專利名稱：模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的裝置及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域，具體涉及在實(shí)驗(yàn)室條件下研究某一溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的模擬裝置及該裝置在研究溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在環(huán)境化學(xué)中很多研究證實(shí)，進(jìn)入水環(huán)境的污染物，如所有工業(yè)酸堿，鉛、鎘、銅等重金屬，以及酚類和PAH等有機(jī)污染物，只有很少以真溶液的形式存在于水中，絕大部分結(jié)合在水中存在的各種無(wú)機(jī)的和有機(jī)的、非生命的和生命的固相物質(zhì)上，特別是這些固相物質(zhì)的表面上，達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的準(zhǔn)平衡狀態(tài)。天然水中起重要作用的這些固相物質(zhì)主要以表層沉積物、懸浮顆粒物和生物膜的等形式存在，它們與水相一起組成了決定污染物在水體中行為的復(fù)雜的多相體系。表層沉積物是指以礦物顆粒，特別是粘土礦物為核心骨架，有機(jī)物和金屬水合氧化物結(jié)合在礦物微粒表面上，成為各微粒間的粘附架橋物質(zhì)，把若干微粒組合成絮狀聚集體，經(jīng)絮凝成為較粗顆粒就沉積到水體底部。顆粒物是指水樣中通過(guò)孔徑為0.45μm的濾膜，截留在濾膜上并于103-105℃烘干至恒重的固體物質(zhì)。生物膜是指由一種或少數(shù)幾種微生物在特定條件下生長(zhǎng)而成的微生物集合體，還可能有附著的腐殖質(zhì)等天然有機(jī)質(zhì)以及共存的各種礦物質(zhì)。
許多關(guān)于天然水體中污染物的研究證明，污染物在各種固相表面上結(jié)合的量不同，污染物之間也有相互作用，表面物質(zhì)對(duì)污染物的吸附有時(shí)也會(huì)影響水中的環(huán)境條件(如pH值)，這些表面物質(zhì)對(duì)水中污染物的直接影響要明顯大于溶液性質(zhì)的直接影響，水溶液的性質(zhì)在很大程度上是通過(guò)影響這些固相表面的性質(zhì)來(lái)影響水中污染物的遷移轉(zhuǎn)化。
通過(guò)各種途徑進(jìn)入水體中的污染物，絕大部分迅速轉(zhuǎn)入固相物質(zhì)中。調(diào)查研究污染物在天然水環(huán)境多相體系中的分布及存在狀態(tài)可以了解和估計(jì)其對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)的危害或潛在危害。當(dāng)外界條件改變時(shí)，多相體系的原有的平衡狀態(tài)會(huì)被打破，污染物會(huì)在多相體系中被釋放、遷移以及重新結(jié)合。這一變化過(guò)程可能對(duì)污染物的毒害作用產(chǎn)生重要影響。由此可見(jiàn)，研究污染物在多相體系中的分布及其影響因素，對(duì)于深入了解污染物在天然水中的遷移轉(zhuǎn)化、建立相應(yīng)靜態(tài)規(guī)律和動(dòng)態(tài)過(guò)程模型以及完善天然水環(huán)境的自凈機(jī)制等都有重要的理論和實(shí)際意義。
大多數(shù)研究多選取單一固相體系進(jìn)行研究，綜合考慮實(shí)際水環(huán)境中多種固相體系(包括表層沉積物、懸浮顆粒物和生物膜等)共存時(shí)各相共同與重金屬等污染物相互作用以及各相之間的相互作用的研究則比較少見(jiàn)。而在較少的研究中進(jìn)行了對(duì)水相中的不同固相物質(zhì)的綜合研究，但是只是在各個(gè)不同的固相物質(zhì)(生物膜、沉積物、顆粒物)相互獨(dú)立的情況下進(jìn)行。只是簡(jiǎn)單的將不同固相物質(zhì)中的一種(生物膜或沉積物或顆粒物)與水相混合與一個(gè)簡(jiǎn)單的容器中(如燒杯等)，研究固相物質(zhì)對(duì)水相中的污染物的吸附解吸情況，然后在去比較不同固相物質(zhì)對(duì)污染物吸附和解吸的規(guī)律。