[0022] 下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明,但应当说明的是,这些实施方式并非对本发明的限制,本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代,均属于本发明的保护范围之内。
[0023] 该光催化实验器具用于对某类气体或液体的合成、催化反应。
[0024] 在本申请的描述中,需要理解的是,术语“水平”、“纵向”、“内”、“对向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。特别注意的是,术语“纵向”是第一透光件表面沿长度的方向,术语“水平”是与第一透光件或第二透光件平行的方向。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“若干”的含义是两个或两个以上。
[0025] 为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0026] 现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明,这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0027] 实施例一:参图1至图5所揭示的本发明一种用于光催化的实验器具的一种具体实施方式。
[0028] 在本实施例中,一种用于光催化的试验器具,包括:遮光装置1,悬挂设置于遮光装置1内部的紫外线照射器2,容置于遮光装置1内部的第一透光件3与第二透光件4。遮光装置1内部具有可容纳空间,在本发明中使用的是箱体结构,且外部涂有深色颜料,能够起到遮光的作用。
[0029] 具体的,参图1以及图3所示,遮光装置1还开设观察窗16,供实验过程中,观察员及时作出观察以及后续的反应动作。除此之外还可采用幕布遮挡的形式做到遮蔽光源的效果,以达到相同的目的。本实施例中采用的是推拉门。紫外线照射器2提供紫外线光源,并能够将光源尽可能的投射于凸起部5,为实验提供必要的光照基础,为反应的发生提供必要的反应条件。紫外线光源采用可调节光照强度模式,使反应所需要的紫外线照射量达到一定的可控性,线性的梯度的改变紫外线照射强度,照射时长,从而满足实验的多种需求。紫外线照射器2为条状或筒状并分布于遮光装置1的内壁。本实施例采用的是将紫外线照射器2倾斜排布于遮光装置1的内壁并靠上端处,使紫外线照射光可倾斜的打在透光件上,由于第一透光件3的反应区在涂有二氧化钛涂层的地方,即第一透光件3与第二透光件4形成的夹层中,且与第一透光件3或第二透光件4垂直的方向,倾斜的投射紫外线光,从而达到最大的紫外线投射面积,透光件本身的透明材质,往往具有一定的光反射性,一定程度上,倾斜布置可减少相应的反射几率,避免了紫外线发生不必要的衰减。第一透光件3与第二透光件4均放置于遮光装置1的内部,可水平布置,本实施例所采用的是水平布置,且第一透光件3在上,第二透光件4在下,以避免紫外线光穿过第二透光件4,从而发生过多的折射以及消耗现象。第一透光件3与第二透光件4之间形成的流动通道7为本发明进行实验的反应器中心。第一透光件3或第二透光件4可采用透明玻璃、透明塑料等材质组成。
[0030] 第一透光件3的表面形成包含有二氧化钛涂层的若干凸起部5,相邻凸起部5之间形成间隙6。间隙6是为了形成必要的流动通道7。光催化反应的发生需要三要素的叠合,第一:紫外线光的照射下,第二:具有光催化剂如本发明中使用的二氧化钛,第三:可与被催化合成的物质接触,为了保证必要的二氧化钛涂层与受反应对象的接触,需要使得相邻凸起部5之间形成一定的间隙6,一方面为保证实验所需的环境,另一方面,要保证可以获得最大的接触比,即反应效率的最大化。在第一透光件3与第二透光件4相贴合的情况下组合成若干条分散的流动通道7。流动通道7的侧壁即若干凸起部5的侧部组成,也是本发明一种用于光催化的实验器具的实际反应区。
[0031] 本实施例中凸起部5为曲线形纵向间隔排布,且至少两条,形成贯通的线形的通道。通过在凸起部5表面涂有的二氧化钛涂层,为实验提供催化剂,在紫外线光照的条件下,流经流动通道7内部的气体或液体将发生化学合成或催化反应。在此之前,第一透光件3与第二透光件4相贴合的外边缘需要注入凝胶(未示出),形成完整的密封结构,达到对实验气密性的要求。受反应的对象如果是气体,往往是有毒有害气体,防止防止有毒有害气体从外围溢出,受反应对象如果是液体,为避免液体具有一定的挥发性,避免液体受外界环境的掺杂,破坏液体的组分。总之为了避免影响实验数据的准确性以及避免对人生安全造成一定的危害,对实验器具的气密性要求是必要的。
