微量气体收集及在线检测系统技术方案

本实用新型专利技术是关于一种微量气体收集及在线检测系统，其包括通过管路依次串联的反应器、第一冷凝回流管、气体混合部、在线取样部及第二冷凝回流管，还包括并接在第二冷凝回流管和在线取样部之间的真空部。本实用新型专利技术为科学实验提供一套完整的密封性能完好的实验设备，该设备可以保证实验中产生的微量气体无泄漏或其他气体影响，并实现了边收集，边测试，尤其是在光解水制氢实验中得到了广泛的应用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

微量气体收集及在线检测系统
本技术涉及一种微量气体检测系统，特别是涉及一种用于光解水制氢、光 催化制氢、光电解水制氢、催化合成、催化降解有机物、催化降解有害气体、热催化、 光化学、光催化、光降解、有机化学等领域的微量气体收集及在线检测系统。
技术介绍
微量气体在线收集及在线测试系统，主要应用光化学领域、新能源、新材料、 信息处理等技术。光化学是研究处于电子激发态的原子、分子的结构及其物理化学性 质的科学。现代分子光化学是一门多学科交叉的边缘学科，包括有机光化学、无机光化 学、高分子光化学、生物光化学、光电化学和光物理等门类。现代光化学对电子激发态 的研究所建立的新概念、新理论和新方法大大开拓了人们对物质认识的深度和广度，对 了解自然界的光合作用和生命过程，对太阳能的利用、环境保护、开创新的反应途径、 寻求新的材料提供了重要基础，在新能源、新材料和信息处理新技术等高
中发 挥着越来越重要的作用。该系统的应用对光化学的发展起到了重要的支撑作用。微量气体收集及在线测试系统，现在市场现有产品大部分为全不锈钢材料设 计，该系统用于化学类反应，而且收集气体为微量气体。使用不锈钢材料容易被化学物 质腐蚀，不锈钢也容易与被测量气体发生物理或化学吸附，以上原因都容易造成产物测 试的巨大误差。日本有一款相关产品，全部采用玻璃材质，解决了管路容易被化学物质腐蚀的 问题，但是全部使用玻璃材质也产生了几个问题(1)玻璃为易碎品，操作过程易对产 品产生损坏；( 产品的取样和检测部分，产生了部分死体积，造成试验测试很大的误 差；(3)取样部分用玻璃阀门，因为在线检测需要2 4atm载气将样品载入气相色谱检 测，所以玻璃阀门更容易产生漏气和死体积，不利于产品长期使用。有鉴于上述现有的微量气体收集及在线检测系统存在的缺陷，本设计人，积极 加以研究创新，以期创设一种新型结构的微量气体收集及在线检测系统，使其更具有实 用性。
技术实现思路
本技术的主要目的在于，克服现有的微量气体收集及在线检测系统存在的 缺陷，而提供一种新型结构的微量气体收集及在线检测系统，所要解决的技术问题是使 其可以保证实验中产生的微量气体无泄漏或其他气体影响，并可以实现边收集，边测 试，从而更加适于实用。本技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实 用新型提出的一种微量气体收集及在线测试系统，其包括通过管路依次串联的反应器、 第一冷凝回流管、气体混合部、在线取样部及第二冷凝回流管，还包括并接在第二冷凝 回流管和在线取样部之间的真空部。本技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的微量气体收集及在线检测系统，其中所述的真空部包括真空工 作管以及连接在该真空工作管下部的液氮冷阱。真空工作管和液氮冷阱上分别设有阀 门。优选的，前述的微量气体收集及在线检测系统，其中所述的阀门为玻璃真空阀 门、所述的管路为玻璃管路。优选的，前述的微量气体收集及在线检测系统，其中所述的反应器为光解水制 氢反应器、光电反应器、光催化固-液反应器、催化气-固反应器、催化降解反应器或化 学合成反应器。优选的，前述的微量气体收集及在线检测系统，其中所述的第一冷凝回流管和 第二冷凝回流管分别为双层冷凝回流管、直型冷凝回流管或蛇形冷凝回流管。优选的，前述的微量气体收集及在线检测系统，其中所述的气体混合部是玻璃 电磁气泵或蠕动泵。优选的，前述的微量气体收集及在线检测系统，其中所述的在线取样部包括六 通阀，该六通阀分别连接于气体混合部、第二冷凝回流管、定量取样管和色谱仪。