這樣的實(shí)驗(yàn)在很大程度上不能達(dá)到對(duì)天然條件下水環(huán)境中的多相體系的模擬，因?yàn)樵谔烊凰w中，生物膜、顆粒物、沉積物是共存于水相之中的，必然有著相互的聯(lián)系和作用，污染物在三者及水相間的分配規(guī)律也會(huì)由于各個(gè)固相的混合共存而與單一的固相與水相共存時(shí)的規(guī)律不同。目前也沒(méi)有一種裝置能夠達(dá)到對(duì)水相中的各個(gè)固相物質(zhì)進(jìn)行隔離，并能使溶解態(tài)物質(zhì)在裝置中的各相間達(dá)到分配平衡，進(jìn)而在固相物質(zhì)共存于同一環(huán)境中時(shí)分別研究各種固相物質(zhì)與溶解態(tài)物質(zhì)的相互作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置可以達(dá)到對(duì)水相中的各個(gè)固相物質(zhì)進(jìn)行隔離，并能使溶解態(tài)(污染)物質(zhì)在裝置中的各相間達(dá)到分配平衡，進(jìn)而通過(guò)此裝置對(duì)污染物在水環(huán)境中多相體系間的行為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬研究。
本發(fā)明能夠人工模擬在液相環(huán)境中一種溶解態(tài)物質(zhì)，如鉛、鎘、銅等重金屬離子、各種酸堿等，在各種不同固相物質(zhì)間的分配行為，例如模擬自然水環(huán)境條件下顆粒物、生物膜、沉積物等和水共存的多相體系，能使各固相物質(zhì)始終保持隔離，溶液態(tài)物質(zhì)可以自由移動(dòng)，考察可能影響溶解態(tài)物質(zhì)在各相間以及各相內(nèi)的不同組分間分配特征的各因素，并且考慮各種主要影響因素的共同作用效果。
本發(fā)明所述的對(duì)溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為進(jìn)行模擬的裝置，其是由平衡裝置和攪拌裝置組成。平衡裝置由外室和中央室組成，外室與中央室間開(kāi)有圓孔，各室都固定在同一水平板上，且各室與水平板的連接處密閉安裝，每個(gè)外室彼此分立，且與中央室之間通過(guò)隔膜相通，固相物質(zhì)不能在外室和中央室之間自由移動(dòng)；外室和中央室內(nèi)分別安裝有磁力攪拌子，通過(guò)磁力攪拌器磁極的帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得各室內(nèi)溶解態(tài)物質(zhì)分配均勻。
制作平衡裝置的材料可以是玻璃、有機(jī)玻璃等，隔膜可以通過(guò)所研究的固相物質(zhì)和溶解態(tài)物質(zhì)的不同而改變材質(zhì)和孔徑，隔膜的孔徑0.2-50μm。如可以是混合纖維微孔濾膜、硝酸纖維微孔濾膜或聚碳酸酯微孔濾膜等。
磁力攪拌器由電機(jī)、磁極組成，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁極轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣平衡裝置中的每個(gè)室中放置的一個(gè)磁力攪拌子，在磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的引力下就可以隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到對(duì)每室進(jìn)行同時(shí)攪拌。
平衡裝置的外室可為2-10個(gè)，中央室只有1個(gè)，各外室均勻分布在中央室周?chē)總€(gè)室中均有一個(gè)磁力攪拌子，隨著安裝于水平板下面的磁極轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。
外室和中央室間開(kāi)有圓孔，通過(guò)隔膜隔開(kāi)，隔膜由開(kāi)有同樣圓孔的兩片玻璃或有機(jī)玻璃片夾住，通過(guò)固定在小室上的固定片緊密安裝在外室和中央室之間，進(jìn)而保持平衡裝置的密閉性，使得后續(xù)實(shí)驗(yàn)中的固相物質(zhì)不能在各室之間自由移動(dòng)。
將有機(jī)玻璃板或玻璃板或其他材料按照已經(jīng)確定的設(shè)計(jì)方案中的規(guī)格切割好，分別按設(shè)計(jì)方案在對(duì)應(yīng)處打出相同孔，按照設(shè)計(jì)方案制作成平衡裝置。
