可对污染物光催化降解产物进行实时分离及检测的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于污水处理和环境保护技术领域，涉及一种可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置，包括光催化反应瓶、可更换式光源、曝气装置、层析柱以及实时分离和检测装置；光催化反应瓶的顶部以及底部分别设置有顶部开口以及底部开口；光催化反应瓶的瓶身上设置有气体进口以及气体出口；可更换式光源通过光催化反应瓶的顶部开口插入光催化反应瓶中；曝气装置通过光催化反应瓶瓶身上的气体进口与光催化反应瓶内部相贯通；层析柱和光催化反应瓶的底部开口相连通，实时分离和检测装置与层析柱相连通。本实用新型专利技术具有可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测且灯源和层析柱可换等优点。

Device for real-time separation and detection of photocatalytic degradation products of pollutants

The utility model belongs to the technical field of sewage treatment and environmental protection, and relates to a device for real-time separation and detection of pollutants photocatalytic degradation products, including photocatalytic reaction bottle, replaceable light source, aeration device, column chromatography and real-time separation and detection device; a top opening and the bottom opening are respectively arranged at the top of the photocatalytic the reaction bottle and the bottle bottom; photocatalytic reaction bottle is provided with a gas inlet and a gas outlet; a replaceable light source into the photocatalytic reaction bottle through the top of the photocatalytic reaction bottle opening; aeration device by photocatalytic reaction bottle on the gas inlet and the internal photocatalytic reaction bottle through column chromatography; and the photocatalytic reaction of the bottom of the bottle opening is communicated with the real-time separation and detection device is communicated with the chromatographic column. The utility model has the advantages of real-time separation and detection of the photocatalytic degradation products of pollutants and the replacement of the lamp source and the chromatographic column.

【技术实现步骤摘要】
可对污染物光催化降解产物进行实时分离及检测的装置
本技术属于污水处理和环境保护
，涉及一种可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置。
技术介绍