[0032] 参图4所示,在本实施例中,流动通道7形成对向分布于第一透光件3与第二透光件4的两端的输送端8与输出端9,输送端8与输出端9分别嵌设有第一软管10与第二软管11,使第一透光件3与第二透光件4组成的位于内部的流动通道7与外部相连通,供反应对象进入反应装置中的流动通道7,以及及时排出反应完成的对象。遮光装置1内部还设有与第一软管10相配接的液压推进装置13以及与第二软管11相配接的真空收集装置14,通过液压推进装置13(如注射管、电力液压推进器等)与第一软管10相配接,通过压力差帮助气体与液体进入流动通道7,起到注射的作用。除此之外,使液体或气体在流动通道7内部流通,还可以对反应速度起到一定的控制,达到更理想的化学合成与催化效果。真空收集装置14对受反应的液体或气体起到抽吸的作用,此外,受反应后的气体或液体经真空收集装置14收集,可进行适时的保存,减少了外界杂质的干扰。本发明中所采用的是经处理过后的真空试管。
[0033] 为实现实验步骤的同时进行,遮光装置1内部可设有多组反应装置(未示出),设置同时反应区间。
[0034] 第一软管10设有流量调节器15以控制反应速度,通过流量调节器15对从第一软管10中进入流动通道7的气体或液体的流量进行控制,从而从根本上控制气体和液体与二氧化钛的反应量。
[0035] 相邻的凸起部5之间形成的间隙6自第一透光件3靠近入口端的一端至靠近出口端的一端逐渐收缩,从而流动通道7自入口端至出口端逐渐收缩的趋势,通过流动通道7的收缩,一定程度上提升了液体或气体的流动性,避免了液体本身由于易凝固的特点而凝滞于流动通道7内,造成堵塞的现象,从而造成破坏实验器具,影响实验的正常进行。
[0036] 参图2所示,在本实施例中,第一透光件3在背离凸起部5的面和/或第二透光件4的外表面形成凹槽12,相互贴合的第一透光件3与第二透光件4的外表面均可设有凹槽12,凹槽12形成一定的折射角,折射角范围为大于45°且小于90°,使得凹槽12尽可能多的将紫外线光线投射到凸起部5的侧部,供氧化反应发生提供光源。在本实施例中,第一透光件3在上层,第二透光件4在下层。当第一透光件3与第二透光件4叠合水平放置于遮光装置1内部时,二氧化钛涂层处在凸起部5的侧部与注入流动通道7内部的气体或液体发生反应,紫外线往往无法完全聚焦的作用于二氧化钛的反应区,很大程度上,第一透光件3与第二透光件4对紫外线光能起到一定量的折射作用,造成对紫外线光投射强度的削弱。而第一透光件3和/或第二透光件4表面设有的凹槽12,紫外线光直接照射于第一透光件3或第二透光件4的凹槽12所在区,凹槽12起到一定的聚焦和折射的作用,照射于凹槽12内的大多数紫外线光会发生多重折射,多重折射的紫外线光最终大量照射至凸起部5的二氧化钛反应区。为了避免太多的光经凹槽12进行聚焦,而聚焦点又处在流动通道7的底部,所以在凹槽12与紫外线照射器2的位置关系上,尽量避免上述发生的可能,使得紫外线照射器2所发出的光尽可能倾斜照射在第一透光件3和第二透光件4。
[0037] 除在第一透光件3或第二透光件4表面设置凹槽12,达到削弱光的折射损耗率外,还可以用另一种构造,如在第一透光件3或第二透光件4表面形成若干胶状囊块,胶状囊块具有锐角度数的坡度,使照射到胶状囊块上光向第一透件与第二透件形成的夹层内部折射,达到最大化的光利用率。
[0038] 实施例二:参图5所示,本实施例所揭示的一种用于光催化的实验器具,其与实施例一相比,主要区别在于,在本实施例中,凸起部5在第一透光件3表面呈点阵状排布,且形成分散式的流动通道7。具体的,行与行之间的凸起部5存在梯度差,保证注射入的气体或液体无法直接自输送端8至输出端9以最小路径流动。凸起部5自靠近输送端8的一端向靠近输出端9的一端逐渐缩小,且呈逐渐密集分布的趋势。如上述形成的流动通道7,沿纵向方向形成若干细小的分支,提高了催化反应程度,能够实现更加充分完全的催化合成反应。
[0039] 本实施例所揭示的用于光催化的实验器具与实施例一中相同部分的技术方案,请参实施例一所述,在此不再赘述。
[0040] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
[0041] 此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。