根據(jù)已經(jīng)制作好的平衡裝置制作一個(gè)相應(yīng)的有若干轉(zhuǎn)子的可調(diào)速的磁力攪拌器，用于分別同時(shí)攪拌不同的外室和中央室。
利用本發(fā)明所述裝置，在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬污染物在天然水環(huán)境多相體系中的行為的應(yīng)用，例如(1)模擬多相體系中固相物質(zhì)對(duì)污染物質(zhì)吸附的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)溶解態(tài)物質(zhì)在各室間的自由遷移擴(kuò)散和各室中固相物質(zhì)對(duì)其的吸附解吸，使溶解態(tài)物質(zhì)最終在各室中的固相物質(zhì)及水相間達(dá)到平衡，固相物質(zhì)對(duì)溶解態(tài)物質(zhì)達(dá)到吸附平衡。模擬多相體系中固相物質(zhì)對(duì)溶解態(tài)物質(zhì)吸附的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)①將中央室和每個(gè)外室間用隔膜(隔膜的種類及參數(shù)條件應(yīng)該根據(jù)要隔離的固相物質(zhì)不同進(jìn)行改變)隔開(kāi)，向平衡裝置的每一個(gè)室中加入一定量(300ml-600ml)的溶液，溶液可以根據(jù)研究的固相物質(zhì)和溶解態(tài)物質(zhì)的不同而進(jìn)行相應(yīng)變化，例如可以為二次水(二次水是將蒸餾水進(jìn)行離子交換處理而得的去離子水，電導(dǎo)率＜5μS/cm)或微量礦物鹽溶液(其中各個(gè)物質(zhì)含量為(NH4)2SO4為120mg/L、KNO3為15mg/L、NaHCO3為0.84mg/L、KH2PO4為0.70mg/L、MgSO4·7H2O為35mg/L、CaCl2·2H2O為30mg/L)。
②開(kāi)啟磁力攪拌器，分別向四周的外室內(nèi)加入不同的一定量的固相物質(zhì)(如外室2、3、4中分別加入5-10ml濃度為10-20mg/L的分別含有顆粒物、沉積物、生物膜等固相物質(zhì)的懸濁液)，使不同的固相物質(zhì)分隔在不同的室中，用酸和堿調(diào)節(jié)各個(gè)小室的pH值，使五個(gè)室的保持在一定范圍內(nèi)(pH＝2.0-9.0)。
③向中央室1中加入污染物質(zhì)(如重金屬鉛或鎘、酸堿等)的標(biāo)準(zhǔn)溶液使其達(dá)到一定的初始濃度(0.1μmol/L-10mmol/L)，由于污染物質(zhì)的加入可能會(huì)改變?cè)瓉?lái)體系的pH值，用酸和堿調(diào)節(jié)各室的pH值保持在一定的范圍內(nèi)(pH＝2.0-9.0)。
④連續(xù)攪拌24-72h，每隔一定時(shí)間(2-10h)分別測(cè)不同室中的各種固相物質(zhì)所吸附的污染物的量，可以得出各種固相物質(zhì)對(duì)污染物質(zhì)的吸附動(dòng)力學(xué)曲線。
(2)模擬多相體系中固相物質(zhì)對(duì)污染物質(zhì)吸附的熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)溶解態(tài)物質(zhì)在各室間的自由遷移擴(kuò)散和各室中固相物質(zhì)對(duì)其的吸附解吸，使溶解態(tài)物質(zhì)最終在各室中的固相物質(zhì)及水相間達(dá)到平衡，固相物質(zhì)對(duì)溶解態(tài)物質(zhì)達(dá)到吸附平衡。