一种适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置

本技术涉及一种适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，属于道路工程试验设备领域。

背景技术：

1、随着城镇化建设的不断推进，大量密实铺装的道路已成为当今城市发展的中枢。由交通活动和大气沉降等形成的沉积物是路面径流污染的主要来源，对周边生态环境构成了严重威胁。光催化环境修复技术的原理是仅需要利用太阳光激发便可在催化剂表面形成持续氧化还原反应，进而可将催化剂表面的污染物转化为无害的小分子物质。因此，将绿色可持续的光催化技术与路面材料结合，研发具备污染物降解功能的新型光催化路面材料，被认为是治理降雨径流污染最具前景的手段之一。

2、但现有针对光催化净化路面径流污染效率的实验室检测装置仍处于起步阶段，大多借鉴于水污染净化的实验装置，即将路面材料浸泡在污染液中进行光照后取样检测污染液浓度变化情况，这与实际路面径流污染的净化作用机制相差较大，无法准确模拟实际环境中“先光照后降雨形成径流”的作用机制。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，包括光催化反应仓、径流污染收集装置、光源装置、喷淋装置、湿度调节装置和恒温控制装置；所述径流污染收集装置位于光催化反应仓内；所述光源装置和喷淋装置位于光催化反应仓上方，且两者错位分布；所述湿度调节装置和恒温控制装置位于光催化反应仓外。

3、优选的，所述光催化反应仓由顶部开口的反应容器和活动连接的密封盖组成；所述反应容器由双层中空有机玻璃制得，且设有一个用以连接反应容器内部与湿度调节装置的连接口和一个排气口；双层中空有机玻璃的中空部分设有两个恒温控制装置的连接口，并分别位于反应容器侧面靠近顶部与底部的位置；反应容器顶部沿反应容器轮廓设有凹槽，用于安置密封胶圈；所述密封盖由石英玻璃制得，并通过合页安装于反应容器顶部一侧，密封盖与反应容器间设有锁扣。

4、优选的，所述径流污染收集装置由样品安置台与溶液收集容器组成；所述样品安置台与水平面成一定坡度；样品安置台台面边缘设有格挡，并于台面低处设出水口；所述溶液收集容器与出水口搭接，内置容量刻度线。

5、优选的，所述光源装置由氙灯、升降台和伸缩尺组成；所述氙灯安置于升降台上，氙灯光源露出升降台面且位于光催化反应仓正上方；所述伸缩尺两端分别固定于升降台底座与台面，伸缩尺上刻度标注样品安置台的台面光照强度。

6、优选的，所述喷淋装置由出水喷头、流量控制器、水泵、储水槽和活动支架组成；出水喷头与流量控制器、水泵依次通过高压水管连接，水泵的进水口普通塑料管与储水槽相连；出水喷头通过活动支架固定于光催化反应仓上方。

7、优选的，所述湿度调节装置由空气压缩机、硅胶吸湿器、气体流量控制器、洗气瓶和空气湿度测定仪组成；空气压缩机先通过管路连接硅胶吸湿器，用以制得的空气先通过硅胶吸湿器除湿得到干燥空气，而后管路分成两路并联分别连接气体流量控制器，其中一路管路通过洗气瓶后与另一路干燥空气混合经空气湿度测定仪后连接进入光催化反应仓；所述洗气瓶内含有去离子水。

8、优选的，所述恒温控制装置为低温恒温槽，其出水口和回水口通过液体保温管分别连接光催化反应仓中空部分的上下连接口；水温控制范围为-10~100℃。

9、优选的，所述湿度调节装置通过气体管路与光催化反应仓内部连通，恒温控制装置通过液体保温管与光催化反应仓的中空部分相连。

10、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

11、（1）通过湿度调节装置、恒温控制装置、可升降的光源装置以及气密型的光催化反应仓，可根据不懂地区的气候环境，精确控制光催化反应的环境条件，包括温湿度和光照强度及时长。

