[发明专利]一种静态吸附实验设备

说明书

本发明公开了一种静态吸附实验设备，包括吸附瓶、用于收集吸附瓶内上清溶液的收集装置和将收集装置收集的上清溶液进行分离的固液分离装置，吸附瓶为球形瓶；收集装置包括第一监控单元、插装在吸附瓶的瓶塞上的U型管和对U型管进行上下提升的提升单元，U型管的内端伸入到吸附瓶内，U型管的外端通过连接管与固液分离装置的进液口连接；固液分离装置的进液口与U型管外端通过连接管进行连接。本发明结构简单，使用效果好，吸附瓶为球形瓶，同时U型管内端的高度高于进液口的高度，避免了旋转开启瓶塞造成冷凝液相蒸气的损失，减少后续实验分析的误差，实现了自动化控制，实验过程连续性好，且能够实现批量生产，便于大规模的推广应用。

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及一种实验装置，尤其是涉及一种静态吸附实验设备。

背景技术

静态吸附实验也称“摇瓶实验”，常用于环境工程、水文地质及材料学等领域内，是使吸附材料(多为粉末状固体，如采集的土壤样品等)与待吸附物质(多配制为水溶液，水溶性差的使用有机溶剂配制为溶液)充分接触，考察待吸附物质在吸附材料上存留量(即吸附量)的常用手段。通过吸附实验条件参数的设置，诸如吸附时间、吸附温度及待吸附物质浓度等，可以得到吸附过程的动力学、等温及热力学特性，具有机理方面的重要参考价值。

目前，仍没有专门设计针对静态吸附实验的装置，整个静态吸附实验在操作中基本遵循以下流程：

将吸附材料与待吸附物质以一定比例(固液比)加入锥形瓶中，置于恒温水浴振荡器内振荡，使其充分接触后固/液相在锥形瓶内静置，固相发生沉淀，取上清溶液放入一次性注射器内，在前端加上滤头(多使用水系0.22μm标准滤头)后注射实现固相、液相的完全分离，将所得液体利用光度法测得待吸附物质的浓度，进而求得吸附量用于后续的实验分析。

在实际操作中，存在以下问题：使用锥形瓶作为吸附材料与待吸附物质充分接触的容器，在振荡过程中，平直的瓶壁易使吸附材料和待吸附物质在瓶壁上发生粘连，造成待吸附物质液相浓度的额外损失，会给后续的实验分析带来误差；使用锥形瓶在振荡强度大时会产生飞溅，同样会造成待吸附物质液相浓度的额外损失，而使用锥形瓶自带的塞子进行封闭，在水浴温度高时，蒸发的液相蒸气常常顶开锥形瓶塞，此外还会在塞子处冷凝，拔出时同样造成额外的损失，会给后续的实验分析带来误差；使用锥形瓶在恒温水浴振荡器内的固定较为困难，仅靠振荡器自带的横竖方向的定位弹簧进行固定，振荡过程中易翻倒；由于待吸附物质浓度的测定基本均为光度法，对液相浊度有着严苛的要求，因而最后的固相、液相分离十分重要，当振荡结束后静置，锥形瓶内的上清溶液难于取出，采用倾倒或者移液管吹吸操作时易产生二次激荡，原本底部沉淀的固相会造成上清溶液浑浊，给后续过滤带来困难，减少滤头的使用寿命，增加成本；使用一次性注射器加滤头的方式进行最终的固相、液相分离，由于人工操作注射用力不当或者滤头堵塞严重等问题，会使滤头内的滤膜破裂，未经分离的上清溶液通过注射器进入液体盛装器皿，污染已经分离过的液体；整个静态吸附实验中，除了恒温水浴振荡器有专门的自动化实验装置，剩余部分的操作均需手工进行，劳动力密集，效率低下，特别是最后的固相、液相分离，往往因为滤头内的滤膜破裂造成的污染，需要多次重复实验过程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种静态吸附实验设备，其结构简单，使用效果好，且易于操作，吸附瓶为球形瓶，同时U型管内端的高度高于进液口的高度，避免了旋转开启瓶塞造成冷凝液相蒸气的损失，减少后续实验分析的误差，实现了自动化控制，降低了人工密度，实验过程连续性好，且能够实现批量生产，便于大规模的推广应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种静态吸附实验设备，其特征在于：包括吸附瓶、用于收集所述吸附瓶内上清溶液的收集装置和将所述收集装置收集的上清溶液进行分离的固液分离装置，所述吸附瓶为球形瓶；