[实用新型]零价铁合成及还原反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种零价铁合成及还原反应器装置，特别应用在纳米材料合成以及污水处理技术领域，是一种适用于纳米零价铁合成及难生物降解毒害污染物的还原转化反应和研究的零价铁反应器。

背景技术

纳米零价铁是一种环境友好型强还原剂，具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点。近年来，纳米零价铁技术在解决有机物污染、重金属污染和地下水污染修复等一系列环境问题上表现出优越的性能，特别是纳米零价铁在处理具有高生物积累性和生物毒性, 且常规水处理技术难以有效降解的有机废水方面显示了良好的应用前景。纳米零价铁反应通常在常温常压下进行，具有能量消耗低、对污染物的降解效率高、无选择性、可同时降解多种污染物等特点，因此纳米零价铁还原技术将是一种极具应用前景的环境治理手段。

近年来，关于纳米零价铁的合成制备、修饰及应用的研究越来越多，然而，纳米零价铁的还原活性很强，化学性质不稳定，易发生团聚、易被氧化而失去活性，在纳米零价铁的各种研究过程中，对于体系反应条件的控制就显得至关重要。

目前在纳米零价铁的研究过程中对反应条件的控制方面仍存在着一些局限，现有研究报道表明，纳米零价铁无论是在合成制备，修饰研究还是在对污染物的还原转化过程中，为了保证纳米零价铁的活性，整个反应过程通常是使用圆底烧瓶或三角瓶等常规玻璃仪器在厌氧手套箱设备中操作完成。这样一方面要大量消耗氮气来降低体系中氧气浓度，同时加料、取样等操作过程及体系的实验条件非常不易控制。

为了同时兼顾纳米零价铁的合成、修饰以及还原转化研究，有必要针对以上不足之处，设计出一种即能控制反应器内环境，同时又方便实验操作的新型反应器。反应器的设计首先要解决的问题是既要能够有效控制反应器中氧气的含量，减少氮气等惰性气体的消耗量，又要提高加样、取样的可操作性，同时具有加工简单、安全可靠等优点，为纳米零价铁在环境修复中的推广和应用提供更为丰富的理论基础。

实用新型内容

为了解决现有纳米零价铁在合成、修饰及应用研究过程中的不足，本实用新型的主要目的在于可以有效控制纳米零价铁研究过程中氮气消耗量以及提高反应器可操作性，提出一种可以有效降低反应器中氧气含量的同时，尽可能降低氮气的使用量，大大提高纳米零价铁实验操作过程可控性的反应器装置，以便全面考察及调整各种合成及降解过程参数。

本实用新型目的通过下述技术方案实现：

一种零价铁合成及还原反应器，包括：反应器主体，反应液滴加装置、温度测量装置、进气装置、排气装置和液体取样装置，该反应液滴加装置、温度测量装置、进气装置、排气装置设置在反应器主体上端，该液体取样装置设置在反应器主体下端，该反应器主体为密封结构。

其中，所述的反应器主体是上下分体结构，其中上部分为密封上盖，下部分为反应室，二者通过紧固连接装置连接并箍紧密封。

优选的，为提高密封上盖和反应室密封效果，所述的密封上盖和反应室的接触面边缘为磨砂面。

其中，所述的密封上盖上设置有用于安装反应液滴加装置的标准接口、用于安装进气装置的标准接口、用于安装排气装置的标准接口以及用于安装温度测量装置的标准接口，该反应液滴加装置、温度测量装置、进气装置、排气装置通过对应标准接口安装于密封盖上，所述的反应室的底部安装设有液体取样装置。

其中，所述的反应液滴加装置是具有刻度的漏斗，且该漏斗下端设有流量调节阀门；通过调节流量调节阀门来调节滴加反应液的速度，漏斗上的刻度是用于测量加入量。优选的，所述的漏斗上端开口通过磨口盖密封，打开磨口盖即可往漏斗添加反应液。

其中，所述的温度测量装置是含套管的具塞温度计，该具塞温度计底部浸入反应室液面以下。优选的，所述的具塞温度的计量程为0-100 ℃。

其中，所述的进气装置是一气体管道接口和向下延伸的通气管，该气体管道接口上设有调节阀门，通过控制调节阀门的流量大小来控制曝气量。优选的，所述的通气管的出气管口位于反应室内液面以下，距反应室底部2-3 cm。

其中，所述的排气装置是气嘴型结构，并配有橡胶垫圈的螺纹上盖密封，以便于气体置换时空气和氮气的排气及反应过程中气体样品的取样。优选的，所述的排气装置是2个。

其中，所述的液体取样装置是具有阀门的出液龙头。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：