[实用新型]用于表层土壤光化学反应研究的光化学反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光化学反应装置，特别是一种用于土壤表层物质光化学反应研究的装置。

背景技术

光化学反应是在外界光源的照射下所发生的化学反应，具有选择性好且可在常温常压下进行等特点，在化学反应过程的基础研究和特殊化学品的生产和加工领域都有应用。天然环境中土壤表层因为含有某些光活性的物质，同时表层土壤可以接受太阳光的照射，因此可以发生光化学反应。而对于土壤表层的化学物质如农药等农业化学品和人为生产生活活动带来的污染物而言，土壤表层的光化学过程可能是这些有机的或无机的污染物转化和生物地球化学循环过程的一个重要途径。光化学反应器作为光化学实验的核心装置，在光化学反应过程研究与生产工艺开发的应用中有着十分重要的地位。光化学反应器有许多形式，大体可以分为均相和非均相(多相)两大类。目前常见的非均相光化学反应器主要有悬浆式、鼓泡式、喷淋式、固定床式和流化床式等。这些反应器主要针对固液悬浮体系、气液体系设计的，少有能够用于土壤表层光化学反应的研究，且有的反应器结构比较复杂，应用不便；有的反应器又过于简单粗糙，不能实现土壤表层光化学反应的模拟研究。

光化学反应器的设计除了具备基本的光化学反应实验功能外，还应当考虑以下功能性和实用性问题。第一，对固相光化学反应而言，其光照透过率较液相和气相要低得多，如何实现不同光照周期下，固体样品均匀的光化学反应也是十分重要的问题。第二，对于光化学反应器来说能够在不干扰反应的情况下取样或补充反应物是光化学反应器实用性的要求。同时，加样与取样的均匀性也是光化学反应过程研究结果精密度的保证。第三，自然界中的光化学反应，不是在单一的光源、恒定的光照强度下进行的，能够实现不同的光照强度和不同光源的照射也是光化学反应器设计时要考虑的问题。第四，由于光化学反应研究常常需要保持一定的温度与湿度，温度的保持可以比较容易的解决，例如采用恒温水浴或小型温室。而保持多相光化学反应体系的湿度则未见报道，如果在多相介质光化学反应体系中不能保持湿度，水分缺失以后会影响光化学反应的进行。

发明内容

本实用新型的目的就是克服上现有技术的不足而提供一种用于表层土壤光化学反应研究的光化学反应装置，该装置能够实现对光源类型、光照强度以及光照周期的控制，保证土壤表层受光的均匀性，且加样与取样操作对光化学反应的进行不产生干扰，同时能控制温度和湿度。

实现本实用新型的目的采用的技术方案是：一种光化学反应装置至少包括支架、光源和盛装样品的反应器，光源安装于支架上，光源的下方安装有调速电机，反应器固定于调速电机上。支架上设有轨道，光源安装于支架的轨道上且光源与支架垂直，光源通过轨道沿支架上下滑动。光源和反应器之间设有翻土器，翻土器包括连接杆和翻土齿，翻土齿安装于连接杆的下方，连接杆安装于支架的轨道上且连接杆与支架垂直，翻土器通过轨道沿支架上下滑动。

使用本实用新型时，将土壤样品置于反应器上，土壤样品随反应器一起转动时会被翻土器混匀，使土壤样品在光化学反应进行过程中受光均匀，同时也保证样品在整个光化学反应器中的均匀性和采集样品的均匀性与代表性。反应器的边缘比中心略高呈凹状，可以防止样品转动时被甩出而造成损失。在需要控制温度和湿度的情况下，在本光化学反应装置外可以增设一个小型温室，通过调节温室的温度和湿度，可以使光化学反应在一定的温度和湿度下进行。

本实用新型能够在不干扰光化学反应进行的情况下进行取样，也可以对光化学反应产物进行取样。光化学反应器采用光源直接照射，根据需要选用不同的光源，实现样品在各种不同光源下进行光化学反应。光源可以沿支架上下移动，从而控制光照强度。本实用新型由调速电机作为动力装置，反应器作为固相和液相反应介质的支撑体，能够对同时包括液相和固相的多相介质中的光化学反应过程进行实验。反应器固定于调速电机上，可以随调速电机一起连续或者间歇转动，通过调节调速电机的速度，可以实现对土壤样品不同光照周期、不同翻土频率的光化学反应实验。

本实用新型的有益效果：本装置可不受光源的限制，可在太阳光、紫外光等各种光源下进行光反应；光照过程中样品受光均匀；根据需要随时加样或取样，不影响样品的均匀性；可实现与外置温室的配合使用，灵活的控制温度和湿度；结构简单，使用方便，适用于土壤表层的光化学反应研究。

附图说明

附图为本实用新型的结构示意图，图中1.调速电机，2.反应器，3.连接杆，4.光源，5.支架，6.翻土齿，7.轨道。

具体实施方式