CZ308365B6 - Způsob kontinuálního měření fotokatalýzy barvivových simulantů - Google Patents
Způsob kontinuálního měření fotokatalýzy barvivových simulantů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308365B6 CZ308365B6 CZ2018-421A CZ2018421A CZ308365B6 CZ 308365 B6 CZ308365 B6 CZ 308365B6 CZ 2018421 A CZ2018421 A CZ 2018421A CZ 308365 B6 CZ308365 B6 CZ 308365B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- dye
- simulant
- photocatalysis
- simulants
- absorption
- Prior art date
Links
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 5
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 abstract description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 3,7-bis(dimethylamino)phenothiazin-5-ium Chemical compound C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 RBTBFTRPCNLSDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 T1O2 Substances 0.000 description 1
- 101150104262 csn4 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000012625 in-situ measurement Methods 0.000 description 1
- KHLVKKOJDHCJMG-QDBORUFSSA-L indigo carmine Chemical compound [Na+].[Na+].N/1C2=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C2C(=O)C\1=C1/NC2=CC=C(S(=O)(=O)[O-])C=C2C1=O KHLVKKOJDHCJMG-QDBORUFSSA-L 0.000 description 1
- 229960003988 indigo carmine Drugs 0.000 description 1
- 235000012738 indigotine Nutrition 0.000 description 1
- 239000004179 indigotine Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 1
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
Způsob kontinuálního měření fotokatalýzy barvivových simulantů využívá novou formuli pro vyhodnocení optické absorpce rozpuštěného barviva přímo v kapalinové disperzi (2), která obsahuje pevné nanočástice fotokatalyzátoru. Uvedená formule je odlišná od standardní formy Lambert-Beerova zákona, který popisuje absorpci světla v čistých kapalinách bez disperzních částic. Výše uvedený způsob je možné uplatnit při rychlém a přesném kontrolním testování vzorků fotokatalytických materiálů z laboratorní i průmyslové výroby.
Description
Oblast techniky
Vynález spadá do oblasti testování vzorků fotokatalytických materiálů z laboratorní a průmyslové výroby.
Dosavadní stav techniky
V současné době je účinnost fotokatalyzátoru měřena metodou opakovaného odběru vzorků v kyvetách, které jsou následně jednotlivě vyhodnocovány měřením absorbance v externím UV VIS spektrometru. Při měření fotokatalytické účinnosti v kapalném prostředí jsou částice fotokatalyzátoru dispergovány, proto je ve všech současných zařízeních nezbytnou součástí jejich separace z kapaliny filtrací, centrifugací, nebo jinými způsoby. Teprve u čisté kapaliny je následně měřena optická absorbance barviva, nebo alternativně měřená jeho koncentrace. Tedy v současnosti při standardních měřeních fotokatalytické účinnosti je třeba odebírat do kyvet vzorky disperze v předem zvolených časech. Z těchto vzorků je třeba odstranit disperzní částice tlakovou filtrací, nebo centrifugací. Teprve čistý roztok je možné analyzovat v optickém UV VIS absorpčním spektrometru aplikací standardního Lambert-Beerova zákona. To ovlivňuje vsázku a pro dosažení přesnosti vyžaduje opakované plnění a nová vícenásobná měření s různými časy odběru.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nevýhody odstraňuje níže popsaný vynález. Měření fotokatalýzy barvivových simulantů využívá nové formule pro vyhodnocení optické absorpce rozpuštěného barviva přímo v kapalinové disperzi, která obsahuje pevné nanočástice fotokatalyzátoru. Uvedená formule je odlišná od standardní formy Lambert-Beerova zákona, který popisuje absorpci světla v čistých kapalinách bez disperzních částic.
Pro poměr optické intenzity 7(C) rozptýleného testovacího světla s koncentrací C barvivového simulantu a optické intenzity 7(0) rozptýleného testovacího světla s nulovou koncentrací barvivového simulantu byla na základě fyzikálního modelu odvozena a prakticky experimentálně ověřena následující formule:
7(C) e-^-β /(O)“ 1-β
Při její aplikaci na vyhodnocení konkrétní disperzní kapaliny s barvivovým simulantem a fotokatalytickými částicemi je třeba provést kalibraci, která poskytne konkrétní numerické hodnoty empirických parametrů a a β. Ta je provedena vyhodnocením poměru intenzit pro počáteční maximální koncentraci barvivového simulantu Co fotokatalytického měření a jeho doplňkovým měřením pro jeho koncentraci poloviční Co/2.