优选的，前述的微量气体收集及在线检测系统，其中所述的反应器包括通过密 封圈连接的反应器主体和反应器透光部。所述反应器主体的材质为高硼硅玻璃，反应器 透光部的材质为石英玻璃。借由上述技术方案，本技术微量气体收集及在线检测系统至少具有下列优点。(1)解决了不锈钢容易被化学物质腐蚀和容易与产物气体发生物理化学吸附的问 题；(2)解决了使用过程中玻璃品易碎，操作过程易对产品产生损坏；(3)系统在使用 和测试过程中无死体积的存在，增加了实验过程中的精度和准确度；(4)在线取样部采 用不易损坏的不锈钢球阀，方便快捷的实现在线取样；(5)本技术采用不锈钢材料 和玻璃材料相结合的方式设计，气体收集管路采用玻璃材质，在线取样部采用不锈钢材 质，玻璃与金属间采用可伐(Kovar)连接或标准接头连接，即保证了密封性也保证了产品 的稳定性。(6)本系统中玻璃部分采用的阀门均为高真空阀门，即保证了真空度，也保证 了产品的使用便捷性，系统使用中很少转动玻璃阀门，使用频繁的为金属不锈钢球阀。本技术为科学实验提供一套完整的密封性能完好的实验设备，该设备可以 保证实验中产生的微量气体无泄漏或其他气体影响，并实现了边收集，边测试，尤其是 在光解水制氢实验中得到了广泛的应用。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的 技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附 图详细说明如后。附图说明图1为本技术提出的微量气体收集及在线检测系统的结构示意图。图2是本技术的在线取样部的构成示意图。具体实施方式为更进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对本技术的具体实施方式详细说明如后。请参阅图1所示，是本技术提出的微量气体收集及在线检测系统的结构示 意图。该微量气体收集及在线测试系统，主要应用到光解水制氢系统，光解水制氢主要 是固-液相反应，产生的微量气体为氢气。该系统包括由管路依次连接反应器、第一冷 凝回流管7、气体混合部13、在线取样部14及第二冷凝回流管8，构成一个封闭的循环回 路；并在第二冷凝回流管8和在线取样部14之间的管路上设有一真空部，使该真空部与 上述的循环回路并联。所述的反应器为光解水制氢反应器、光电反应器、光催化固-液 反应器、催化气-固反应器、催化降解反应器或化学合成反应器。该反应器包括反应 器主体9和反应器透光部10，这两部分通过密封圈连接，用来保证整套系统的密封性。 反应器主体9为高硼硅玻璃用于承装反应液和催化剂，并可以用于磁力搅拌，其容积为 250ml,与第一冷凝回流管7和第二冷凝回流管8的接口为玻璃标准磨口观#，有利于使 用中反应液体的倒入和取出。反应器透光部10为石英玻璃，为双层结构用于通滤光液， 例如可以通入去离子水，滤除光路中的红外光。本技术采用双冷凝回流结构，包括第一冷凝回流管7和第二冷凝回流管8， 分别采用双层冷凝回流管、直型冷凝回流管或蛇形冷凝回流管。所述的冷凝回流管内部 采用蛇形冷凝，外部采用直型冷凝，内外共同作用冷凝回流蒸汽，更好的保证了系统中 微量气体进样时的干燥度。在第一冷凝回流管7与气体混合部13之间管路上设有阀门5， 在第二冷凝回流管8与在线取样部14之间管路上设有阀门4。在第一冷凝回流管7和第 二冷凝回流管8之间还可以通过管路连接，并在该管路上设置阀门4，来控制该管路的导 通和关闭。所述的气体混合部13为玻璃磁性气泵或蠕动泵，可以使系统内部环形环路内的 微量气体流动，可以得到具有代表性的样品，可以提高进样的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微量气体收集及在线检测系统，其特征在于其包括：通过管路依次串联的反应器、第一冷凝回流管、气体混合部、在线取样部及第二冷凝回流管；还包括并接在第二冷凝回流管和在线取样部之间的真空部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王新伟，牟涛，蔡春水，龚永罡，邓彬，
申请(专利权)人：北京中教金源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]