的另一个优选技术方案是,如上所述的光纤导光光化学反应装置,其特征在于所述电源、所述光源、所述散热片、所述聚光杯和所述导光光纤能微型化并集成在所述透明套管中成为微型集成体。本技术的另一个优选技术方案是,如上所述的光纤导光光化学反应装置,其特征在于所述导光光纤和所述透明套管能置于封闭耐压系统反应体系中,所述耐压包括能承受10个大气压以下压力。本技术的又一个优选技术方案是,如上所述的光纤导光光化学反应装置,其特征在于所述光源为白炽灯、荧光灯、氙灯、无机发光二极管、有机发光二极管、单色光源、激光光源、高压汞灯以及低压汞灯中的一种。本技术的又一个优选技术方案是,如上所述的光纤导光光化学反应装置,其特征在于所述电源与所述光源通过导线远程连接,所述电源为交流电源或直流电源。本技术的又一个优选技术方案是,如上所述的光纤导光光化学反应装置,其特征在于所述透明套管的材质为玻璃、石英或其他透明材质。本技术的又一个优选技术方案是,如上所述的光纤导光光化学反应装置,其特征在于所述导光光纤材料包括所有使传导的光产生全反射的材料。本技术的有益效果在于:一、相对于使用外置光源直接照射的反应体系,本技术的光纤导光光化学反应装置的光输出部分内置于反应体系中,整个系统的光损耗接近光纤的传输损耗,输出的光到反应体系的利用率能达到90%以上,10%为光纤传导损耗。并且,由于光大部分传导到体系中,因此不存在光泄露造成的对人体的伤害。二、相对于将光源直接内置于光化学反应体系中的装置,本技术的光纤导光光化学反应装置的光源并没有直接放置在反应体系内,而是通过光纤将光输入反应体系中。这样不会出现光源在反应体系中发热的问题,在反应体系中不需要额外安装冷却系统。此外,本技术的光纤导光光化学反应装置也使得在高温、高压下的反应体系更为简单,只要在导光光纤和透明套管能承受的温度和压力下,都可以使用此套设备。当使用耐高温玻璃光纤时反应温度可以到达200℃以上。使用内置高压密封玻璃体系,可以在10个大气压下反应。三、本技术的光纤导光光化学反应装置能够微型化并集成在玻璃套管中成为微型集成体,使用直流电池作为电源来供电,套管上可装配磨口或其它接口,能与常规的反应容器直接配合使用。依靠导光光纤可弯曲的特性,还可以将光源电源集成到体系外,便于设计可调的多功能的光源。此外,本技术光纤导光光化学反应装置成本低廉,所有材料均在市场有销售,作为产品具有很强的实用性和价格竞争优势。本技术的光纤导光光化学反应装置可用于物理器件制备、有机合成和生物合成等领域。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分,并与本技术的实施例一起,用于解释本技术,并不构成对本技术的限制。在附图中:图1是根据本技术的光纤导光光化学反应装置的一个实施例的结构示意图。图2是根据本技术的光纤导光光化学反应装置的一个实施例放在反应体系中的结构示意图。图3是根据本技术的光纤导光光化学反应装置的一个优选实施例放在反应体系中的结构示意图。图4是根据本技术的光纤导光光化学反应装置的另一个优选实施例放在反应体系中的结构示意图。图5是根据本技术的光纤导光光化学反应装置的多光路反应器的实施例放在反应体系中的结构示意图。图6是根据本技术的光纤导光光化学反应装置的另一个优选实施例放在封闭耐压反应体系中的结构示意图。图中的符号分别代表:1.透明套管;2.散热片;3.光源;4.聚光杯;5.光源保护外壳;6.导光光纤;7.导光光纤头;8.电源;9.反应体系;10.整个电源和光源体系。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术,并不用于限定本技术。实施例本技术的一个实施例,如图1所示的一种光纤导光光化学反应装置,包括光源3、导光光纤6和电源8,其特征在于还包括透明套管1、散热片2、聚光杯4和光源保护外壳5,其中,所述光源3与所述电源8连接,所述散热片2设于所述光源3上,所述聚光杯4设于所述光源3与所述导光光纤6的光入射端之间,所述导光光纤6的另一端是导光光纤头7,所述光源保护外壳本文档来自技高网
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一种光纤导光光化学反应装置

【技术保护点】
一种光纤导光光化学反应装置,包括光源(3)、导光光纤(6)和电源(8),其特征在于还包括透明套管(1)、散热片(2)、聚光杯(4)和光源保护外壳(5),其中,所述光源(3)与所述电源(8)连接,所述散热片(2)设于所述光源(3)上,所述聚光杯(4)设于所述光源(3)与所述导光光纤(6)的光入射端之间,所述导光光纤(6)的另一端是导光光纤头(7),所述光源保护外壳(5)设在所述光源(3)和所述聚光杯(4)外侧,所述透明套管(1)的一端封闭,所述导光光纤头(7)位于所述透明套管(1)的封闭端内,所述导光光纤头(7)连同所述透明套管(1)的封闭端直接置于反应体系(9)中。

【技术特征摘要】
1.一种光纤导光光化学反应装置,包括光源(3)、导光光纤(6)和电源(8),其特征在于还包括透明套管(1)、散热片(2)、聚光杯(4)和光源保护外壳(5),其中,所述光源(3)与所述电源(8)连接,所述散热片(2)设于所述光源(3)上,所述聚光杯(4)设于所述光源(3)与所述导光光纤(6)的光入射端之间,所述导光光纤(6)的另一端是导光光纤头(7),所述光源保护外壳(5)设在所述光源(3)和所述聚光杯(4)外侧,所述透明套管(1)的一端封闭,所述导光光纤头(7)位于所述透明套管(1)的封闭端内,所述导光光纤头(7)连同所述透明套管(1)的封闭端直接置于反应体系(9)中。2.根据权利要求1所述的光纤导光光化学反应装置,其特征在于所述导光光纤头(7)连同其外罩的透明套管(1)的数目是一个或多个。3.根据权利要求1所述的光纤导光光化学反应装置,其特征在于所述电源(8)、所述光源(3)、所述散热片(...

【专利技术属性】
技术研发人员:杭晓春潘晓阳陈志宽
申请(专利权)人:南京工业大学
类型:新型
国别省市:江苏,32

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