模擬多相體系中固相物質(zhì)對(duì)溶解態(tài)物質(zhì)吸附的熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)①將中央室和每個(gè)外室間用隔膜(隔膜的種類及參數(shù)條件應(yīng)該根據(jù)要隔離的固相物質(zhì)不同進(jìn)行改變)隔開(kāi)，向平衡裝置的每一個(gè)室中加入一定量(300ml-600ml)的溶液，溶液可以根據(jù)研究的固相物質(zhì)和溶解態(tài)物質(zhì)的不同而進(jìn)行相應(yīng)變化，例如可以為二次水(二次水是將蒸餾水進(jìn)行離子交換處理而得的去離子水，電導(dǎo)率＜5μS/cm)或微量礦物鹽溶液(其中各個(gè)物質(zhì)含量為(NH4)2SO4為120mg/L、KNO3為15mg/L、NaHCO3為0.84mg/L、KH2PO4為0.70mg/L、MgSO4·7H2O為35mg/L、CaCl2·2H2O為30mg/L)；②開(kāi)啟磁力攪拌器，分別向四周的外室內(nèi)加入不同的一定量的天然水中的固相物質(zhì)(如外室2、3、4中分別加入5-10ml濃度為10-20mg/L的分別含有顆粒物、沉積物、生物膜的懸濁液)，使不同的固相物質(zhì)分隔在不同的室中，用酸和堿調(diào)節(jié)各個(gè)小室的pH值，使五個(gè)室的保持在一定范圍內(nèi)(pH＝2.0-9.0)。
③分別向并排的一系列多個(gè)平衡裝置的中央室1中分別加入不同體積(1ml-50ml)的污染物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.0001mol/L-0.01mol/L)，使各裝置中污染物的初始濃度不同，調(diào)節(jié)各室的pH值保持在一定的范圍內(nèi)(pH＝2.0-9.0)。
④連續(xù)攪拌24-72h，測(cè)最終各種固相物質(zhì)所吸附的污染物的量，可以得出各種固相物質(zhì)對(duì)污染物的吸附熱力學(xué)曲線。
(3)模擬天然水環(huán)境環(huán)境條件改變時(shí)各固相物質(zhì)對(duì)污染物質(zhì)的吸附釋放情況可以通過(guò)各種條件的變化模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系間的行為的變化。通過(guò)吸附平衡后某些條件的改變，可以得到固相物質(zhì)對(duì)溶解態(tài)物質(zhì)的新的吸附量，從而得到條件改變后的固相物質(zhì)對(duì)溶解態(tài)物質(zhì)的解析或在吸附量。模擬條件改變時(shí)各固相物質(zhì)對(duì)溶解態(tài)物質(zhì)的吸附釋放情況①選取一系列相同的平衡體系，調(diào)節(jié)各裝置中的某一環(huán)境條件為一定的梯度系列，使各體系保持各自的值。
②經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的平衡，測(cè)各固相物質(zhì)中吸附的溶解態(tài)物質(zhì)的量，與原平衡體系的吸附量進(jìn)行比較，可得出經(jīng)環(huán)境條件變化影響后固相物質(zhì)對(duì)溶解態(tài)物質(zhì)的釋放量或在吸附量。
例如調(diào)節(jié)體系酸堿度的變化①用(2)中的各種平衡體系，調(diào)節(jié)各裝置中的pH值為一定的梯度系列，如pH＝4.0，4.5，5.0，5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5，使各體系保持各自的值不變；②經(jīng)過(guò)24-72h的平衡，測(cè)各固相物質(zhì)中吸附的污染物質(zhì)的量，與原平衡體系的吸附量進(jìn)行比較，可得出經(jīng)環(huán)境條件變化影響后固相物質(zhì)對(duì)污染物的釋放量或在吸附量。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)實(shí)用性強(qiáng)?？梢詫?duì)不同的溶解態(tài)物質(zhì)在不同固相物質(zhì)間的分配行為進(jìn)行模擬?？梢栽趯?shí)驗(yàn)室條件下對(duì)自然水環(huán)境中的污染物的遷移轉(zhuǎn)化進(jìn)行模擬，并研究影響污染物在各相間分配的各種環(huán)境因素。
(2)適用范圍廣。本發(fā)明可通過(guò)對(duì)制作裝置材料的更換和隔膜的變化對(duì)各種不同物質(zhì)在不同性質(zhì)的多種固相物質(zhì)組成的體系中行為進(jìn)行模擬研究。


圖1有五個(gè)室的平衡裝置示意圖；圖2有五個(gè)室的平衡裝置的平面示意圖；圖3有五個(gè)室的平衡裝置的立體簡(jiǎn)圖；圖4平衡裝置中一個(gè)外室的平面簡(jiǎn)圖；圖5平衡裝置中一張夾片的示意圖；圖6有五個(gè)室的平衡裝置對(duì)應(yīng)的磁力攪拌裝置示意圖；圖7酸在裝置中的平衡曲線示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，以5室的平衡裝置為例。如圖1、2、3、7所示，這些裝置是本發(fā)明中的一種，共含有5個(gè)小室。
