CZ303183B6 - Zpusob a zarízení na výrobu singletového kyslíku - Google Patents

Abstract

Zarízení na výrobu singletového kyslíku se skládá ze skríne (1) tvorící komoru, která má minimálne dve protilehlé plochy, z nichž jedna je svetlo propouštející plocha (4) zatímco druhá plocha (6) je opatrená navrstveným, svetlem aktivovatelným barvivem, a ze svetelného zdroje (3) pro ozarování barvivem navrstvené druhé plochy (6). Barvivem navrstvená druhá plocha (6) je tvorená substrátem s jemne zdrsnenou plochou, pricemž je barvivo zapraveno zaleštením do prohlubní jemne zdrsnené plochy. Svetelný zdroj muže být tvoren svetelnými diodami (3), jejichž emise svetla má vlnovou délku, která leží v rozsahu maximální absorpce zárení barviva na navrstvené druhé ploše (6).

Description

Způsob a zařízení na výrobu singletového kyslíku

Oblast techniky

Vynález se vztahuje na zařízení na výrobu singletového kyslíku, jakož na způsob výroby plochy navrstvené barvivém pro takovéto zařízení.

Dosavadní stav techniky

Zařízení na výrobu singletového kyslíku tohoto druhuje známé z WO 97/29044 Al. U tohoto zařízení se vytváří komora, která má dvě ohraničovací plochy, z nichž jedna propouští světlo, zatímco druhá je navrstvená světelným zářením aktivovatelným barvivém. Tato barvivém navrst15 vená plocha se ozařuje světlem ze zdroje světla, který je uspořádán v sousedství plochy propouštějící světlo. Světelným zdrojem je přednostně halogenová lampa, přičemž světlo propouštějící plocha vyfiltruje určitou část záření, takže se docílí záření s určitým frekvenčním spektrem. Toto světelné záření působí na barvivo nalézající se na barvivém navrstvené ploše, přičemž se po této ploše proudící kyslík uvede do aktivovaného stavu, aby se vytvořil singletový kyslík. Vrstva barviva se nanáší na zdrsněný nebo mikropóry vykazující povrch kinetickou, termickou nebo chemickou separací. Účinnost tohoto známého zařízení je však nízká, a výroba barvivém navrstvené plochy je velmi nákladná, přičemž se používáním halogenové lampy navíc vytváří značné teplo.

Z US 4 579 837 A je dále známo nanášení více vrstev polykrystalického organického barviva, jako je například trypaflavin, eosin nebo tetrazen, na substrát. I zde je výroba barvivém navrstvené plochy velmi nákladná.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje řešení podle vynálezu. Je úkolem vynálezu vytvořit zařízení jakož i způsob úvodem uvedeného druhu, které umožní výrobu singletového kyslíku s vysokou účinností při nízkých nákladech.

Zařízení na výrobu singletového kyslíku se skříní vytvářející komoru, která má minimálně dvě protilehlé plochy, z nichž jedna plocha propouští světlo, zatímco druhá plocha je opatřená světlem aktivovatelným barvivém, a se světelným zdrojem pro ozařování druhé plochy opatřené světlem aktivovatelným barvivém navrstvené plochy. Jeho podstata spočívá v tom, že, barvivém navrstvená druhá plocha je tvořená substrátem s jemně zdrsněnou plochou, a že barvivo je zapraveno do prohlubní jemně zdrsněné plochy leštěním. Je výhodné, jestliže jde o zařízení jehož světelný zdroj je tvořen světelnými diodami, jejichž emise světla má vlnovou délku, která leží v rozsahu maximální absorpce záření barviva na navrstvené druhé ploše.

Výhodná provedení zařízení jsou taková, kde barvivém navrstveným na druhé ploše je ftalocya45 nin, rovněž zelený ftolocyanin nebo modrý ftolocyanin.

V dalším výhodném provedení pak barvivém navrstveným na druhé ploše je metylénová modř, popř. porfyrin, kterým je zinečnatý komplex tetrafenyl poríyrinu a s výhodou také bengálská červeň, či eosin.

Ve výhodném provedení zařízení emise světla světelných diod leží ve spektrálním rozsahu mezi přibližně 600 a 680 nm.

Ve výhodných provedeních je substrátem druhé desky zařízení deska z plexiskla, nebo skleněná deska, nebo eloxovaná hliníková deska.

