[发明专利]温控曝气搅拌一体化的环境污染物光化学转化研究装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验设备，尤其涉及一种温控曝气搅拌一体化的环境污染物光化学转化研究装置。

背景技术

光化学降解是污染物在水体环境中的重要转化过程，污染物光化学降解机理的研究是明确污染物的环境归宿和对污染物进行环境风险评价的基础。但由于影响污染物在水体中降解的因素较多，比如温度、含氧量、光照波长等参数将直接影响污染物的光化学降解的途径、产物及机理。利用现有的光化学光化学反应模块很难做到对以上影响因素的严格控制，直接影响到实验结果的准确性和精密性。现有的专利有考虑到控制反应温度的(如一种具有保温反应器的光化学反应装置，201320130115.3)，反应器采用双层设计，双层之间通恒温循环水实现温控，但不能实现曝气，也不能批量处理，影响实验结果的准确性和精密型；也有考虑到一次平行多个样品并提高样品结果精度和可比性的(如一种光化学反应装置，200720196142.5)，采用多个样品杯等间距放置，并考虑了曝气，但缺点是不能实现温控，且不能实现光照波长的控制；还有考虑到滤光膜、通气以及通气参与反应的(如一种多试管搅拌-旋转式光化学反应的方法与装置，201010293017.2)，综合考虑了电磁搅拌、滤光膜滤光以及多样品平行等，但不能实现温控，且装置略显复杂；也有从光照方式进行改进的(如光辐射多样品平行反应装置，201410361142.0)，光线从底部入射，并采用聚光镜聚光，但对温度、含氧量以及光照波长等未加考虑。综合来看，现有的光化学反应专利装置具有以下缺点：

(1)较为简单的装置不能平行实验，而且只能考虑单个的影响因素，造成了实验结果的准确性和精确性较差(如专利201320130115.3)

(2)较为复杂的设计虽能综合考虑搅拌、滤光和曝气等条件，但温度条件则未加考虑(如专利200720196142.5，201010293017.2，201410361142.0)。大功率的光源长期照射样品会引起反应体系温度的升高，影响实验结果的准确性。

(3)搅拌的实现多采用电磁搅拌或者电机搅拌，增加了装置的复杂性，提高了成本；

(4)整体设计模块化较差，造成了多因素综合考虑时整体设计过于复杂，提高了成本，并影响了光化学反应装置功能的拓展；

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种环境污染物光化学转化研究装置，可以同时实现控制温度、曝气以及搅拌，提高实验的准确性和精密性，并实现装置的简单化，降低生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种温控曝气搅拌一体化的环境污染物光化学转化研究装置，其包括光化学反应模块；温控模块；曝气模块；连接模块，其特征在于：

光化学反应模块为圆柱形容器，其包括光源、样品杯、光照室、光照室顶部翻门、滤光膜卡槽顶部翻门、滤光膜、环形竖直隔板、曝气管；

光源位于该圆柱形容器的中轴线上，光照室环绕光源均匀分布，光照室与光源之间都有设置滤光膜的卡槽，卡槽的上部对应于每个卡槽的地方都有一个滤光膜卡槽顶部翻门，打开滤光膜卡槽顶部翻门，可将滤光膜竖直插入卡槽，滤光膜与容器壁之间就是样品杯所处的位置，在每个样品杯的上部都有一个光照室顶部翻门，打开光照室顶部翻门，可将样品杯竖直放进光照室内，该光化学反应模块顶部的四周设置环形竖起隔板；

连接模块，包括：圆柱形空心铝块、保温套、石棉、温控管线入水口、温控管线出水口、通气管线进气口、通气管线出气口；圆柱形空心铝块位于连接模块的内部中心处；温控管线和通气管线相互交替并缠绕在圆柱形空心铝块的外表面，保温套设置在圆柱形空心铝块上缠绕的温控管线和通气管线的外部，圆柱形空心铝块和保温套之间的空隙以及圆柱形空心铝块的内部都用石棉来填充；

温控管线和通气管线的两端都延伸到保温套的外部，形成了温控管线入水口、温控管线出水口、通气管线进气口、通气管线出气口；

温控模块采用恒温循环水浴或压缩制冷机调节和改变温控线管的温度；

曝气模块包括储气瓶、塑料连接管线、气路转换器、控制开关和流量计，储气瓶能够气体，气体经过塑料连接管线、气路转换器、控制开关、流量计等与热交换连接器的通气管线进气口相连。

本发明提供的光化学转化研究装置主要具有以下优点：

(1)模块化设计，使本装置具有较强的可拓展性，例如可以使用不同的温控方式实现0℃～室温以及室温～100℃不同区段的温控；

(2)通过在溶液中曝气实现溶液整体的均匀性，达到搅拌的效果，降低了光化学反应装置的复杂性，降低了成本；