一种振荡式光催化反应装置的制作方法

1.本实用新型属于光催化反应设备领域，具体涉及一种振荡式光催化反应装置。


背景技术：

2.光催化剂降解污染物因其具有无二次污染、节能、高效等优点而受到人们广泛关注，但粉末状光催化剂的回收问题函待解决。有一种解决方案是将光催化剂和磁性半导体材料复合，制备具有磁性的复合光催化剂，然后通过磁场进行回收利用。通过复合磁性半导体材料，既可以一定程度上提高光催化剂催化活性，又能较为简便地进行回收，因此具有潜在的应用，实际应用意义较大。
3.在实际光降解污染物试验操作中，不仅要着重提升催化剂本身的光催化性能，光催化反应装置的性能也是重要的一环。光催化装置的性能直接影响催化剂最终的降解效率，目前试验室常用的是磁力搅拌来混合催化剂和待降解污染物，但这种方法并不适用于搅拌带磁性的光催化剂，而振荡式光反应装置可以解决这一点。
4.在现有技术中，为解决上述问题提供了一种振荡式光催化反应装置(授权公告号cn206378477u)通过振荡器达到混合催化剂和待降解污染物的效果，但是该装置不能探究光照强度对光催化反应的影响，而光照强度是光催化反应中的关键影响因素之一；通过虹吸管达到原位取样的效果，但是在振荡过程中，虹吸管会吸取部分反应初始溶液，在取样时，这部分初始溶液与反应后的溶液一同被取样当做被测样品，从而带来较大的试验误差，影响试验结果。
5.在现有的振荡器中，托盘多为矩形形状，在操作过程中，容易被刮伤。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种振荡式光催化反应装置，可以在试验的过程中调节光照强度，探究光照强度对试验的影响，同时保证取样安全，降低试验误差，保证试验结果的准确。
7.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
8.一种振荡式光催化反应装置，包括一个由不透光材质制成的前部开口的矩形的反应箱，反应箱内部由可以从反应箱右侧推进和拉出的不透光材质制成的遮光挡板分隔成上方的光源室和下方的振荡室，反应箱的前部设置有可以打开和关闭光源室的光源室门，光源室门的下方设置有可以打开和关闭振荡室的振荡室门，光源室门和振荡室门均由不透光材质制成，反应箱的上方内壁通过两个带螺纹的烧瓶夹横向固定设置有一个可通入循环水的光化学双层石英冷阱，光化学双层石英冷阱内设置有光源，反应箱左侧壁上开有沿竖直方向在同一条直线上的两个圆形通孔，两个圆形通孔的高度分别与光化学双层石英冷阱的上、下两个连接孔的高度一致，外部的循环冷凝水装置的两根橡胶管穿过两个圆形通孔后与光化学双层石英冷阱的上、下两个连接孔连通，为石英冷阱提供循环冷凝水，反应箱位于光源室部位的后侧壁上设置有将光源室与外部连通的用于通风的排风扇，振荡室内位于遮
光挡板的下方有对称设置的用于插入滤光片的两个插槽，两个插槽中插入一个水平设置的滤光片，振荡室中设置有振荡器，振荡器的底部托盘上通过四个内部带有电动升降杆的托盘铁架连接有上层托盘使上层托盘可以在电动矩形升降杆的带动下上升和下降，上层托盘上设置有n行m列个呈矩形点阵形式分布的固定夹具，n和m均大于等于3，每个固定夹具均夹持有一个反应容器，上层托盘上设置有一个照度计。
9.进一步的技术方案包括：