Zařízení pro provádění výše uvedeného měření, tedy kontinuální fotokatalytický reaktor pracuje v novém, kontinuálním režimu měření poklesu koncentrace barvivových simulantů pod vlivem optického záření z fialové části spektra.
Příklad provedení ilustruje konfiguraci kontinuálního měření absorbance barviva, rozpuštěného v kapalinové disperzi.
- 1 CZ 308365 B6
Světlo laseru vstupuje do kapaliny šikmo k hladině deformované mícháním tak, aby nedocházelo k detekci jeho zpětného odrazu optickou sondou. Po vstupu do objemu kapalinové disperze je světlo:
a) rozptylováno na částicích fotokatalyzátoru,
b) absorbováno rozpuštěným barvivém v prostoru mezi částicemi.
Po mnohonásobném rozptylu je pak jeho část detekována optickou sondou. S ohledem na to, že užitá formule obsahuje dva parametry, je před vlastním fotokatalytickým měřením potřeba změřit prostou kalibrační odezvu vzorku s poloviční koncentrací barviva vzhledem k počátečnímu maximu při fotokatalýze.
Je důležité, že tato metoda umožňuje velmi rychlé a přesné měření in sítu, které neporušuje fýzickým odběrem nastavené podmínky procesu a bude mít význam zejména pro průběžnou kontrolu účinnosti fotokatalyzátorů přímo při jejich výrobě.
Objasnění výkresů
Obrázek 1 představuje zařízení k provádění tohoto způsobu měření - jedná se o laboratorní fotokatalytický reaktor.
Příklady uskutečnění vynálezu
Metoda je uplatněna při rychlém a přesném testování vzorků fotokatalytických materiálů v laboratorním fotokatalytickém reaktoru na obrázku 1.
Skleněná kádinka 1 je naplněna kapalinovou disperzí 2 nanočástic fotokatalyzátoru (např. T1O2, ZnO, CsN4,ZnS, CdS atd), ve které je současně rozpuštěno potřebné množství barviva (methylenová modř, indigo carmine atd.). Poté je umístěna do temperovaného reaktoru 3, který je na schématu znázorněn tmavou nádobou. Pode dnem kádinky ]_ je umístěn pohon elektromagnetického míchadla 4 a nade dnem se otáčí tělísko 5 magnetického míchadla, které kontinuálně promíchává kapalinovou disperzi 2. Ve střední části víka 6 reaktoru je umístěna výkonná dioda 7 LED, chlazená chladičem 8, která vysílá na hladinu disperze 2 UV záření inicializující fotokatalytický rozklad molekul barviva. Probíhající pokles jeho koncentrace je měřen absorpcí světla laseru 9, které je po mnohonásobném rozptylu detekováno měřicí sondou 10. Teplota procesu je kontinuálně měřena termočlánkem 11.
Průmyslová využitelnost
Metodu je možné uplatnit při rychlém a přesném kontrolním testování vzorků fotokatalytických materiálů z laboratorní i průmyslové výroby.
Claims (2)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob kontinuálního měření fotokatalýzy barvivových simulantů vyznačujících se tím, že pokles koncentrace molekul barvivového simulantu při dopadu UV záření na kapalinovou-2 CZ 308365 B6 disperzi (2) částic fotokatalyzátoru je kontinuálně měřen „in šitu“ absorbancí světla, emitovaného laserem (9) ve spektrálním okolí absorpčního maxima barvivového simulantu, dle formuleJ(c) e-aC-fi r(o) 1-β5 přičemž I(C) je poměr optické intenzity rozptýleného testovacího světla s koncentrací C barvivového simulantu a optické intenzity 1(0) rozptýleného testovacího světla s nulovou koncentrací barvivového simulantu, dále a je parametrem absorpce, β je parametrem rozptylu.