-1 CZ 303183 B6

Výhodný je způsob výroby barvivém navrstvené plochy pro zařízení, kde substrát druhé desky se opatří jemně zdrsněným povrchem, na kterém se barvivo rovnoměrně rozdělí a působením tlaku a leštěním se zapraví do pórů jemně zdrsněné plochy. Barvivo se pro rovnoměrné rozdělení může rozpustit v rozpouštědle a rozdělí se rovnoměrně na ploše v elektromagnetickém poli. Pro rovnoměrné rozdělení barviva se výhodně elektrostaticky nabije substrát a na tento se nanese rozprášené barvivo, nebo se jako substrát použije umělohmotná deska, která se pískováním zdrsní.

U zařízení podle vynálezu se zapracuje jedna jediná vrstva barviva tlakem a třením v leštícím procesu dojemných pórů na povrchu substrátu, přičemž je povrch jemně zdrsněn a barvivo se zapracovává leštěním do prohlubní jemně zdrsněné plochy. Hloubka prohlubní nebo pórů určuje tloušťku vrstvy barviva. Tímto způsobem se docílí, že náklad na výrobu barvivém navrstvené plochy je velmi nízký. Dále při tomto způsobu nedochází k poškozování vlastností barviva.

Aktivování barviva se provádí přednostně světelnými diodami, jejichž emisní vlnová délka je přizpůsobena absorpčnímu maximu u níže uvedených barviv a převážně leží v rozsahu 600 až 680 nm, tedy rozsahu, pro který jsou k dispozici běžně obchodované světelné diody s relativně úzkými rozsahy vlnových délek.

Že se pro aktivování barviva mohou používat obvykle obchodované světelné diody znamená, že se jednak docílí jednoduchá a levná konstrukce a jednak se na základě vysokého stupně působení světla takových světelných diod dosáhne vysoký stupeň účinnosti zařízení.

Barvivém může být například ftalocyanin, metylénová modř, bengálská červeň, porfyrín nebo eosin.

Substrátem může být přednostně deska z plexiskla, deska ze skla nebo také kovová deska s izolovaným povrchem, například eloxovaná hliníková deska.

Pro rovnoměrné rozdělení barviva se toto rozpustí v rozpouštědle a rozdělí se v elektromagnetickém poli rovnoměrně na ploše, nebo se substrát elektrostaticky nabije a barvivo se nanáší rozprášením.

Pro dosažení prohlubní nebo pórů může být substrát zdrsněn pískováním.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v následném pomocí na výkrese znázorněných příkladů provedení ještě blíž vysvětlen. Na výkrese ukazují:

Obr. I způsob provedení zařízení pro aktivaci vzduchu,

Obr. 2 způsob provedení zařízení pro aktivaci kapalin.

Příklady provedení vynálezu

Na obrázku 1 znázorněné provedení zařízení se skládá ze skříně I, která má ve znázorněném příkladu provedení válcovitý průřez, může však být i protáhlé nebo mít jiný průřez. Tato skříň I vytváří komoru, která je ohraničená první plochou 4, kterou tvoří krycí sklíčko nebo jiná světlo propouštějící deska, a barvou navrstvenou druhou plochou 6. Mezi krycím sklíčkem 4 a barvou nanesenou druhou plochou 6 může být uspořádána rozpěrka 5, která způsobuje, že komorou vedený kyslík nebo kyslík obsahující plyn se dostává do těsného kontaktu s navrstvenou druhou plochou 6.

-2CZ 303183 B6

Na od navrstvené druhé plochy 6 odvrácené straně krycího sklíčka 4 je uspořádaná deska 2 s tištěnými spoji, která je opatřená světelnými diodami 3, osvětlujícími krycím sklíčkem 4 barvivo na druhé ploše 6.

Druhá plocha 6 se navrstvuje barvivém tak, že tato plocha tvoří povrch substrátu, že je jemně zdrsněná a proto opatřená mikropóry, do kterých se tlakem a leštěním zapravuje barvivo.

Pro dosažení jemného rozptylu barviva na navrstvené druhé ploše 6 se může barvivo buď rozio pustit ve vhodném rozpouštědle a pak rovnoměrně rozdělit na ploše v elektromagnetickém poli, nebo se substrát elektrostaticky nabije a nanese se rozprášené barvivo, přičemž elektrostatický náboj přitahuje práškové barvivo, takže vznikne na povrchu rovněž rovnoměrné tenké rozdělení částeček barviva.

V obou případech se povrch následně leští, takže vzniká stabilní rovnoměrná přilnavost barviva nájemně zdrsněném povrchu.

