一种粉末材料动态吸附性能的测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种粉末材料动态吸附性能的测试装置，所述测试装置包括测试套组、用于将待测液导入测试套组进液端的输液装置和用于对测试套组抽真空且设于测试套组出液端的抽真空装置，所述测试套组内设有缓冲吸附过滤结构，所述测试套组的出液端设有采样口。该装置可用于快速、准确评测各类粉末吸附材料的吸附动力学、吸附穿透时间、饱和吸附容量、脱附率等，有利于高效选取优质粉末型吸附剂，在吸附剂研发、评测领域具备极大的应用空间。

A testing device for dynamic adsorption properties of powder materials

The utility model discloses a testing device for dynamic adsorption performance of powder material. The test device includes a test set group, a transfusion device used to import the test sleeve into the liquid end of the test sleeve and a vacuum installation for the test sleeve group, which is vacuumed and placed at the end of the test sleeve. The test sleeve is equipped with a buffer suction. A sampling port is arranged at the outlet end of the test sleeve group. The device can be used to quickly and accurately evaluate the adsorption kinetics, adsorption penetration time, saturated adsorption capacity and desorption rate of all kinds of powder adsorbents. It is beneficial to select high quality powder adsorbents and have great application space in the field of research and evaluation of adsorbents.

【技术实现步骤摘要】
一种粉末材料动态吸附性能的测试装置
本技术属于吸附材料研发评测
，具体涉及一种粉末材料动态吸附性能的测试装置。
技术介绍
吸附材料在环境污染治理中起着举足轻重的作用，其性能的优劣不仅直接影响治理的效果，更直接影响相关反应器的设计及治理工艺的整套设计。为此，往往在实际应用前需对吸附材料的性能进行综合评测，常见的有静态烧杯实验法及动态层析测试法。典型的静态烧杯实验法，即将吸附材料加入设定浓度的待测污染物溶液中，根据一段时间后溶液污染物浓度的降低来判断其吸附效率或吸附容量，该方法常见于吸附材料的吸附性能评测。静态烧杯实验法的优点是操作简便，可模拟一些实际污染水平，通过加入材料后污染水平的衰减获取材料的治理效率；缺点是该方法耗时较长，无法准确反应吸附材料的实际应用性能，多为理想条件下的最优参考值，无法评测停留时间对吸附性能的影响，也无法获取完整的吸附动态曲线，捕捉材料的吸附穿透时间。学术界在评测吸附材料性能方面也采用动态层析测试法，该方法将吸附材料装填于层析柱中，监测待测污染物通过吸附层析层的前后浓度变化，用于评测填充材料的吸附性能。该方法测试时吸附材料用量少，可快速获取吸附材料在模拟工况下的单次去除效率、吸附穿透时间、(半)饱和吸附容量以及饱和后的脱附效率等。然而，目前动态层析测试法仅针对颗粒成型材料，在粉末吸附材料评测方面较为空白，同时该方法还存在易堵塞、易形成沟流、易剥蚀材料、测试稳定性不足等问题。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提供一种粉末材料动态吸附性能的测试装置，目的是便于对粉末吸附材料进行吸附测试。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种粉末材料动态吸附性能的测试装置，所述测试装置包括测试套组、用于将待测液导入测试套组进液端的输液装置和用于对测试套组抽真空且设于测试套组出液端的抽真空装置，所述测试套组内设有缓冲吸附过滤结构，所述测试套组的出液端设有采样口。所述测试套组包括套组本体、设于套组本体内的缓冲吸附过滤结构和蓄液腔，缓冲吸附过滤结构包括从套组本体进液端到出液端方向依次设置的进水缓冲层、供试粉末吸附材料层、微孔滤膜层和石英砂芯层，所述抽真空装置与蓄液腔连接，所述采样口设于蓄液腔底端。通过设置套组支架和可沿套组支架高度方向移动的圆环套接安装测试套组，所述套组本体包括下套件和盖合于下套件且与下套件形成容纳腔体的上套件，且上套件与下套件可拆卸连接。所述石英砂芯层内嵌于下套件的顶端内侧，石英砂芯层与下套件的内壁围合形成所述蓄液腔。所述进水缓冲层为石英棉层。所述石英棉层的厚度为0.2～0.4cm。所述抽真空装置包括真空泵和真空泵管，真空泵通过真空泵管与蓄液腔连接。所述输液装置包括蠕动泵和输液管，蠕动泵通过输液管将待测物溶液导入测试套组的进液端。所述测试装置还包括套接软管和夹紧套接软管的夹子，所述套接软管与采样口套接。所述测试装置还包括设于采样口底端用于收集套接软管导出液体的采集容器。所述套接软管与蠕动泵管应对待测污染物吸附较低，且应预先用待测物溶液充分润洗。该装置可结合实验需求选取不同的采样时间段及采样时长，使用、拆装便捷，测试稳定性强。测试结束后供试粉末材料可完整收集，亦可继续开展饱和吸附材料的脱附实验。该装置可用于快速、准确评测各类粉末吸附材料的吸附动力学、吸附穿透时间、饱和吸附容量、脱附率等，有利于高效选取优质粉末型吸附剂，在吸附剂研发、评测领域具备极大的应用空间。该装置的使用步骤如下：1)将测试套组拆分为二，在测试套组内嵌石英砂芯层上方垫一张0.8μm微孔滤膜，用去离子水充分润湿，使滤膜与石英砂芯层粘连，不易剥落，再用圆环将测试套组套接并固定于套组支架上。2)称取一定量的供试粉末材料，置于0.8μm微孔滤膜上。将测试套组与套接软管套接，用夹子夹紧软管后，用适量不含待测污染物的去离子水润洗供试粉末，用手轻轻晃动套组支架，使粉末与去离子水充分混匀。将测试套组与真空泵连接，快速抽离去离子水，使供试粉末均匀平铺在滤膜上。粉末材料平铺厚度应低至肉眼无法辨识，质量以0.1～0.3g为参考，过低导致称样量受限，测试代表性不足，过高导致进水流速受限，影响测试时长。一般通过预实验确定材料称样量及相应进水流速，进水流速建议2～3mL/min，应接近但不大于出水流速，以免体系积液或材料、溶液接触受限，影响测试准确性。3)取下套接软管上的夹子，舍弃滤液。在平铺的粉末材料上垫加0.4g石英棉，用玻璃棒轻轻压实，控制其厚度约为0.2～0.4cm。通过蠕动泵以预先确定的恒定进水流速吸取待测物溶液进入测试套组，通过石英棉与供试粉末材料充分接触，避免直接接触对平铺的供试粉末形成冲击。4)采样期间，出水通过0.8μm微孔滤膜、测试套组内嵌石英砂芯层及套接软管进入采样烧杯；非采样期间，用废液杯代替采样烧杯。从体系开始出水计时，于设定的不同时间点取样保存。5)测试结束，反转蠕动泵，吸回蠕动泵管中的余液，并用镊子取出石英棉。若停止实验，分离测试套组，收集滤膜上的供试粉末材料，将各时间点采集的出水样品处理后上机测试待测物浓度。若继续开展供试粉末材料的脱附实验，则更换待测物溶液为淋洗剂，用淋洗剂充分润洗蠕动泵管及套接软管，余下操作参照步骤3)、4)、5)进行。6)以测得的出水污染物浓度为纵坐标(单位mg/L)，对应采样时间点为横坐标(单位min)，算出出水浓度积分值(单位min*mg/L)。将进水污染物浓度(单位mg/L)乘以特定出水浓度的对应时间点(单位min)，作为进水浓度积分值(单位min*mg/L)。记录进水流速(单位L/min)及供试粉末材料装填量(单位g)，即可算出该吸附材料特定出水浓度下的吸附量(单位mg/g)。计算公式如下：该公式可用于计算饱和吸附容量，也可选取任意穿透浓度，计算以穿透浓度为限的材料吸附量。此外，该装置也可用于评价吸附材料对待测污染物的单次吸附去除效率及脱附效率等，具体计算公式如下：该装置还可用于考察粉末吸附材料对待测污染物的吸附动力学，评价不同材料的吸附性能(如饱和吸附容量、穿透时间等)。本技术的有益效果：1)有力填补了粉末材料动态吸附测试方法的空白；可用于快速、准确评测各类粉末吸附材料的吸附动力学、吸附穿透时间、饱和吸附容量、脱附率等，有利于高效选取优质粉末型吸附剂，在吸附剂研发、评测领域具备极大的应用空间；2)装置拼接与拆解简易快捷，部件廉价易得，成本经济；3)该装置采用0.8μm微孔滤膜作为供试材料的下垫层，材料不损失，易于收集，吸附测试结束可立即开展脱附测试，也可收集吸附后材料用于科研；4)该装置采用对待测污染物不具吸附性的石英棉作为供试材料的上垫层，用于缓冲体系进水，避免直接进水对平铺的粉末材料形成冲击，影响材料的均匀平整分布，进而影响测试准确性；5)该装置测试粉末吸附材料吸附性能时，材料用量仅需0.1～0.3g，测试时长酌情为20min～12h不等，测试快速准确；6)与颗粒成型材料动态吸附测试相比，该装置及方法不堵塞、不形成沟流、不剥蚀材料、测试更稳定。附图说明本说明书包括以下附图，所示内容分别是：图1是本技术的结构示意图；图2是测试套组结构示意图；图3是图2的局部放大图；图4是实施例1中粉末材料A动态吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉末材料动态吸附性能的测试装置，其特征在于：所述测试装置包括测试套组、用于将待测液导入测试套组进液端的输液装置和用于对测试套组抽真空且设于测试套组出液端的抽真空装置，所述测试套组内设有缓冲吸附过滤结构，所述测试套组的出液端设有采样口。