随着世界经济的迅猛发展，工业化、汽车化和城市化等制造的各种污染物，使得环境受到严重污染，危害了人类的健康，其中最严重是水体污染，大量有毒有害物质流入水体，引起水质下降，毒死水生生物，然而自然降解的自净能力有限，故光催化降解有毒有害物质是很必要的。近几十年来，光催化技术因具有反应条件温和、能耗低、极大的减少了环境污染等突出优点，使得环境得到有效的改善和保护。开发新型光催化降解仪器是急迫所需。大多数光催化降解仪器装置用到的灯源是固定某种波长的光源，不可更换。中国技术专利CN205011533U公开了一种超声-光催化联用反应装置，该装置有效降解有机废水，矿化了大部分有机污染物，且有杀菌消毒的作用，但其灯源不可换且没有对降解的中间产物实时分离及检测；中国技术专利CN201325911Y公开了在线监测双膜净水设备，该设备所用的检测仪可实时监测水质，净化的水可直接饮用，但其没有对降解产物进行实时分离；中国技术专利CN203513323U公开了一种可循环降解工业废水中高浓度有机物的光催化智能装置，该装置用到了紫外光降解有机物，用UV在线监测，但其灯源不可换也没有对降解产物进行实时分离；中国专利技术专利CN102151534B，虽然有分离系统(冷凝器和回流管)和检测系统，但是分离系统太过复杂且不易操作，检测系统只用到了气相色谱(GC)，检测不够完善。综上说述，利用GC-MS和紫外实时检测，以及降解产物分离的一体化光催化反应装置至今还没有，因此技术可实时分离和检测降解产物且灯源可换的光催化装置很有必要。本技术的分离装置是柱径可调、长短可换和种类不同的层析柱。柱层析的原理是利用混合物中各组分在某一物质中的吸附、溶解能力或其它亲和作用性能的差异，使混合物的溶液流经这种物质时，进行反复的吸附或者分配等作用，从而将组分分开。柱层析是一种成熟且分离效率很高的分离技术，广泛的应用于实验室和工业上。通过对降解产物的实时分离和检测，可推测污染物的降解机理。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本技术的目的在于提供一种可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置，其特征在于：所述可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置包括光催化反应瓶、可更换式光源、曝气装置、层析柱以及实时分离和检测装置；所述光催化反应瓶的顶部以及底部分别设置有顶部开口以及底部开口；所述光催化反应瓶的瓶身上设置有气体进口以及气体出口；所述可更换式光源通过光催化反应瓶的顶部开口插入光催化反应瓶中；所述曝气装置通过光催化反应瓶瓶身上的气体进口与光催化反应瓶内部相贯通；所述光催化反应瓶底部开口通过层析柱与实时分离和检测装置相连通。作为优选，本技术所采用的实时分离和检测装置是气体流量含量检测仪、气相色谱质谱联用仪、紫外可见光光度计或其组合。作为优选，本技术所采用的实时分离和检测装置是气体流量含量检测仪时，所述气体流量含量检测仪与光催化反应瓶瓶身上的气体出口相连通；所述实时分离和检测装置是气相色谱质谱联用仪和/或紫外可见光光度计时，所述气相色谱质谱联用仪和/或紫外可见光光度计与层析柱的底部相连通。作为优选，本技术所采用的气体流量含量检测仪包括出气流量计、气体流量计以及二氧化碳测量仪，所述二氧化碳测量仪的灵敏度是0.1ppm，所述二氧化碳测量仪的检测范围0至10000ppm；所述光催化反应瓶瓶身上的气体出口通过出气流量计分别与气体流量计以及二氧化碳测量仪相连通；所述出气流量计与气体流量计之间设置有气体流量阀门；所述出气流量计与二氧化碳测量仪之间设置有二氧化碳测量仪阀门。作为优选，本技术所采用的层析柱包括层析柱进口以及层析柱出口；所述层析柱进口上设置有分合接口；所述光催化反应瓶的底部开口通过排泄阀门与分合接口相连；所述层析柱出口设置有底部阀门、漏液阀门以及紫外检测阀门和/或气质联用检测阀门；所述底部阀门通过紫外检测阀门与紫外可见光光度计相连；所述底部阀门通过气质联用检测阀门与气相色谱质谱联用仪相连；所述底部阀门与漏液阀门相连通。层析柱可一体化使用，也可拆分单独使用，可换用不同种类(玻璃层析柱、大孔吸附树脂层析柱和有机玻璃层析柱等)、不同柱径、不同长度的层析柱，固定相可以为硅胶、氧化铝等，便于降解物的分离。作为优选，本技术所采用的层析柱内部设置有砂板。作为优选，本技术所采用的曝气装置包括通气泵、进气流量计、进气阀门以及进气管；所述通气泵通过进气阀门以及进气流量计与进气管相连通；所述进气管光催化反应瓶瓶身上的气体进口与光催化反应瓶内部相贯通；处于光催化反应瓶内部的进气管的端部和/或侧壁上开设有曝气头。作为优选，本技术所采用的可更换式光源包括第一玻璃管、第二玻璃管、进口、出口、电线灯套以及灯源；所述第一玻璃管套装在第二玻璃管外部并与第二玻璃管之间设置有空隙；所述第一玻璃管的管壁上开设有进口以及出口，通入的可以是水，也可以是其他溶剂，视情况通入相应的液体；所述灯源置于第二玻璃管内部；所述电线的一端与灯源相连，另一端从第二玻璃管的端部伸出；所述进口通过第一玻璃管与第二玻璃管之间的空隙与出口相贯通。作为优选，本技术所采用的第一玻璃管的管壁上套装有密封套。作为优选，本技术所采用的灯源是LED灯、汞灯、碘钨灯、紫外灯或氙灯中的任意一种灯管；所述灯源的强度是可调节的。与现有技术相比，本技术的优点和有益效果如下：1)本技术提供了一种实时分离、检测污染物光催化降解产物的装置，可一体化使用，也可单独使用。