[實用新型]零價鐵合成及還原反應器

有效

• 申請號: 201320026416.1
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN203018071U
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 孫蕾;萬順剛;羅文邃
• 申請（專利權）人: 中國科學院城市環境研究所
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;C02F1/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種零價鐵合成及還原反應器裝置，特別應用在納米材料合成以及污水處理技術領域，是一種適用于納米零價鐵合成及難生物降解毒害污染物的還原轉化反應和研究的零價鐵反應器。

背景技術

納米零價鐵是一種環境友好型強還原劑，具有較大的比表面積和豐富的表面活性位點。近年來，納米零價鐵技術在解決有機物污染、重金屬污染和地下水污染修復等一系列環境問題上表現出優越的性能，特別是納米零價鐵在處理具有高生物積累性和生物毒性,?且常規水處理技術難以有效降解的有機廢水方面顯示了良好的應用前景。納米零價鐵反應通常在常溫常壓下進行，具有能量消耗低、對污染物的降解效率高、無選擇性、可同時降解多種污染物等特點，因此納米零價鐵還原技術將是一種極具應用前景的環境治理手段。

近年來，關于納米零價鐵的合成制備、修飾及應用的研究越來越多，然而，納米零價鐵的還原活性很強，化學性質不穩定，易發生團聚、易被氧化而失去活性，在納米零價鐵的各種研究過程中，對于體系反應條件的控制就顯得至關重要。

目前在納米零價鐵的研究過程中對反應條件的控制方面仍存在著一些局限，現有研究報道表明，納米零價鐵無論是在合成制備，修飾研究還是在對污染物的還原轉化過程中，為了保證納米零價鐵的活性，整個反應過程通常是使用圓底燒瓶或三角瓶等常規玻璃儀器在厭氧手套箱設備中操作完成。這樣一方面要大量消耗氮氣來降低體系中氧氣濃度，同時加料、取樣等操作過程及體系的實驗條件非常不易控制。

為了同時兼顧納米零價鐵的合成、修飾以及還原轉化研究，有必要針對以上不足之處，設計出一種即能控制反應器內環境，同時又方便實驗操作的新型反應器。反應器的設計首先要解決的問題是既要能夠有效控制反應器中氧氣的含量，減少氮氣等惰性氣體的消耗量，又要提高加樣、取樣的可操作性，同時具有加工簡單、安全可靠等優點，為納米零價鐵在環境修復中的推廣和應用提供更為豐富的理論基礎。

實用新型內容

為了解決現有納米零價鐵在合成、修飾及應用研究過程中的不足，本實用新型的主要目的在于可以有效控制納米零價鐵研究過程中氮氣消耗量以及提高反應器可操作性，提出一種可以有效降低反應器中氧氣含量的同時，盡可能降低氮氣的使用量，大大提高納米零價鐵實驗操作過程可控性的反應器裝置，以便全面考察及調整各種合成及降解過程參數。

本實用新型目的通過下述技術方案實現：

一種零價鐵合成及還原反應器，包括：反應器主體，反應液滴加裝置、溫度測量裝置、進氣裝置、排氣裝置和液體取樣裝置，該反應液滴加裝置、溫度測量裝置、進氣裝置、排氣裝置設置在反應器主體上端，該液體取樣裝置設置在反應器主體下端，該反應器主體為密封結構。

其中，所述的反應器主體是上下分體結構，其中上部分為密封上蓋，下部分為反應室，二者通過緊固連接裝置連接并箍緊密封。

優選的，為提高密封上蓋和反應室密封效果，所述的密封上蓋和反應室的接觸面邊緣為磨砂面。

其中，所述的密封上蓋上設置有用于安裝反應液滴加裝置的標準接口、用于安裝進氣裝置的標準接口、用于安裝排氣裝置的標準接口以及用于安裝溫度測量裝置的標準接口，該反應液滴加裝置、溫度測量裝置、進氣裝置、排氣裝置通過對應標準接口安裝于密封蓋上，所述的反應室的底部安裝設有液體取樣裝置。

其中，所述的反應液滴加裝置是具有刻度的漏斗，且該漏斗下端設有流量調節閥門；通過調節流量調節閥門來調節滴加反應液的速度，漏斗上的刻度是用于測量加入量。優選的，所述的漏斗上端開口通過磨口蓋密封，打開磨口蓋即可往漏斗添加反應液。

其中，所述的溫度測量裝置是含套管的具塞溫度計，該具塞溫度計底部浸入反應室液面以下。優選的，所述的具塞溫度的計量程為0-100?℃。

其中，所述的進氣裝置是一氣體管道接口和向下延伸的通氣管，該氣體管道接口上設有調節閥門，通過控制調節閥門的流量大小來控制曝氣量。優選的，所述的通氣管的出氣管口位于反應室內液面以下，距反應室底部2-3?cm。

其中，所述的排氣裝置是氣嘴型結構，并配有橡膠墊圈的螺紋上蓋密封，以便于氣體置換時空氣和氮氣的排氣及反應過程中氣體樣品的取樣。優選的，所述的排氣裝置是2個。

其中，所述的液體取樣裝置是具有閥門的出液龍頭。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：