專利名稱：水體中溶解碳酸鹽中二氧化碳的提取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水體中溶解碳酸鹽中二氧化碳的提取裝置。
背景技術(shù)：
巖石與空氣、水、二氧化碳等物質(zhì)長期作用，發(fā)生復雜的化學反應(yīng)，產(chǎn)生新物質(zhì)的過程稱為化學風化，發(fā)生在大氣圈、巖石圈、生物圈和水圈交互界面，是聯(lián)系各圈層地球化學元素循環(huán)的紐帶。化學風化過程是對大氣中CO2長期的永不停歇的消耗過程，地球系統(tǒng)溫度升高時，化學風化的速率升高，增加了對大氣中CO2的消耗速率，反之則相反。化學風化對全球溫度變化的負反饋機理在長時間尺度上對地球表層的溫度有著重要的穩(wěn)定作用。這一機理可以解釋新生代全球變冷事件可能是青藏高原的隆升增加了大陸的物理風化速率，彌補了化學風化效率不足，導致了全球化學風化速率的提高從而降低了 CO2在大氣中的分壓，造成了全球溫度降低。陸殼的化學風化過程代表了一個永久的大氣中CO2向?！ぱ笾羞w移的過程，主要存在兩種巖石的風化硅酸巖和碳酸巖風化。在較長時間內(nèi)碳酸巖風化消耗的CO2會被海洋中碳酸巖在沉積時釋放的CO2抵消，硅酸巖的化學風化凈消耗大氣中的，是影響碳循環(huán)的重要因素，在地質(zhì)時間尺度上是清除大氣中CO2的主要過程。傳統(tǒng)研究方法中利用酸堿滴定方法確定水體中溶解的HCCV的總濃度，同時對采樣區(qū)域的巖石巖性進行分析，確定碳酸巖和硅酸巖的比例。在已知水中hco3_的總濃度的條件下，依據(jù)碳酸巖和硅酸巖的物質(zhì)的量的比例計算兩者在化學風化過程對大氣中CO2消耗的量。隨同位素分析手段的提高，同位素示蹤方法在水化學研究中得到了普遍的應(yīng)用。有研究對水體中溶解的HCO3-中碳同位素進行分析進而探討其來源，從而研究化學風化對大氣中CO2清除能力。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述，本實用新型的目的旨在提供一種水體中溶解碳酸鹽中二氧化碳的提取裝置。本裝置相對于其他裝置提供了更高的氣密性和真空度，將空氣中CO2對實驗結(jié)果的影響降得更低。本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種水體中溶解碳酸鹽中二氧化碳的提取裝置，主要包括磁力攪拌器、三口錐形瓶、溫度計、分液漏斗、不銹鋼導管、冷凝管和集氣瓶，三口錐形瓶放置在帶有鐵架和加熱裝置的磁力攪拌器上，三口錐形瓶一側(cè)瓶口中安裝分液漏斗，瓶口與分液漏斗間磨砂口連接，并固定在磁力攪拌器的鐵架伸縮夾上；另一側(cè)瓶口中安裝溫度計，瓶口中間裝有第一不銹鋼導管，用橡膠塞密封；第一不銹鋼導管通過氣閥后與冷凍干燥機內(nèi)冷凝管連接，冷凝管的另一端接第二不銹鋼導管出冷凍干燥機后與三通連接，三通一個端口通過接氣閥與集氣瓶連接，一端口通過接氣閥伸入冷凍干燥機內(nèi)。本實用新型的優(yōu)點是本實用新型其原理是在一定量的水樣中加入過量的濃磷酸，通過冷凍去除水汽干擾后收集目標氣體。裝置采用不銹鋼管路，使用Swagelok快速接頭，確保系統(tǒng)的氣密性。冷凍干燥機提供的低溫(_70°C)和較高的真空度可以確保實驗結(jié)果的可靠性。相對于其他裝置提供了更高的氣密性和真空度，將空氣中CO2對實驗結(jié)果的影響降得更低。

圖I是本實用新型的示意圖。
具體實施方式