【技术特征摘要】
1.一种粉末材料动态吸附性能的测试装置，其特征在于：所述测试装置包括测试套组、用于将待测液导入测试套组进液端的输液装置和用于对测试套组抽真空且设于测试套组出液端的抽真空装置，所述测试套组内设有缓冲吸附过滤结构，所述测试套组的出液端设有采样口。2.根据权利要求1所述粉末材料动态吸附性能的测试装置，其特征在于：所述测试套组包括套组本体、设于套组本体内的缓冲吸附过滤结构和蓄液腔，缓冲吸附过滤结构包括从套组本体进液端到出液端方向依次设置的进水缓冲层、供试粉末吸附材料层、微孔滤膜层和石英砂芯层，所述抽真空装置与蓄液腔连接，所述采样口设于蓄液腔底端。3.根据权利要求2所述粉末材料动态吸附性能的测试装置，其特征在于：通过设置套组支架和可沿套组支架高度方向移动的圆环套接安装测试套组，所述套组本体包括下套件和盖合于下套件且与下套件形成容纳腔体的上套件，且上套件与下套件可拆卸连接。4.根据权利要求3所述粉末材料动态吸附性能的测试装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱慧可，范丽梅，章文贵，奉向东，
申请(专利权)人：芜湖格丰环保科技研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34