[發明專利]一種靜態吸附實驗設備

有效

• 申請號: 201710382754.1
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN106984063B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 趙鉞
• 申請（專利權）人: 寶雞文理學院
• 主分類號: B01D15/02
• 分類號: B01D15/02;B01D15/10
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種靜態吸附實驗設備，包括吸附瓶、用于收集吸附瓶內上清溶液的收集裝置和將收集裝置收集的上清溶液進行分離的固液分離裝置，吸附瓶為球形瓶；收集裝置包括第一監控單元、插裝在吸附瓶的瓶塞上的U型管和對U型管進行上下提升的提升單元，U型管的內端伸入到吸附瓶內，U型管的外端通過連接管與固液分離裝置的進液口連接；固液分離裝置的進液口與U型管外端通過連接管進行連接。本發明結構簡單，使用效果好，吸附瓶為球形瓶，同時U型管內端的高度高于進液口的高度，避免了旋轉開啟瓶塞造成冷凝液相蒸氣的損失，減少后續實驗分析的誤差，實現了自動化控制，實驗過程連續性好，且能夠實現批量生產，便于大規模的推廣應用。

技術領域

本發明屬于環境工程技術領域，涉及一種實驗裝置，尤其是涉及一種靜態吸附實驗設備。

背景技術

靜態吸附實驗也稱“搖瓶實驗”，常用于環境工程、水文地質及材料學等領域內，是使吸附材料(多為粉末狀固體，如采集的土壤樣品等)與待吸附物質(多配制為水溶液，水溶性差的使用有機溶劑配制為溶液)充分接觸，考察待吸附物質在吸附材料上存留量(即吸附量)的常用手段。通過吸附實驗條件參數的設置，諸如吸附時間、吸附溫度及待吸附物質濃度等，可以得到吸附過程的動力學、等溫及熱力學特性，具有機理方面的重要參考價值。

目前，仍沒有專門設計針對靜態吸附實驗的裝置，整個靜態吸附實驗在操作中基本遵循以下流程：

將吸附材料與待吸附物質以一定比例(固液比)加入錐形瓶中，置于恒溫水浴振蕩器內振蕩，使其充分接觸后固/液相在錐形瓶內靜置，固相發生沉淀，取上清溶液放入一次性注射器內，在前端加上濾頭(多使用水系0.22μm標準濾頭)后注射實現固相、液相的完全分離，將所得液體利用光度法測得待吸附物質的濃度，進而求得吸附量用于后續的實驗分析。

在實際操作中，存在以下問題：使用錐形瓶作為吸附材料與待吸附物質充分接觸的容器，在振蕩過程中，平直的瓶壁易使吸附材料和待吸附物質在瓶壁上發生粘連，造成待吸附物質液相濃度的額外損失，會給后續的實驗分析帶來誤差；使用錐形瓶在振蕩強度大時會產生飛濺，同樣會造成待吸附物質液相濃度的額外損失，而使用錐形瓶自帶的塞子進行封閉，在水浴溫度高時，蒸發的液相蒸氣常常頂開錐形瓶塞，此外還會在塞子處冷凝，拔出時同樣造成額外的損失，會給后續的實驗分析帶來誤差；使用錐形瓶在恒溫水浴振蕩器內的固定較為困難，僅靠振蕩器自帶的橫豎方向的定位彈簧進行固定，振蕩過程中易翻倒；由于待吸附物質濃度的測定基本均為光度法，對液相濁度有著嚴苛的要求，因而最后的固相、液相分離十分重要，當振蕩結束后靜置，錐形瓶內的上清溶液難于取出，采用傾倒或者移液管吹吸操作時易產生二次激蕩，原本底部沉淀的固相會造成上清溶液渾濁，給后續過濾帶來困難，減少濾頭的使用壽命，增加成本；使用一次性注射器加濾頭的方式進行最終的固相、液相分離，由于人工操作注射用力不當或者濾頭堵塞嚴重等問題，會使濾頭內的濾膜破裂，未經分離的上清溶液通過注射器進入液體盛裝器皿，污染已經分離過的液體；整個靜態吸附實驗中，除了恒溫水浴振蕩器有專門的自動化實驗裝置，剩余部分的操作均需手工進行，勞動力密集，效率低下，特別是最后的固相、液相分離，往往因為濾頭內的濾膜破裂造成的污染，需要多次重復實驗過程。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種靜態吸附實驗設備，其結構簡單，使用效果好，且易于操作，吸附瓶為球形瓶，同時U型管內端的高度高于進液口的高度，避免了旋轉開啟瓶塞造成冷凝液相蒸氣的損失，減少后續實驗分析的誤差，實現了自動化控制，降低了人工密度，實驗過程連續性好，且能夠實現批量生產，便于大規模的推廣應用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種靜態吸附實驗設備，其特征在于：包括吸附瓶、用于收集所述吸附瓶內上清溶液的收集裝置和將所述收集裝置收集的上清溶液進行分離的固液分離裝置，所述吸附瓶為球形瓶；