如圖1、2、3、4、5所示，是本發(fā)明所述的一種涉及1個(gè)中央室和4個(gè)外室的5室平衡裝置示意圖，平衡裝置上開(kāi)口，在實(shí)驗(yàn)中可以有蓋。其余各部件為中央室1、外室2、外室3、外室4和外室5，所有外室和中央室均固定安裝在水平板9上，分立的外室和中央室間有圓孔8，圓孔8的中間安裝有隔膜11，進(jìn)而將各室分離開(kāi)，各室內(nèi)均安裝有的磁力攪拌子17。
隔膜11夾在兩個(gè)夾片6和7中間，夾片6和7的中間開(kāi)有與前面所述的外室與中央室間圓孔8位置和大小相同的圓孔14。兩個(gè)夾片和隔膜一并安裝于外室內(nèi)的固定片13內(nèi)，由兩個(gè)夾片固定住隔膜11，并保持外室與中央室間的緊密性。根據(jù)固相物質(zhì)的不同可以改變隔膜11的種類及孔徑，隔膜11的孔徑應(yīng)使得后續(xù)實(shí)驗(yàn)中的固相物質(zhì)不能在各室之間自由移動(dòng)。
如圖6所示，是有五個(gè)室的平衡裝置對(duì)應(yīng)的磁力攪拌裝置示意圖，電機(jī)18及磁極19被固定安放在長(zhǎng)方體形電機(jī)盒16中，電機(jī)盒16是上下有底的封閉的盒子，其材質(zhì)可以為酚醛板或其他硬度較強(qiáng)的樹(shù)脂板等，電機(jī)盒16緊密安放在水平板9的下面，電機(jī)18轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁極19轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)位于水平板9上面、平衡裝置各室中的磁力攪拌子17轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到對(duì)每一個(gè)室的同時(shí)攪拌。
模擬其他物質(zhì)在不同的固相物質(zhì)間的分配時(shí)，可以通過(guò)制作平衡裝置的材料的改變、隔膜的變化和平衡裝置小室的數(shù)目及連接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。制作平衡裝置的材料可以是玻璃、有機(jī)玻璃等，隔膜可以是混合纖維微孔濾膜、硝酸纖維微孔濾膜等。當(dāng)室的數(shù)目不同時(shí)，不同夾片和隔膜的放置方法都與五個(gè)室的裝置的放置方法相同。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1用孔徑為0.45μm的混合纖維微孔濾膜將外室和中央室隔開(kāi)。向平衡裝置的外室2、外室3、外室4分別加入500mL二次去離子水后(二次水是將蒸餾水進(jìn)行離子交換處理而得的去離子水)，同時(shí)向外室5和中央室1中分別加入500mL二次水和500mL10-4mol/L的HNO3溶液。立即開(kāi)始攪拌，并計(jì)時(shí)為t＝0。在室溫下進(jìn)行連續(xù)攪拌，每隔30min分別測(cè)五個(gè)室中的pH值，待五個(gè)室中的pH值相同而達(dá)到平衡時(shí)，記錄酸在平衡裝置中達(dá)到平衡的時(shí)間。如圖7所示，為酸在裝置中的平衡，酸的濃度用pH計(jì)測(cè)定。五個(gè)室中的pH值隨時(shí)間的變化曲線，曲線20是外室5的pH隨時(shí)間的變化，曲線21是中央室1的pH隨時(shí)間的變化，曲線22是外室2的pH隨時(shí)間的變化，曲線23是外室3的pH隨時(shí)間的變化，曲線24是外室4的pH隨時(shí)間的變化，如圖所示到平衡的時(shí)間大約為26h。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明溶解態(tài)的酸在裝置中沒(méi)有固相物質(zhì)作用的條件下，達(dá)到平衡的時(shí)間約為26h。
實(shí)施例2