10.遮光挡板沿前后方向的宽度与反应箱的内腔沿前后方向的宽度一致、沿左右方向的长度大于反应箱的内腔沿左右方向的长度，在反应箱的右侧壁上位于光源的下方、滤光片上方的位置开一个长度和反应箱的内腔的宽度一致、高度大于遮光挡板厚度的遮光挡板插槽，反应箱的右侧内壁上位于遮光挡板插槽上方由弹簧合页连接一个用于遮挡遮光挡板插槽的插槽挡片，插槽挡片的材质与反应箱的材质一致，在反应箱的后侧壁的内侧水平焊接有一个长度与反应箱的后侧壁的内部长度一致的直角铁支架用于支撑放置遮光挡板，在反应箱的左侧壁的内侧水平焊接有一个长度与反应箱的左侧壁的内部宽度一致的直角铁支架用于支撑放置遮光挡板，两个铁支架与反应箱右侧遮光挡板插槽的下沿位于同一高度，实现两个直角铁支架和遮光挡板插槽的下沿共同支撑放置遮光挡板。
11.固定夹具内设置有环形的弹簧圈，固定夹具插入弹簧圈内。
12.底部托盘和上层托盘均为四个角为圆角的圆角矩形。
13.光源室门和振荡室门的一侧内部均通过合页与反应箱内壁连接，光源室门和振荡室门的另一侧的外部均设置有一个门把手。
14.托盘铁架为中空的杆状件，托盘铁架底部的座套与底部托盘固定连接，电动升降杆插入托盘铁架且电动升降杆的缸体通过螺母与托盘铁架固定，电动升降杆的杆体顶端与上层托盘底部固定连接。
15.本实用新型的有益效果如下：
16.本实用新型提供了一种振荡式光催化反应装置，克服了传统光催化装置的不足，通过振荡使磁性催化剂与反应液充分混合。通过电动升降结构调节托盘的高度，实现改变反应容器与光源的距离，使光照强度发生变化，从而能够探究光照强度这一关键因素对光催化反应的影响。
17.通过遮光挡板的推进和拉出，在取样的时候，振荡器暂停振荡，推进遮光挡板，再打开振荡室，用取样器取样，从而在保证取样安全的情况下，降低试验误差，保证试验结果的准确。通过将托盘的四角设计为弧形，有效地避免了操作过程中被刮伤的情况。
附图说明
18.图1是本实用新型提供的一种振荡式光催化反应装置的结构示意图。
19.图2是本实用新型提供的一种振荡式光催化反应装置的外部构造示意图。
20.图3是本实用新型提供的一种振荡式光催化反应装置的左视图。
21.图4是本实用新型中的振荡器的俯视图。
22.图5是本实用新型中的托盘铁架及其内部的电动矩形升降杆体的结构示意图。图中：1.反应箱，2.排风扇，3.带螺纹的烧瓶夹，4.光化学双层石英冷阱，5.光源，6.遮光挡板，7.遮光挡板插槽，8.弹簧合页，9.插槽挡片，10.直角铁支架，11.插槽，12.滤光片，13.反应
容器，14.弹簧圈，15.固定夹具，16.照度计，17.上层托盘，18.底部托盘，19.托盘铁架，20.转速设定按钮，21.电动升降控制开关，22.振荡器电源开关，23.显示器，24.凹槽，25.电动升降杆，26.螺母，27.座套，28.光源室，29.振荡室，30.振荡器，31.门把手，32.圆形通孔。
具体实施方式
23.本实用新型提供了一种振荡式光催化反应装置，包括一个由不透光材质制成的前部开口的矩形的反应箱1，反应箱1内部由可以从反应箱1右侧推进和拉出的不透光材质制成的遮光挡板6分隔成上方的光源室28和下方的振荡室29，遮光挡板6沿前后方向的宽度与反应箱1的内腔沿前后方向的宽度一致、沿左右方向的长度大于反应箱1的内腔沿左右方向的长度，遮光挡板6长度大于反应箱1的长度更方便操作人员从反应箱1的右侧推拉遮光挡板6，在反应箱1的右侧壁上位于光源5的下方、滤光片12上方的位置开一个长度和反应箱1的内腔的宽度一致、高度大于遮光挡板6厚度的遮光挡板插槽7，反应箱1内部位于遮光挡板插槽7上方由弹簧合页8连接一个用于遮挡遮光挡板插槽7的插槽挡片9，插槽挡片9的材质与反应箱1的材质一致，在反应箱1的后侧壁的内侧水平焊接有一个长度与反应箱1的后侧壁的内部长度一致的直角铁支架10用于支撑放置遮光挡板6，在反应箱1的左侧壁的内侧水平焊接有一个长度与反应箱1的左侧壁的内部宽度一致的直角铁支架10用于支撑放置遮光挡板6，直角铁支架10沿水平方向伸出的长度为5厘米，两处铁支架10与反应箱1右侧遮光挡板插槽7的下沿位于同一高度，实现两个直角铁支架10和遮光挡板插槽7的下沿共同支撑放置遮光挡板6，当需要遮光时，从反应箱1右侧的遮光挡板插槽7处将遮光挡板6推进反应箱1，插槽挡片9向内向上翻折，遮光挡板6放置在铁支架10上；当不需要遮光时，从反应箱1右侧的遮光挡板插槽7处将遮光挡板6拉出，插槽挡片9在弹簧合页的作用下下落，与反应箱1右侧内壁贴合以遮挡住遮光挡板插槽7。