12、（2）喷淋装置中的储水槽可根据不同地区的雨水特征，存储不同ph值及物质组成的水溶液，通过水泵、流量控制器与出水喷头，可模拟不同强度的降雨冲刷。

13、（3）径流污染收集装置中的样品安置台四周围挡且具有一定坡度，可自动收集喷淋后的径流溶液，用于进一步的径流污染检测。

14、下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，其特征在于：包括光催化反应仓、径流污染收集装置、光源装置、喷淋装置、湿度调节装置和恒温控制装置；所述径流污染收集装置位于光催化反应仓内；所述光源装置和喷淋装置位于光催化反应仓上方，且两者错位分布；所述湿度调节装置和恒温控制装置位于光催化反应仓外。

2.根据权利要求1所述的适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，其特征在于：所述光催化反应仓由顶部开口的反应容器和活动连接的密封盖组成；所述反应容器由双层中空有机玻璃制得，且设有一个用以连接反应容器内部与湿度调节装置的连接口和一个排气口；双层中空有机玻璃的中空部分设有两个恒温控制装置的连接口，并分别位于反应容器侧面靠近顶部与底部的位置；反应容器顶部沿反应容器轮廓设有凹槽，用于安置密封胶圈；所述密封盖由石英玻璃制得，并通过合页安装于反应容器顶部一侧，密封盖与反应容器间设有锁扣。

3.根据权利要求1所述的适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，其特征在于：所述径流污染收集装置由样品安置台与溶液收集容器组成；所述样品安置台与水平面成一定坡度；样品安置台台面边缘设有格挡，并于台面低处设出水口；所述溶液收集容器与出水口搭接，内置容量刻度线。

4.根据权利要求1所述的适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，其特征在于：所述光源装置由氙灯、升降台和伸缩尺组成；所述氙灯安置于升降台上，氙灯光源露出升降台面且位于光催化反应仓正上方；所述伸缩尺两端分别固定于升降台底座与台面，伸缩尺上刻度标注样品安置台的台面光照强度。

5.根据权利要求1所述的适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，其特征在于：所述喷淋装置由出水喷头、流量控制器、水泵、储水槽和活动支架组成；出水喷头与流量控制器、水泵依次通过高压水管连接，水泵的进水口普通塑料管与储水槽相连；出水喷头通过活动支架固定于光催化反应仓上方。

6.根据权利要求1所述的适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，其特征在于：所述湿度调节装置由空气压缩机、硅胶吸湿器、气体流量控制器、洗气瓶和空气湿度测定仪组成；空气压缩机先通过管路连接硅胶吸湿器，用以制得的空气先通过硅胶吸湿器除湿得到干燥空气，而后管路分成两路并联分别连接气体流量控制器，其中一路管路通过洗气瓶后与另一路干燥空气混合经空气湿度测定仪后连接进入光催化反应仓；所述洗气瓶内含有去离子水。

7.根据权利要求1所述的适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，其特征在于：所述恒温控制装置为低温恒温槽，其出水口和回水口通过液体保温管分别连接光催化反应仓中空部分的上下连接口；水温控制范围为-10~100℃。

8.根据权利要求1所述的适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，其特征在于：所述湿度调节装置通过气体管路与光催化反应仓内部连通，恒温控制装置通过液体保温管与光催化反应仓的中空部分相连。

技术总结
本技术涉及一种适用于路面材料光催化净化径流污染的取样装置，包括光催化反应仓、径流污染收集装置、光源装置、喷淋装置、湿度调节装置和恒温控制装置；所述径流污染收集装置位于光催化反应仓内；所述光源装置和喷淋装置位于光催化反应仓上方，且两者错位分布；所述湿度调节装置和恒温控制装置位于光催化反应仓外。湿度调节装置通过气体管路与光催化反应仓内部连通，恒温控制装置通过液体保温管与光催化反应仓的中空部分相连。本技术可人为设置不同光催化反应环境（温湿度、光照强度、降雨密度与降雨量），便于模拟研究实际环境中光催化路面材料对降雨径流污染的净化功效，将助力光催化路面材料在径流污染净化领域的推广应用。

技术研发人员：杨宇,刘超
受保护的技术使用者：福建工程学院
技术研发日：20221224
技术公布日：2024/1/12