一种简易的实验室用光催化反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种简易的实验室用光催化反应器，包括暗箱，及设在暗箱内的玻璃容器，所述玻璃容器内设有石英管，石英管内设有内置光源的灯管；所述石英管中填充有冷凝水，石英管顶部加盖有胶塞，胶塞上贯穿有延伸进石英管腔体内的冷凝水出水管，石英管的底部连通有自玻璃容器顶部延伸进其腔体内的冷凝水入管；所述玻璃容器顶部还设有延伸进其腔体底部的通气管；胶塞顶部设有连接灯管的电源连接线。该反应器光源可人工调控，可以测定特定纳米材料的光催化性能，光照强度均匀、密闭性好，有效提高了光利用效率和光催化反应速率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种简易的实验室用光催化反应器，属于光催化反应装置的

技术介绍
目前，化学与化工实验室所用的光催化反应器主要有聚集式和非聚集式两类。非聚集式光催化反应器，可以采用电光源，也可以采用天然太阳光源，光源的光线以垂直或近乎垂直于反应面的方式照射反应面。这种光催化反应器虽然结构简单、操作方便，但其反应面的光照强度不均匀，使得光催化反应不均匀，光催化效率及利用率不高，且用太阳光的反应器反应速率较慢。聚集式光催化反应器以人工光源作为光源，光源位于该反应器的中央，与容器内壁形成环状反应室。这种光催化反应器光催化效率高，但光照射面积有限，搅拌条件不易实现。也可将反应器置于磁力搅拌器上来实现溶液的混合搅拌，但装置的组合安装稳定性不足，限制了其使用规模。同时，实验室用光催化仪器动辄几万元，大大增加了试验的经济成本。因此，设计一种自制的、简易的实验室用光催化反应器成为必然。
技术实现思路
针对目前实验室用光催化反应器试验成本高、组合稳定性不足、光催化效率及利用率低的特点，本技术提供了一种简易的实验室用光催化反器，该反应器光源可人工调控，光照强度均匀、密闭性好，光催化效率及利用率高。本技术采用的技术方案是:—种简易的实验室用光催化反应器，包括暗箱，及设在暗箱内的玻璃容器，所述玻璃容器内设有石英管，石英管内设有内置光源的灯管；所述石英管中填充有冷凝水，石英管顶部加盖有胶塞，胶塞上贯穿有延伸进石英管腔体内的冷凝水出水管，石英管的底部连通有自玻璃容器顶部延伸进其腔体内的冷凝水入水管；所述玻璃容器顶部还设有延伸进其腔体底部的通气管；胶塞顶部设有连接灯管的电源连接线。进一步地，所述玻璃容器通过固定板与暗箱连接。进一步地，所述玻璃容器侧壁设有取样管，对应取样管的暗箱侧壁设有取样窗口。进一步地，在玻璃容器的外壁包裹有铝箔层。进一步地，所述玻璃容器顶部设有机玻璃盖，石英管通过上端的喇叭型开口垂直悬挂于有机玻璃盖的中心圆孔上，实现自身的固定。进一步地，在暗箱的顶部设有双开式顶门，暗箱上方侧壁上设有便于贯穿冷凝水入管的U型窗口，在暗箱两侧设有把手。进一步地，所述光源为紫外光源，内置高压汞灯。进一步地，所述光源为可见光源，内置高压钠灯。进一步地，玻璃容器与所述石英管形成中空结构中盛装有催化剂和反应液混合物。本技术的简易光催化反应器，由于冷凝水系统设在反应混合液的内层，直接带走了灯管产生的大量热能，给反应体系提供了更加恒定的温度环境；通过外部鼓入空气使溶液处于持续运动状态，促进光、固、液的密切接触，加速传质过程；同时，由于反应器表面覆盖铝箔及暗箱的设计，使得光催化效率和光利用率较传统光催化反应器有较大的提高，特别适用于纳米颗粒对有机污染物或有色染料的光催化降解。【附图说明】图1为本技术的剖面图。图2为图1中石英管顶端的局部放大图。图3为本技术的右视图。图4为本技术的有机玻璃盖的俯视图。图5为本技术的固定板的俯视图。图中:1、灯管；2、石英管；3、玻璃容器；4、暗箱；5、光源；6、光源系统；7、取样管；8、取样窗口 ；9、冷凝水入水管；10、胶塞；11、冷凝水出水管；12、通气管；13、有机玻璃盖；14、固定板；15、铝箔层；16、橡胶底座；17、双开式顶门；18、U型窗口 ；19、把手；20、固定板开口。【具体实施方式】现结合附图和实施例对本技术的技术方案进行进一步说明，但是本技术不仅限于下述的实施方式。如图1所示，本技术的一种简易的实验室用光催化反应器，主要由光源、循环冷凝水、反应容器和环境系统四部分组成。灯管I与光源5组成光源系统6 ;石英管2、灯管I与胶塞10形成封闭循环冷凝水系统；玻璃容器3、有机玻璃盖13与石英管2形成封闭的反应系统；暗箱4给光催化反应系统提供密闭的无光空间作为环境系统。其中:在暗箱4内设有玻璃容器3，玻璃容器3通过固定板14与暗箱4连接。玻璃容器3内设有石英管2，石英管2内设有内置光源5的灯管1，石英管2中填充有冷凝水，石英管2顶部加盖有胶塞10，灯管I垂直固定于胶塞10下，并嵌入胶塞，胶塞中心打孔，实现光源5与外电路连接；胶塞10上贯穿有延伸进石英管2腔体内的冷凝水出水管11，见图2局部放大图所示；石英管2的底部连通有自玻璃容器3顶部延伸进其腔体内的冷凝水入水管9 ;玻璃容器3顶部还设有延伸进其腔体底部的通气管12 ;胶塞10顶部设有连接灯管I的电源连接线。玻璃容器3侧壁设有取样管7，对应取样管7的暗箱4侧壁设有取样窗口 8。如图3所示，在暗箱4的顶部设有双开式顶门17，暗箱4上方侧壁上设有便于贯穿冷凝水入管9的U型窗口 18，在暗箱4两侧设有把手19。如图4结合图1所示，玻璃容器3顶部设有机玻璃盖13，由图可知，石英管2上端呈喇叭型开口，管口直径明显大于管身直径，可稳定卡在有机玻璃盖13上。石英管2通过上端的喇机型开口垂直悬挂于有机玻璃盖13的中心圆孔上，实现自身的固定。下端呈球形，并设有冷凝水入口。如图5所示，为用于将暗箱4与玻璃容器3连接的固定板14示意图，固定板中心开孔，用于将玻璃容器3于暗箱4中固定，图中20为固定板开口，便于安放玻璃容器时取样管的通行。本技术装置中，光源5可依据波长范围的不同，更换相应灯源。光催化反应的灯源当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种简易的实验室用光催化反应器，其特征在于：包括暗箱(4)，及设在暗箱(4)内的玻璃容器(3)，所述玻璃容器(3)内设有石英管(2)，石英管(2)内设有内置光源(5)的灯管(1)；所述石英管(2)中填充有冷凝水，石英管(2)顶部加盖有胶塞(10)，胶塞(10)上贯穿有延伸进石英管(2)腔体内的冷凝水出水管(11)，石英管(2)的底部连通有自玻璃容器(3)顶部延伸进其腔体内的冷凝水入水管(9)；所述玻璃容器(3)顶部还设有延伸进其腔体底部的通气管(12)；胶塞(10)顶部设有连接灯管(1)的电源连接线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙强强，王之宇，周春生，张国春，
申请(专利权)人：商洛学院，
类型：新型
国别省市：陕西;61