反应箱1的右侧遮光挡板插槽7的下沿、反应箱1的后侧壁的直角铁支架10和反应箱1的左侧壁的直角铁支架10可以实现三方共同支撑放置遮光挡板6，结构简单，节约成本，操作方便，可以随时实现不打开箱体就能遮挡光源5。
24.反应箱1的前部设置有可以打开和关闭光源室28的光源室门，光源室门的下方设置有可以打开和关闭振荡室29的振荡室门，光源室门和振荡室门均由不透光材质制成，光源室门和振荡室门的一侧内部均通过合页与反应箱1内壁连接，光源室门和振荡室门的另一侧的外部均设置有一个门把手31。
25.反应箱1的上方内壁通过两个带螺纹的烧瓶夹3横向固定设置有一个可通入循环水的光化学双层石英冷阱4，反应箱1左侧壁上开有沿竖直方向在同一条直线上的两个圆形通孔32，两个圆形通孔32的高度分别与光化学双层石英冷阱4的上、下两个连接孔的高度一致，外部的循环冷凝水装置的两根橡胶管穿过两个圆形通孔32后与光化学双层石英冷阱4的上、下两个连接孔连通，为石英冷阱4提供循环冷凝水，光化学双层石英冷阱4内设置有光源5，使光源5最大程度被利用，反应箱1位于光源室28部位的一个侧壁上设置有将光源室28与外部连通的用于通风的排风扇2，更好地散热，保证光源5稳定运行。振荡室29内位于遮光挡板6的下方有对称设置的用于插入滤光片12的两个插槽11，两个插槽11中插入一个水平设置的滤光片12。
26.振荡室29中设置有振荡器30，振荡器30的底部托盘18上通过四个内部带有电动升降杆25的托盘铁架19连接有上层托盘17使上层托盘17可以在电动升降杆25的带动下上升
和下降，电动升降杆体25为铁喷塑材质的丝杠传动式结构。托盘铁架19为中空的杆状件，托盘铁架19底部的座套27与底部托盘18固定连接，电动升降杆25插入托盘铁架19且电动升降杆25的缸体通过螺母26与托盘铁架19固定，电动升降杆25的杆体顶端与上层托盘17底部固定连接。电动升降杆25由电动升降控制开关21控制上升和下降。
27.上层托盘17上设置有n行m列个呈矩形点阵形式分布的固定夹具15，n和m均大于等于3，每个固定夹具15均夹持有一个反应容器13，固定夹具15内设置有环形的弹簧圈14，固定夹具15插入弹簧圈14内。上层托盘17上设置有一个照度计16。底部托盘18和上层托盘17均为四个角为圆角的圆角矩形。
28.使用本实用新型提供的一种振荡式光催化反应装置进行光催化振荡试验的过程大致如下：
29.试验中，将滤光片12插入卡槽11，通过电动升降控制开关21调节电动升降杆25的高度进而调节上层托盘17的高度，向反应容器13中加入含有磁性催化剂粉末的废水，然后通过固定夹具15固定反应容器13，石英冷阱4里通入循环冷凝水，打开排风扇2，打开振荡器电源开关按钮22，调节转速设定按钮20，打开照度计16，显示当前光强。最后打开光源5，待光源5稳定后开始计时，光催化实验开始。
30.取样时，振荡器30暂停振荡，将遮光挡板6推进反应箱1，打开振荡室29，用取样器取样，读取每一个取样时间点的照度计16示数。此后的实验通过调节上层托盘17的高度来实现探究光照强度的影响。实验结束时，首先关闭光源5，然后关闭振荡器电源开关22、照度计16、排风扇2，取下滤光片12，取出待测液，最后关闭石英冷阱4内的循环冷凝水。