Barvivém jsou zejména ftalocyanin, porťýrin a eosin. Tato barviva mají maximální rozsah absorpčních vlnových délek přibližně mezi 600 a 680 nm, přičemž světelné diody, jejichž emise světla leží v tomto vlnovém rozsahu, jsou obchodně beze všeho dosažitelné. Budící vrchol singletového kyslíku, tj. při návratu kyslíku do základního stavu se uvolňující energie, leží u

634,3 nm. Budící energie pro kyslík by měla přednostně mít kratší vlnovou délku než 634,3 nm.

Na světelným zářením světelných diod buzeném povrchu barviva pak dochází k srážkám excito25 nů s kyslíkovými molekulami obsaženými v plynu proudícím komorou, přičemž od jádra vzdálené elektrony kyslíkových molekul reagují skoky na nejbližší neúplně obsazené dráhy elektronů, čímž vzniká stav singletového kyslíku.

Kyslík obsahující plyn nebo čistý kyslík se může do komory vytvořené mezi krycím sklíčkem 4 a barvivém navrstvenou druhou plochou 6 přivádět vpustí 7 a odvádět výpustí 8, jak to je znázorněno na obrázku 1.

U provedení znázorněného na obrázku 2 jsou vynechány vpust a výpust plynu a používá se světlo propouštějící substrát, nad kterým se nalézá kyslík obsahující plyn. Strana substrátu nenavrstve35 ná barvivém je v přímém kontaktu s povrchem tělesa 9 nebo kapaliny, která má být zasažena excitony vytvořenými světelným zářením v barvivu.

Průmyslová využitelnost

Způsob a zařízení podle vynálezu lze využít všude tam, kde má být dosaženo získání singletového kyslíku.

Claims (17)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   50 1. Zařízení na výrobu singletového kyslíku se skříní (1) vytvářející komoru, která má minimálně dvě protilehlé plochy, z nichž jedna první plocha (4) propouští světlo, zatímco druhá plocha (6) je opatřená světlem aktivovatelným barvivém, a se světelným zdrojem (3) pro ozařování druhé plochy (6) opatřené světlem aktivovatelným barvivém navrstvené plochy, vyznaČu-3CZ 303183 B6 jící se tím, že barvivém navrstvena druhá plocha (6) je tvořená substrátem s jemně zdrsněnou plochou, a že barvivo je zapraveno do prohlubní jemně zdrsněné plochy leštěním.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že světelný zdroj (3) je tvořen světelnými diodami, jejichž emise světla má vlnovou délku, která leží v rozsahu maximální absorpce záření barviva na navrstvené druhé ploše (6).
3. 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že barvivém navrstveným na druhé ploše (6) je ftalocyanin.
4. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že barvivém navrstveným na druhé ploše (6) je zelený ftalocyanin.
5. 5. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že barvivém navrstveným na druhé ploše (6) je modrý ftalocyanin.
6. 6. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že barvivém navrstveným na druhé ploše (6) je metylénová modř.
7. 7. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že barvivém navrstveným na druhé ploše (6) je bengálská Červeň.
8. 8. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že barvivém navrstveným na druhé ploše (6) je porfyrin, kterým je zinečnatý komplex tetrafenyl porfyrinu.
9. 9. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že barvivém navrstveným na druhé ploše (6) je eosin.
10. 10. Zařízení podle aspoň jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že emise světla světelných diod leží ve spektrálním rozsahu mezi přibližně 600 a 680 nm.
11. 11. Zařízení podle aspoň jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že substrátem druhé plochy (6) je deska z plexiskla.
12. 12. Zařízení podle aspoň jednoho z nároků lažlO, vyznačující se tím, že substrátem druhé plochy (6) je skleněná deska.
13. 13. Zařízení podle aspoň jednoho z nároků lažlO, vyznačující se tím, že substrátem druhé plochy (6) je eloxovaná hliníková deska.
14. 14. Způsob výroby barvivém navrstvené plochy pro zařízení podle jednoho z předešlých nároků, vyznačující se tím, že substrát druhé desky (6) se opatří jemně zdrsněným povrchem, na kterém se barvivo rovnoměrně rozdělí a působením tlaku a leštěním se zapraví do pórů jemně zdrsněné plochy.
15. 15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že barvivo se pro rovnoměrné rozdělení rozpustí v rozpouštědle a rozdělí se rovnoměrně na ploše v elektromagnetickém poli.
16. 16. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že se pro rovnoměrné rozdělení barviva elektrostaticky nabije substrát a na tento se nanese rozprášené barvivo.
17. 17. Způsob podle aspoň jednoho z nároků 14 až 16, vyznačující se tím, že se jako substrát použije umělohmotná deska, která se pískováním zdrsní.