光催化性能測定裝置及光催化性能測定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及化學實驗輔助設備，具體涉及一種光催化性能測定裝置及光催化性能測定方法。
【背景技術】
[0002]光催化實驗在化學實驗中是極其常見的實驗，主要是通過對比實驗的方式來驗證一些材料的光催化性質，所述對于光催化的條件要求比較高，需要保證待測樣品是在相同的光照條件下進行的，但是由于實驗中用的光源與待測樣品之間的距離，光照時間及光照充足程度等等信息都有可能是不同的，從而對實驗結果的真實性造成影響；另外，光催化降解有機污染物都是光催化氧化反應，通入空氣提供有利于光催化反應的氧氣，所以一般光催化實驗中需要向待測定樣品中實時注入空氣，但是注入空氣的設備容易對光催化實驗造成不良影響，進一步降低光催化實驗的準確性，如果實驗中需要切換催化用光的種類，如可見光切換至紫外光或者紫外光切換至可見光，由于光照時間和光源位置等條件的制約，還會給實驗結果帶來一些其他不必要的不良影響。
[0003]由于上述原因，本發明人對現有的光催化設備進行了深入研究，以便設計出一種能夠解決上述問題的新的光催化實驗用的設備。
【發明內容】
[0004]為了克服上述問題，本發明人進行了銳意研究，設計出一種光催化性能測定裝置，該裝置包括可旋轉的轉盤，其中部設置有不隨之旋轉的光源系統，在轉盤上安放隨之轉動的盛裝有待測樣品，由于轉盤的實時轉動，其上的待測樣品受到的光照情況是一致的，能夠保證實驗的準確性，在轉盤上還設置有向待測樣品中注入空氣的充氣栗和導氣管，并且在光源外側還設置有冷卻系統和濾光片，從而完成本發明。
[0005]具體來說，本發明的目的在于提供以下方面:
[0006](1) 一種光催化性能測定裝置，其特征在于，該裝置包括
[0007]轉盤1，其用于安放待測樣品，
[0008]光源2，其用于發生催化用的光，
[0009]水夾套3，其用于冷卻光源，和
[0010]濾光片4，其用于過濾光源發生的光。
[0011](2)根據上述(1)所述光催化性能測定裝置，其特征在于，所述轉盤1呈圓盤狀，所述轉盤1可繞著圓盤狀的中心旋轉，在所述轉盤上均勻分布有多個用于固定試管的試管固定槽11。
[0012](3)根據上述(2)所述的光催化性能測定裝置，其特征在于，所述光催化性能測定裝置還包括安裝在所述試管固定槽11內的試管5，所述試管包括上方的用于盛裝待測樣品的承裝部51和下方的用于將試管固定在所述試管固定槽11中的固定部52。
[0013](4)根據上述(2)所述的光催化性能測定裝置，其特征在于，在所述轉盤1上還設置有充氣栗6和導氣管7，所述導氣管7的兩端分別與充氣栗6和試管5相連。
[0014](5)根據上述⑴所述的光催化性能測定裝置，其特征在于，所述水夾套3呈圓筒狀，其中部具有容納光源2的光源空間；所述水夾套3包括透光的雙層壁面，所述雙層壁面之間具有用于容納冷卻水的儲水空間，在所述水夾套3下部設置有出水口 31和進水口 32。
[0015](6)根據上述(1)所述的光催化性能測定裝置，其特征在于，所述光源設置在圓筒狀的水夾套3內，
[0016]所述光源包括金鹵燈和/或紫外燈，
[0017]所述光源發光區域的長度大于或等于試管中待測樣品區域的長度，
[0018]或者，
[0019]所述光源沿著豎直方向往復移動。
[0020](7)根據上述(1)所述的光催化性能測定裝置，其特征在于，所述濾光片4設置在水夾套3和試管固定槽11之間，任選地，所述濾光片4可拆裝地固定在轉盤1上并隨著轉盤轉動。
[0021](8)根據上述(2)所述的光催化性能測定裝置，其特征在于，在所述轉盤1上均布有5?10個試管固定槽11，優選地，在所述轉盤1上均布有6個試管固定槽11。
[0022](9) 一種光催化性能測定方法，其特征在于，該方法是采用如上述(1)?(8)所述的光催化性能測定裝置實現的。
[0023](10)根據上述(9)所述的光催化性能測定方法，其特征在于，
[0024]該方法中包括如下步驟:
[0025]通過進水口和出水口調節水夾套3的儲水空間內冷卻水的水量和溫度；
[0026]根據光催化需要的光源種類，調整濾光片4的種類、位置及數量；
[0027]將待測樣品分別加入到試管中，并將試管放置在轉盤上的試管固定槽內；
[0028]啟動轉盤1上的充氣栗6，向試管5內注入空氣；
[0029]控制轉盤勻速轉動，轉盤的轉動速度為20_120rad/min ；
[0030]開啟光源2發生催化用的光；
[0031]當達到預定的實驗時間時，關閉光源，并停止轉盤的旋轉；
[0032]其中，當使用紫外燈照射測定紫外光光催化劑的光催化性能時，需使用紫外光濾片濾去紫外燈發出的可見光，當使用可見光照射測定可見光光催化劑的光催化性能時，需使用可見光濾片濾去金鹵燈發出的紫外光和紅外光。