一種水體中溶解碳酸鹽中二氧化碳的提取裝置。主要包括磁力攪拌器I、三口錐形瓶2、溫度計3、分液漏斗5、不銹鋼導管、冷凝管9和集氣瓶12。三口錐形瓶2放置在帶有鐵架和加熱裝置的磁力攪拌器I上，三口錐形瓶一側(cè)瓶口中安裝分液漏斗5，兩者間用磨砂口連接，用伸縮夾4固定在磁力攪拌器的鐵架上；另一側(cè)瓶口中安裝溫度計3，瓶口中間裝有第一不銹鋼導管6，用橡膠塞密封，確保系統(tǒng)的密閉性；第一不銹鋼導管6通過氣閥7后與冷凍干燥機8內(nèi)冷凝管9連接，冷凝管9的另一端接第二不銹鋼導管14出冷凍干燥機8·后與三通10連接，三通10—個端口通過接氣閥11與集氣瓶12連通，一端口通過接氣閥13伸入冷凍干燥機8內(nèi)。首先在三口瓶2中加入水樣和磁子，在分液漏斗5中加入濃磷酸。打開冷凍干燥機8抽真空，當冷凍干燥機8顯示的真空度不變時，關(guān)閉氣閥7。當真空表讀數(shù)再次穩(wěn)定時關(guān)閉氣閥12，停止抽真空。打開冷凍干燥機8制冷開關(guān)，當溫度穩(wěn)定在-70°C、20分鐘后，打開磁力攪拌器2開關(guān)，緩慢打開分液漏斗5上的活塞向三口瓶中加入過量濃磷酸，水中溶解的HC03_與濃磷酸發(fā)生化學反應(yīng)，生成CO2,從溶液中逸出。當三口瓶中的溶液再也沒有氣泡冒出時，說明化學反應(yīng)完成，關(guān)閉氣閥11，泄冷凍干燥機真空，隨后取下集氣瓶12，再利用質(zhì)譜儀分析收集的CO2中的穩(wěn)定碳同位素組成，從而對水體中HCCV來源進行探討，研究大氣中CO2的溶解對水體中HC03_貢獻，從而評估化學風化過程對大氣中CO2清除能力。
權(quán)利要求1. 一種水體中溶解碳酸鹽中二氧化碳的提取裝置，主要包括磁力攪拌器(I)、三口錐形瓶(2)、溫度計(3)、分液漏斗(5)、不銹鋼導管、冷凝管(9)和集氣瓶(12)，其特征是三口錐形瓶(2)放置在帶有鐵架和加熱裝置的磁力攪拌器(I)上，三口錐形瓶一側(cè)瓶口中安裝分液漏斗(5)，瓶口與分液漏斗間用磨砂口連接，并固定在磁力攪拌器的鐵架伸縮夾(4)上；另一側(cè)瓶口中安裝溫度計(3)，瓶口中間裝有第一不銹鋼導管(6)，用橡膠塞密封；第一不銹鋼導管(6 )通過氣閥(7 )后與冷凍干燥機(8 )內(nèi)冷凝管(9 )連接，冷凝管(9 )的另一端接第二不銹鋼導管(14)出冷凍干燥機后與三通(10)連接，三通(10) —個端口通過接氣閥(11)與集氣瓶(12)連接，一端口通過接氣閥(13)伸入冷凍干燥機內(nèi)。
專利摘要一種水體中溶解碳酸鹽中二氧化碳的提取裝置。包括氣體發(fā)生部件、冷凝除雜部件和氣體接收部件。三口錐形瓶放置在帶有鐵架和加熱裝置的磁力攪拌器上，三口錐形瓶一側(cè)瓶口中安裝分液漏斗，瓶口與分液漏斗間磨砂口連接，并固定在磁力攪拌器的鐵架伸縮夾上；另一側(cè)瓶口中安裝溫度計，瓶口中間裝有第一不銹鋼導管，用橡膠塞密封；第一不銹鋼導管通過氣閥后與冷凍干燥機內(nèi)蛇形冷凝管連接，蛇形冷凝管的另一端接第二不銹鋼導管出冷凍干燥機后與三通連接，三通一個端口通過接氣閥與集氣瓶連接，一端口通過接氣閥伸入冷凍干燥機內(nèi)。本實用新型全部采用不銹鋼管路，使用Swagelok快速接頭，確保系統(tǒng)的氣密性。冷凍干燥機提供的低溫(-70℃)和較高的真空度將空氣中CO2對實驗結(jié)果的影響降得更低，滿足工作需求。
文檔編號G01N1/28GK202693389SQ20122027123
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者武小波, 王寧練, 李全蓮, 蒲健辰 申請人:中國科學院寒假區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所