[发明专利]光催化反应－浓缩热解吸自动进样仪

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种应用于在线检测光催化降解有机物变化的光催化反应—浓缩热解吸自动进样仪，涉及光催化反应、浓缩热解吸技术和自动控制技术。 

(二)背景技术

目前，光催化降解有机物技术在绿色环保、化工领域上日益受到重视。测定光催化材料降解有机物的性能，通常是采用专用反应器进行光催化反应，然后采集反应后的气体样品通过气相色谱或光谱方法检测。由于光催化反应过程中有机物的变化是微量的，而该方法反应与检测是分开的，所以测试结果重现性较差，操作繁琐，不能进行在线检测。而且要检测到光催化反应过程中有机物的微量变化，需要通过浓缩热解吸技术提高检测灵敏度。 

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种新的在线自动检测装置——光催化反应—浓缩热解吸自动进样仪。该装置通过自动化技术把反应、采样、样品浓缩、解吸、进样技术结合为一体，可自动控制反应条件，如反应温度、时间、光照强度；自动控制采样、进样时间、进样量；自动控制样品的浓缩时间、解吸温度、解吸速度；能进行自动清洗解吸装置；可与色谱仪联用，实现在线反应、在线检测。 

具体的讲，本发明的光催化反应—浓缩热解吸自动进样仪由光催化反应装置、浓缩热解吸进样装置和控制板(安装有控制软件)共同连接构成。所述光催化反应装置由光源、加热体A、热电偶A、光催化剂涂层、光催化反应管、电磁阀I、电磁阀II、电磁阀III、电磁阀IV、进气管、载气管A、放空管A和进样管共同连接构成；所述浓缩热解吸进样装置由热解吸腔体、加热体B、热电偶B、浓缩管、保温套、电磁阀V、电磁阀Ⅵ、进样针、载气管B和放空管B共同连接构成；所述控制板由CPU微处理器单元、电磁阀驱动电路、交流驱动模块A～C、温度信号A/D转换电路和RS232串口通讯电路共同电气连接构成。其相互位置与连接关系为：光催化反应装置中光源安装在光催化反应管内壁上方，加热体A安装在光催化反应管外壁，热电耦A安装在光催化反应管内，进气管、进样管、载气管A、放空管A安装在光催化反应管上，电磁阀Ⅰ安装在进气管上，电磁阀Ⅱ安装在载气管A上，电磁阀Ⅲ安装在进样管上，电磁阀Ⅳ安装在放空管A上，光催化剂涂层涂覆在光催化反应管下方内壁。浓缩热解吸进样装置中加热体B和热电偶B置于热解吸腔体内，浓缩管安装于热解吸腔体内(通过热解吸腔体上方孔放入腔体内)，热解吸腔体外套有保温套，热解吸腔体外接有载气管B和放空管B，电磁阀Ⅴ安装在放空管B上，电磁阀Ⅵ安装在载气管B上，浓缩管内可选择装分子筛、活性碳、硅胶等吸附剂，并在热解吸腔体内通过进样针直接与外接设备色谱仪的进样口连接。光催化反应装置与浓缩热解吸进样装置通过进样管连接，热电偶A和热电偶B的输出线与控制板A/D转换电路的输入接头电气连接，电磁阀Ⅰ～Ⅵ的输入线与控制板电磁阀驱动电路的输出接口电气连接，光源、加热体A和加热体B的输入线分别与控制板交流驱动模块A、B和C的输出接口电气连接，控制板的RS232串口通讯电路与CPU微处理器单元电气连接。

在上述发明中，所述的CPU微处理器单元由CPU U1、电容C1～C6、电阻R1～R4和晶振OSC1共同电气连接构成；电磁阀驱动电路由U4达林顿驱动阵列、蜂鸣器B1和电磁阀接口V1～V6共同电气连接构成；交流驱动模块由K1、K2、K3三个相同的固体继电器以及J8～J10交流输出驱动接口共同电气连接构成；温度信号A/D转换电路由U3A/D转换芯片、外围电路C7～C14、电阻R8和晶振OSC2共同电气连接构成；RS232串口通讯电路由U5电平

本发明的工作原理如下：在研究光触媒降解有机挥发物的性能中，有机物变化的含量是微量的，本发明通过选用各种固体吸附剂对有机挥发物吸附浓缩，然后进行热解吸的手段提高检测灵敏度。同时采用自动化控制技术控制反应过程中气体的采集、输出、反应条件，使反应、测 试一体化，实现在线检测。 

在本发明中，所述光催化反应装置直接与浓缩热解吸进样装置连接，并通过自动控制系统，实现自动反应、自动采样、自动浓缩、自动解吸、自动进样、自动清洗。 

为了较好地实现本发明，所述保温套采用活动式，可以随时根据需要拿开，使温度迅速降低。 

本光催化反应—浓缩热解吸自动进样仪可与各种型号的气相色谱仪、气—质联用仪或气相色谱—红外光谱联用仪联用，使反应、检测一体化，实现在线检测。 

本发明适用的分析领域：环保监测、环境评估、光催化材料研究、化工和建材领域等。 

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：