[發明專利]一種集成化原位太陽能熱-電化學微分析裝置

有效

• 申請號: 201810023279.3
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108051387B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 谷笛;王寶輝;高斯萌;姜婷婷;江泓;閆超
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: G01N21/33
• 分類號: G01N21/33;C02F1/46;C02F1/461;C02F1/72;C02F101/38
• 代理公司: 11609 北京格允知識產權代理有限公司
• 代理人: 譚輝;周嬌嬌

本發明涉及集成化原位太陽能熱?電化學微分析裝置，包括太陽能供電裝置、太陽能供熱裝置、在線檢測裝置和數據處理裝置；太陽能供電裝置包括太陽能電池、與電池的正極電導通的正導線和與電池的負極電導通的負導線；在線檢測裝置包括紫外分光光度計、比色皿、工作電極和對電極；紫外分光光度計連接數據處理裝置，用以檢測比色皿中樣品的吸光度，比色皿放置在紫外分光光度計的樣品架上，工作電極與正導線電導通，對電極與負導線電導通，并且工作電極和對電極在檢測時放入比色皿中；太陽能供熱裝置包括太陽能集熱裝置、換熱裝置和循環管路；太陽能集熱裝置吸收太陽能并將載熱流體加熱；換熱裝置將載熱流體泵入循環管路中；循環管路對樣品架進行加熱。

技術領域

本發明涉及分析技術領域，尤其涉及一種集成化原位太陽能熱-電化學微分析裝置。

背景技術

利用STEP(Solar Thermal Electrochemical Process)熱-電兩場耦合理論降解有機廢水的過程當中，可以在短時間內使有機物徹底的氧化成為CO₂和H₂O，過程當中完全沒有任何其他形式的能量和物質的輸入。基于STEP理論的熱力學和電化學方面問題可以統稱為熱電化學研究。

熱電化學作為電化學的一個重要分支出現在許多學科當中，使溫度作為一個重要的控制性矢量來加以細致的研究，與傳統電化學中的其他參數矢量，如電壓、電流和時間等附加在一起，研究它們對反應的協同作用影響。由于溫度是一個電化學反應的最重要的參數之一，熱能在傳統電化學中的應用與拓展，可以使原本傳統的電化學反應顯示出驚人的效率，熱電化學協同作用于一個反應的機理過程與反應路徑，使其發生根本上的改變，而不僅僅是熱化學和電化學過程的簡單相加，熱能對于電化學過程的影響開辟全新的現代熱電化學綜合理論的觀點。現代熱電化學一直專注于應用新的化學方法和裝置來深入研究熱能的投加對電化學過程與機理的影響，其中熱能的投加量通常具體地體現在反應體系溫度的變化，將溫度當作一個可以任意調節、任意縮放的變量參數，以便能夠清晰的觀察到細微能量的變化對反應過程的具體影響，所以這種調節和縮放的方法必須具有快速響應、測量簡便精確等等一系列的特點，否則一些化學反應中的電子轉移等瞬態過程將不能得到精確的檢測和分析。

現有檢測裝置有的可以對溫度進行檢測，用于分析溫度對反應的影響。然而，在進行STEP熱-電耦合過程降解有機廢水的實際應用當中，我們發現有關降解過程當中的許多基礎數據仍然是不夠充分和清晰的，特別是關于在不同條件下機理的具體變化的關鍵參數點的研究仍然不夠清晰與細致。

發明內容

(一)要解決的技術問題

針對利用現有檢測裝置分析STEP熱-電耦合過程降解有機廢水過程時存在的數據不充分的問題，本發明提供了一種集成化原位太陽能熱-電化學微分析裝置，該裝置可以細致觀察到太陽能-熱能和太陽能-電能協同驅動的氧化降解有機物的具體路徑與關鍵參數轉折點。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種集成化原位太陽能熱-電化學微分析裝置，所述微分析裝置包括用于提供電能的太陽能供電裝置、用于提供熱能的太陽能供熱裝置、在線檢測裝置和用以接收所述在線檢測裝置的信號并進行分析的數據處理裝置；

所述太陽能供電裝置包括太陽能電池、與所述電池的正極電導通的正導線和與所述電池的負極電導通的負導線；

所述在線檢測裝置包括紫外分光光度計、比色皿、工作電極和對電極；所述紫外分光光度計連接數據處理裝置，用以檢測所述比色皿中樣品的吸光度，所述比色皿放置在所述紫外分光光度計的樣品架上，所述工作電極與所述正導線電導通，所述對電極與所述負導線電導通，并且所述工作電極和所述對電極在檢測時放入所述比色皿中；