用孔徑為0.45μm的混合纖維微孔濾膜作為隔膜將各外室與中間室隔住向平衡裝置的外室2、外室3、外室4中分別加入500mL二次水，同時(shí)向中央室1和外室5中分別加入500mL二次水和500mL 1.0mol/L的含有鐵氧化物和有機(jī)質(zhì)水中的顆粒物懸濁液(其中懸濁液中顆粒物的含量為1g/L)。由于顆粒物中含有相對(duì)較多的鐵氧化物和有機(jī)質(zhì)，可以以鐵氧化物和有機(jī)質(zhì)來(lái)表征顆粒物的量，所以可以先測(cè)溶液中鐵或有機(jī)質(zhì)的量，再對(duì)溶液進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)濾液中鐵或有機(jī)質(zhì)的量，通過(guò)二者之中鐵或有機(jī)質(zhì)含量的差值來(lái)判斷是否有顆粒物被濾出，進(jìn)而可知在其中的室里是否有顆粒物存在。在室溫下進(jìn)行連續(xù)攪拌30h后，分別取外室2、外室3、外室4和中央室1中的溶液15mL為樣品系列1待測(cè)，再用孔徑為0.45μm的混合纖維微孔濾膜過(guò)濾外室2、外室3、外室4和中央室1中的剩余溶液，過(guò)濾后分別取每種濾液15mL為樣品系列2待測(cè)。測(cè)得到的樣品系列1和2的溶液中鐵的濃度和溶液中TOC(總有機(jī)碳)的濃度。以經(jīng)30h連續(xù)攪拌后的溶液過(guò)濾前后所含有的鐵和總有機(jī)碳的濃度差來(lái)反映進(jìn)入某一室中的顆粒物的量。測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1和表2。經(jīng)測(cè)量結(jié)果可知，由于外室2、3、4和中央室中液體在過(guò)濾前后鐵和總有機(jī)碳的濃度差為0，所以說(shuō)明外室5中的顆粒物與其他室已經(jīng)隔離，并且沒(méi)有進(jìn)入其他室內(nèi)。之后進(jìn)行逐一的各室的驗(yàn)證所得結(jié)果都證能達(dá)到四周的外室與中央室隔離?？梢宰C明裝置可以使在各室中固相物質(zhì)相互隔離。
實(shí)例1和2進(jìn)而證明，實(shí)驗(yàn)裝置中固相物質(zhì)不能在各室之間自由移動(dòng)能夠相互隔離，只能使液相溶解態(tài)物質(zhì)在各室間交換平衡。
表1各室溶液中鐵的濃度(mg/L)

表2各室中總有機(jī)碳的濃度(mg/L)

權(quán)利要求
1.模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的裝置，其是由平衡裝置和攪拌裝置組成，特征在于平衡裝置由外室和中央室組成，外室與中央室間開(kāi)有圓孔(8)，各室都固定在同一水平板上(9)，且各室與水平板的連接處密閉安裝，每個(gè)外室彼此分立，且與中央室之間通過(guò)隔膜(11)相通，固相物質(zhì)不能在外室和中央室之間自由移動(dòng)；外室和中央室內(nèi)分別安裝有磁力攪拌子(17)，通過(guò)磁力攪拌器磁極(19)的帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得各室內(nèi)溶解態(tài)物質(zhì)分配均勻。
2.如權(quán)利要求1所述的模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的裝置，其特征在于隔膜是混合纖維微孔濾膜或硝酸纖維微孔濾膜，隔膜的孔徑0.2-50μm。
3.如權(quán)利要求1所述的模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的裝置，其特征在于電機(jī)(18)、磁極(19)安裝于密閉的電機(jī)盒(16)內(nèi)，電機(jī)盒(16)緊密安放在水平板(9)的下方，電機(jī)(18)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁極(19)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)位于水平板(9)上面、平衡裝置各室中的磁力攪拌子(17)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而達(dá)到對(duì)每一個(gè)室的同時(shí)攪拌。