可根据实验需要更换目标污染物种类，进行一种或者多种污染物降解测试，再通入相应的气体(臭氧、氧气及空气等)，可方便的控制反应条件，并能够实现中间产物的实时分离、检测。2)光催化降解的产物碎片可实时分离检测，气相碎片(CO2)用二氧化碳测量仪进行检测分析，液相碎片用气相色谱质谱联用仪和紫外可见分光光度计检测分析。3)可通入臭氧，臭氧是一种氧化性极强的氧化剂，具有杀菌、消毒、除色等功能，可协同光催化降解，可以有效的用于污水的处理中；可通入氧气，氧气是一种氧化性较强的氧化剂，可以加速氧化有毒有害物质，促进光催化降解；可通入空气，可使反应条件温和，可用于柱层析加压；可通入氮气，可赶走仪器内其他气体，也可以作为保护气。4)灯源可换，根据条件需求，选择不同类型的灯源。可选紫外灯、氙灯、碘钨灯、汞灯和LED灯等，紫外光除了可做光催化降解的光源，同时还具有杀菌消毒作用。5)层析柱可换玻璃层析柱、大孔吸附树脂层析柱和有机玻璃层析柱等种类。可一体化使用，也可拆分单独使用，可换用不同柱径、不同长度的层析柱，以便于降解物的分离。本技术提出一种实时分离、检测污染物光催化降解产物的装置，可实现光源可调、中间产物可分离、反应过程实时检测的一体化装置，同时光催化装置可通入臭氧(氧气或空气)参与反应，通入空气时，可用于柱层析分离加压。此外，使用的紫外光、臭氧都具有杀菌消毒功能，可用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置，其特征在于：所述可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置包括光催化反应瓶（9）、可更换式光源、曝气装置、层析柱以及实时分离和检测装置；所述光催化反应瓶（9）的顶部以及底部分别设置有顶部开口以及底部开口；所述光催化反应瓶（9）的瓶身上设置有气体进口以及气体出口；所述可更换式光源通过光催化反应瓶（9）的顶部开口插入光催化反应瓶（9）中；所述曝气装置通过光催化反应瓶（9）瓶身上的气体进口与光催化反应瓶（9）内部相贯通；所述光催化反应瓶（9）底部开口通过层析柱与实时分离和检测装置相连通和/或实时分离和检测装置与光催化反应瓶（9）瓶身上的气体出口相连通。

【技术特征摘要】
1.一种可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置，其特征在于：所述可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置包括光催化反应瓶（9）、可更换式光源、曝气装置、层析柱以及实时分离和检测装置；所述光催化反应瓶（9）的顶部以及底部分别设置有顶部开口以及底部开口；所述光催化反应瓶（9）的瓶身上设置有气体进口以及气体出口；所述可更换式光源通过光催化反应瓶（9）的顶部开口插入光催化反应瓶（9）中；所述曝气装置通过光催化反应瓶（9）瓶身上的气体进口与光催化反应瓶（9）内部相贯通；所述光催化反应瓶（9）底部开口通过层析柱与实时分离和检测装置相连通和/或实时分离和检测装置与光催化反应瓶（9）瓶身上的气体出口相连通。2.根据权利要求1所述的可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置，其特征在于：所述实时分离和检测装置是气体流量含量检测仪、气相色谱质谱联用仪（20）、紫外可见光光度计（21）或其组合。3.根据权利要求2所述的可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置，其特征在于：所述实时分离和检测装置是气体流量含量检测仪时，所述气体流量含量检测仪与光催化反应瓶（9）瓶身上的气体出口相连通；所述实时分离和检测装置是气相色谱质谱联用仪（20）和/或紫外可见光光度计（21）时，所述气相色谱质谱联用仪（20）和/或紫外可见光光度计（21）与设置在光催化反应瓶（9）的底部开口的层析柱相连通。4.根据权利要求3所述的可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置，其特征在于：所述气体流量含量检测仪包括出气流量计（6）、气体流量计以及二氧化碳测量仪；所述光催化反应瓶（9）瓶身上的气体出口通过出气流量计（6）分别与气体流量计以及二氧化碳测量仪相连通；所述出气流量计（6）与气体流量计之间设置有气体流量阀门（7）；所述出气流量计（6）与二氧化碳测量仪之间设置有二氧化碳测量仪阀门（8）。5.根据权利要求3或4所述的可对污染物光催化降解产物进行实时分离和检测的装置，其特征在于：所述层析柱包括层析柱进口以及层析柱出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈连清，张成江，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42