[发明专利]一种自控式外照光化学反应设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种光化学反应的装置，尤其是用于研究和实验的光化学反应的装置。

背景技术

光化学反应不仅是污染物在环境中发生的最重要的自然转化过程之一，也是目前环境领域研究比较多的一种具有潜在利用价值的污染物控制技术。它是一种涉及到多学科结合的技术应用，综合体现了新技术和新材料的发展，在解决日益严重的水、空气、土壤等环境污染问题和新功能材料开发等方面具有广阔的应用前景。光化学反应的光源主要采用紫外光(UV)或可见光(VIS)，以半导体界面光化学反应为例，在光照射下半导体粒子价带上的电子激发到导带，形成导带上具有强还原性的自由电子，同时在价带留有具有强氧化性的空穴。生成的电子和空穴与催化剂表面吸附的化合物发生一系列氧化还原反应，在生成的各种氧化物种的作用下，各类污染物最终被矿化成二氧化碳和水。光化学反应设备作为光化学反应过程的核心设备，在光化学领域应用中具有十分重要的地位。

高等院校环境专业是一个理论性、技术性、实践性很强的专业，实践教学是培养学生过程中的一个重要环节。光化学实验课程是一门专业研究性实验课程，开设研究性光化学实验教学一方面可以使学生真正了解实验原理，增加实验兴趣，取得良好的实验教学效果；另一方面使学生在这项研究性实验中不断强化基础知识并融会贯通，激发学生的创新实践能力，培养环境专业素质及科研意识。

然而，受到教学实验设备的局限，光化学实验教学课程未能在高校普遍开展。目前国内适用于光化学实验教学成套设备的生产厂家并不多，并且不仅购置费用高，而且普遍存在反应过程取样困难、光源不易控制及反应物混合不充分等不足。

因此，有必要针对现有光化学实验教学设备的不足之处，设计出一种经济实用、安全可靠、灵活多用及自控一体化操作，适用于环境专业研究性光化学实验教学设备。

中国专利申请号为201010293017.2公开了一种多试管搅拌—旋转式光化学反应的方法和装置，光化学反应的试管同时由磁子对试管内进行搅拌，试管围绕的中心光源采用二种滤光方法：化学滤光液滤光或采用滤光片滤光，内夹层通过冷却水，石英冷却内层放置光源。该设备的多根试管可以同时接受光照，同时设有对试管内光化学反应的液体进行通气参与反应或进行通气保护。虽然该设备能确保反应溶液浓度的均匀性及其接受光照的均匀性，但是却不能实现自动控制一体化的操作。

中国专利申请号为200820120401.0公开了一种多功能光化学反应器，包括反应器和控制器两部分，反应器部分包括石英杯，旋转平台，慢速电机，若干根紫外灯管，风扇，加热板；石英杯设置于旋转平台上，旋转平台下设有慢速电机，若干根紫外灯管设置反应器的两侧壁上，加热板和风扇设于反应器的底部，反应器的顶部设有出风口；控制器部分定时控制仪，温度控制仪，紫外线灯的控制按钮。该反应器虽然能够调节紫外线照射，样品在旋转过程中受照射均匀，温度可控，但是仍不能完全实现自动控制一体化的操作。

发明内容

本发明的目的是克服现有光化学反应设备的不足，提供一种经济实用、安全可靠、灵活多样及自控一体化操作，适用于光化学实验教学设备的光化学反应设备。

本发明的目的是通过以下的技术方案实现：

一种自控式外照光化学反应设备，包括箱体、反应系统和控制系统，箱体分为上箱体和下箱体，箱体底部设有滑轮；所述的上箱体前面设有上门板，上门板设有锁定开关，上箱体后面设有电缆孔，上箱体侧板设有散热窗；下箱体前面设有下门板，下门板上设有锁定开关和观察窗，下箱体侧面设有散热窗、管孔和温控探头，下箱体后面设有风扇；所述的控制系统安装在上箱体内，控制系统包括镇流器、电源保护开关、继电器和微电脑控制器；所述的反应系统包括磁力搅拌器、石英反应器和光源单元；反应系统安装在下箱体内，下箱体底板上设置磁力搅拌器，磁力搅拌器上设置石英反应器，下箱体中部设置光源单元；所述的磁力搅拌器通过导线分别与继电器和微电脑控制器连接；所述的光源单元通过导线分别与镇流器、电源保护开关、继电器和微电脑控制器连接；所述的温控探头通过导线分别与继电器和微电脑控制器连接。

上述的一种自控室外照光化学反应设备，还包括取样系统，所述的取样系统包括微量计量泵、组分收集器、电脑时控开关以及电磁阀，取样系统安装在箱体外部，通过管路与石英反应器连接，电磁阀安装在管路上；所述的电脑时控开关安装在上门板上。