[0033]本發明所具有的有益效果包括:
[0034](1)根據本發明提供的光催化性能測定裝置及使用該裝置的測定方法，該裝置包括可轉動的轉盤，通過轉盤的轉動使得其上的多個待測樣品受到的光照情況一致，有效避免了因光照不均勻對實驗結果所造成的不良影響。
[0035](2)根據本發明提供的光催化性能測定裝置及使用該裝置的測定方法，可以同時測定多種樣品的光催化性能，并且是在相同的條件下進行，從而提高實驗的可比性和重現性。
[0036](3)根據本發明提供的光催化性能測定裝置及使用該裝置的測定方法，可以取平均值測定同一種樣品的光催化性能，從而能夠提高測定精度。
[0037](4)根據本發明提供的光催化性能測定裝置及使用該裝置的測定方法，可以多組實驗同時進行，節省時間，提高實驗可比性和光能的利用效率。
【附圖說明】
[0038]圖1示出根據本發明一種優選實施方式的光催化性能測定裝置俯視的結構示意圖；
[0039]圖2示出根據本發明一種優選實施方式的光催化性能測定裝置側視的結構示意圖；
[0040]圖3示出根據本發明一種優選實施方式的光催化性能測定裝的試管結構示意圖；
[0041]圖4示出根據本發明一種優選實施方式的光催化性能測定裝置的水夾套結構示意圖。
[0042]附圖標號說明:
[0043]1-轉盤
[0044]11-試管固定槽
[0045]2-光源
[0046]3-水夾套
[0047]31-出水口
[0048]32-進水口
[0049]4-濾光片
[0050]5-試管
[0051]51-承裝部
[0052]52-固定部
[0053]6-充氣栗
[0054]7-導氣管
【具體實施方式】
[0055]下面通過附圖和實施例對本發明進一步詳細說明。通過這些說明，本發明的特點和優點將變得更為清楚明確。
[0056]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優于或好于其它實施例。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0057]根據本發明提供的光催化性能測定裝置，如圖1、圖2中所示，該裝置包括轉盤1、光源2、水夾套3、濾光片4、試管5、充氣栗6和導氣管7，其中，所述轉盤用于安放盛裝在試管內的待測樣品，并帶著待測樣品繞著轉盤的中心旋轉，所述轉盤的中心區域是鏤空的，轉盤呈環狀，所述光源2放置在轉盤的中心位置，并且不隨著轉盤旋轉，其用于發生催化用的光，所述水夾套3套設在光源外部，并用于冷卻光源，所述水夾套3不隨著轉盤旋轉，所述濾光片設置在光源和試管之間，所有從光源出發并照射在試管上的光都經過所述濾光片，所述濾光片用于過濾掉光源發生的除用于催化的光以外的其他雜光，使得最終照射在試管上的光只有用于催化的光，避免其他光對實驗的干擾。
[0058]在一個優選的實施方式中，如圖2中所示，所述轉盤1呈中部鏤空的圓盤狀，所述轉盤1可繞著圓盤狀的中心旋轉由于光源位于轉盤的中心位置，也可以說轉盤是繞著光源旋轉的，在所述轉盤上均勻分布有多個用于固定試管的試管固定槽11，所述試管固定槽11是在轉盤上表面上挖出的下凹的槽狀結構，其尺寸及形狀都與試管相匹配，以便于試管5可拆卸地安放并固定在轉盤上。本發明中優選地，在所述轉盤下方或其他位置設置能夠驅動轉盤轉動的動力裝置和傳動裝置，如馬達、變速器等，進一步地設置有控制面板及控制系統，通過控制馬達輸出功率和/或變速器來控制轉盤以預定速度勻速旋轉。
[0059]在一個優選的實施方式中，如圖2、3中所示，所述試管包括上方的用于盛裝待測樣品的承裝部51和下方的用于將試管固定在所述試管固定槽11中的固定部52。本發明中，當所述固定部嵌入到試管固定槽11內以后，完成了試管和轉盤的相對固定，此時，試管上的承裝部完全裸露在轉盤上方，其內部的待測樣品都能接收到光源的光照。
[0060]在一個優選的實施方式中，如圖1、2中所示，所述充氣栗6和導氣管7都設置在所述轉盤1上，所述導氣管7的兩端分別與充氣栗6和試管5相連，本發明中優選地所述充氣栗有兩個，且對稱設置，以保證轉盤上的配重平衡，所述導氣管包括環狀管道和在環狀管道上引出的多條支路，各個支路分別通入到試管中，進一步優選地，所述導氣管的支路從試管上背對著光源的一側伸入至試管口，以避免導氣管遮擋試管內待測樣品而影響實驗的準確性。
[0061]在一個優選的實施方式中，如圖1、2、4中所示，所述水夾套3呈圓筒狀，其中部具有容納光源2的光源空間，所述光源空間優選的呈圓柱狀；所述水夾套3包括透光的雙層壁面，所述雙層壁面之間具有用于容納冷卻水的儲水空間，在所述水夾套3下部設置有出水口 31和進水口 32。由于