4.如權(quán)利要求1所述的模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的裝置，其特征在于隔膜(11)夾在兩個(gè)夾片(6)和(7)中間，夾片(6)和(7)的中間開(kāi)有與外室與中央室間圓孔(8)位置和大小相同的圓孔(14)，兩個(gè)夾片和隔膜一并安裝于外室內(nèi)的固定片(13)內(nèi)，由兩個(gè)夾片固定住隔膜(11)，并保持外室與中央室間的緊密性，使得固相物質(zhì)不能在各室之間自由移動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述的模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的裝置，其特征在于有1個(gè)中央室(1)和4個(gè)外室(2)、(3)、(4)和(5)。
6.權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述的模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的裝置在模擬天然水環(huán)境多項(xiàng)體系中固相物質(zhì)對(duì)污染物質(zhì)吸附的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的應(yīng)用。
7.權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述的模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的裝置模擬天然水環(huán)境多項(xiàng)體系中固相物質(zhì)對(duì)污染物質(zhì)吸附的熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的應(yīng)用。
8.權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述的模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的裝置在模擬天然水環(huán)境多項(xiàng)體系中固相物質(zhì)對(duì)污染物質(zhì)吸附的熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的應(yīng)用。
9.權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述的模擬溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的裝置在模擬天然水環(huán)境條件改變時(shí)各固相物質(zhì)對(duì)污染物質(zhì)的吸附釋放情況方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種研究溶解態(tài)物質(zhì)在多相體系中分配行為的模擬裝置及該裝置在研究溶解態(tài)物質(zhì)多相體系中分配行為方面的應(yīng)用。其是由平衡裝置和攪拌裝置組成，平衡裝置由外室和中央室組成，外室與中央室間開(kāi)有圓孔(8)，各室都固定在同一水平板上(9)，且各室與水平板的連接處密閉安裝，每個(gè)外室彼此分立，且與中央室之間通過(guò)隔膜(11)相通；外室和中央室內(nèi)分別安裝有磁力攪拌子(17)，通過(guò)磁力攪拌器磁極(19)的帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得各室內(nèi)溶解態(tài)物質(zhì)分配均勻。通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置可以達(dá)到對(duì)水相中的各個(gè)固相物質(zhì)進(jìn)行隔離，并能使污染物質(zhì)在裝置中的各相間達(dá)到分配平衡，進(jìn)而通過(guò)此裝置對(duì)污染物在水環(huán)境中多相體系間的行為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬研究。
文檔編號(hào)B01L3/00GK1879967SQ20061001685
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者董德明, 花修藝, 張廣鑫, 孫文田 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)