- ίο 2. Způsob kontinuálního měření fotokatalýzy barvivových simulantů podle nároku 1 vyznačujících se tím, že záření laseru (9) ve spektrálním okolí absorpčního maxima barvivového simulantu proniká skrz volnou hladinu do míchané kapalinové disperze (2) a po mnohonásobném rozptylu na částicích fotokatalyzátoru a absorpčním zeslabení barvivém je detekováno měřicí sondou (8) nad hladinou.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-421A CZ308365B6 (cs) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | Způsob kontinuálního měření fotokatalýzy barvivových simulantů |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-421A CZ308365B6 (cs) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | Způsob kontinuálního měření fotokatalýzy barvivových simulantů |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2018421A3 CZ2018421A3 (cs) | 2020-03-04 |
| CZ308365B6 true CZ308365B6 (cs) | 2020-06-24 |
Family
ID=69637015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-421A CZ308365B6 (cs) | 2018-08-21 | 2018-08-21 | Způsob kontinuálního měření fotokatalýzy barvivových simulantů |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ308365B6 (cs) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100045979A1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Photocatalysis testing device |
| WO2016147266A1 (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | 富士通株式会社 | 反応状態測定装置 |
-
2018
- 2018-08-21 CZ CZ2018-421A patent/CZ308365B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100045979A1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Photocatalysis testing device |
| WO2016147266A1 (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-22 | 富士通株式会社 | 反応状態測定装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| R. DVORSKY a kol. Preparation of high-performance photocatalytic core-shell lamellar nanostructures ZnO-(Si)-ZnO with high specific surface are. Adv. Mater. Lett. 7, 730-734, 2016, ISSN:0976-3961 * |
| R.B.M.BERGAMINI a kol. Heterogenous photocatalytic degradation of reactive dyes in aqueous TiO2 suspensions: Decolorization kinetics. Chemical Engineering Journal 149, 215-220, 2009, ISSN:1385-8947 * |
| Turbidimetrie a nefelometrie. Staženo 16.4.2019 z: http://biofyzika.upol.cz/userfiles/file/8_Turbidimetrie%20a%20Nefelometrie(1).pdf * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2018421A3 (cs) | 2020-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107209117B (zh) | 用于监测和控制工业流体的光电化学感测系统 | |
| US9863881B2 (en) | Methods for measuring concentrations of analytes in turbid solutions by applying turbidity corrections to raman observations | |
| CA2383906A1 (en) | In situ methods for measuring the release of a substance from a dosage form | |
| JP2015057591A (ja) | 懸濁液中の懸濁物濃度の分析方法および分析装置 | |
| CN104903702A (zh) | 色度测量的多波长光源 | |
| CZ308365B6 (cs) | Způsob kontinuálního měření fotokatalýzy barvivových simulantů | |
| EP2871462A1 (en) | Improved determination of fluid compositions | |
| JP2012177679A (ja) | 粒度代表値推定装置及び粒度代表値推定方法 | |
| CN103822887B (zh) | 一种激光检测亚硝酸根浓度的检测方法 | |
| Gomidze et al. | Numerical analyses of fluorescence characteristics of watery media via laser spectroscopy Method | |
| Zhang et al. | Reduction of package-induced error for the composition analysis of in-package liquid products based on transmission spectrum | |
| EP3635369B1 (en) | Colorimetric analyzer with improved error detection | |
| RU172097U1 (ru) | Фотометрическое устройство распознавания многокомпонентных примесей нефтепродуктов в воде | |
| JP5737743B2 (ja) | 生体由来分子その他の含水性有機高分子を含む試料の変化評価方法及びこの方法に用いられるマイクロ波空洞共振器 | |
| CN203772734U (zh) | 一种激光检测亚硝酸根浓度的检测装置 | |
| EP4306941B1 (en) | Apparatus and method for checking stirring quality of a chemical analyzer | |
| CN121877820A (zh) | 一种受激布里渊散射光谱系统及植物油氧化程度检测方法 | |
| Srivastava¹ et al. | Experimental validation of Lambert-Beer's law: Principles, spectrophotometric analysis, and applications | |
| Innah et al. | Determination of Glucose Solution Concentration Using Arduino-Based System | |
| JP2020091270A (ja) | 牛乳の検査装置 | |
| Rissanen et al. | Optical multi-sensor for simultaneous measurement of absorbance, turbidity, and fluorescence of a liquid | |
| Goncharuk et al. | Portable laboratory Akva-Test designed for the drinking water analysis in the field environment | |
| RU2682650C1 (ru) | Способ определения иодата с использованием полиметакрилатной матрицы | |
| KR20250074523A (ko) | 액체 내에서 가열, 온도 감지 기능도 포함된 흡광 및 전도도 검사를 하는 장치. | |
| Vetešník et al. | Uranium (VI) sulfate complexation as a function of temperature and ionic strength studied by TRLFS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20240821 |