一种流动式光催化快速检测系统及其使用方法

技术领域

本文属于流动式光催化的技术领域，具体涉及一种流动式光催化快速检测系统及其使用方法。

背景技术

光反应装置是将光能转化成化学能的反应装置，包含光源和反应系统，可用于有光参与的反应的研究与放大生产。如光化学反应合成、光催化剂筛选以及光引发的生物工程等。催化剂种类、反应物比例、光源波长等因素对光反应效率影响较大。

当前光反应装置体积较大(10mL以上)，反应效率较低，反应消耗时长较长，不利于进行反应的快速筛选。同时，目前反应装置无法快速改变光源波长以及反应物和催化剂。

通常改变光源波长需要更换光源、滤光片或者搭配单色仪使用，更换光源或者滤光片需要关闭光源再打开光源，中间消耗的时间较长，无法实现快速筛查。而光源搭配单色仪使用光强衰减较为严重，且可能存在光源与单色仪匹配度较差，光程增长以及复杂的导光系统会造成光强的进一步衰减，无法用于光催化反应体系。

发明内容

本文提出了一种流动式光催化快速检测系统，该种快速检测系统可以用于不同反应池进行快速检测与筛选的实验，也可以用于单一反应物在不同催化条件下的催化筛选，其反应物、反应条件、催化物均可以做自由选择，从而在短时间内完成大量的催化实验，该系统与现有的人工检测方式相比，其智能化与自动化水平均存在极大的增强。

一种流动式光催化快速检测系统，反应池上方设有光源，所述的光催化快速检测系统包括原料池、泵、反应池、快速检测、收集装置和光源，所述的原料池通过泵与反应池相连，所述的反应池的出口端与收集装置相连，所述的收集装置和反应池之间设有快速检测，所述的光源内设有单色仪，光源的光斑与反应池大小相等，所述的原料池数量设有若干个，若干个原料池均通过泵与反应池相连，泵可以是一个也可以是多个泵，泵通过管道线路以及相应的阀门单独控制每一个原料池的供料。

通过单色仪和光源可以缩短光程并减少复杂导光结构对光传输过程的损失，本系统可以实时改变反应催化剂、底物以及他们的比例，并快速分析反应产物，筛选底物及催化剂。

反应池为流动反应池可以优选为平板式蛇形、菱形等流路或三维立体流路，普通反应池，每更换一个波长或反应物需要更换反应池，为了提高筛选效率，反应池为流动反应池，实时更换光源输出波长，搭配快速检测和收集装置，实现波长连续筛查。

泵为混合泵，可以选用现有的蠕动泵、柱塞泵、隔膜泵、压电气泵或是其他常见的泵结构，搭配反应池后的快速检测和收集装置，实现底物以及催化剂的快速筛选。

收集装置优选为24位、48位或96位孔板装置，光催化快速检测系统与控制系统相连，搭配控制系统，可以按照设定自动调控反应条件(波长、催化剂、底物及比例)并自动记录该反应条件下生成产物对应在收集装置上的位点。

光源在350～680nm波长连续可调，其中470nm处光强40mW/cm

反应池和快速检测外侧设有清洗回路，所述的废料流路与快速检测串联，废料流路和收集装置并联，通过清洗回路来对反应池和快速检测进行清洗，防止因为使用后未进行清理导致装置内部产生污染，从而导致装置的损坏。

收集装置用于收集反应后的产物，并根据检测人员的需求可以进行进一步的检测或是保存。

快速检测和收集装置之间的外侧设有废料流路，所述的废料流路与收集装置为并联，并均与收集检测装置串联，通过快速检测装置检测判断流过液体为反应液还是清洗液，最终，通过程序控制以及机械臂等方式将反应液流入收集装置，将清洗液流入废液池。

有益效果：

通过单色仪和光源可以缩短光程并减少复杂导光结构对光传输过程的损失，本系统可以实时改变反应催化剂、底物以及他们的比例，并快速分析反应产物，筛选底物及催化剂。

实时更换光源输出波长，搭配快速检测和收集装置，实现波长连续筛查。

多通道原料池以及混合泵，搭配反应池后的快速检测和收集装置，实现底物以及催化剂的快速筛选。

光催化快速检测系统与控制系统相连，搭配控制系统，可以按照设定自动调控反应条件(波长、催化剂、底物及比例)并自动记录该反应条件下生成产物对应在收集装置上的位点。

光源在350～680nm波长连续可调，其中470nm处光强40mW/cm

光源搭配旋转光筒可输出大小可调矩形(10×10～50×50mm

通过清洗回路来对反应池和快速检测进行清洗，防止因为使用后未进行清理导致装置内部产生污染，从而导致装置的损坏。

通过快速检测装置检测判断流过液体未反应液还是清洗液，最终，通过程序控制以及机械臂等方式将反应液流入收集池，将清洗液流入废液池。

附图说明

图1是一种流动式光催化快速检测系统的流程示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1所示；

一种流动式光催化快速检测系统，反应池上方设有光源，所述的光催化快速检测系统包括原料池、泵、反应池、快速检测、收集装置和光源，所述的原料池通过泵与反应池相连，所述的反应池的出口端与收集装置相连，所述的收集装置和反应池之间设有快速检测，所述的光源内设有单色仪，光源的光斑与反应池大小相等，所述的原料池数量设有若干个，若干个原料池均通过泵与反应池相连，反应器的厚度为0.1～2cm，反应池为流动反应池可以为平板式蛇形、菱形等流路或三维立体流路，泵为混合泵，收集装置优选为24位、48位或96位孔板装置，光催化快速检测系统与控制系统相连，光源在350～680nm波长连续可调，其中470nm处光强40mW/cm

实施示例；

a、将光源与单色仪集成在一个装置里，通过旋转光筒形成均匀性好的矩形光斑。

b、将光斑与反应池进行对准，大小保持一致。

c、若干原料池通过混合泵将混合的检测样品输入反应池内。

d、样品在反应池内通过波长已调节的光斑进行反应，完成反应后进入快速检测，对样品完成快速检测。

e、快速检测无法区分的样品，通过收集装置与其他检测技术设备联用进行检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。