一种基于停止流动法测定快反应动力学系统和方法

本发明涉及化学动力学领域，特别是指一种基于停止流动法测定快反应动力学系统和方法。

背景技术：

1、化学动力学的研究是物理化学实验中至关重要的一部分。在各高校物理化学实验教材中，测定化学反应速率的经典实验如丙酮碘化实验已被广泛使用。然而，该实验方法仅适用于较慢的反应，需要使用分光光度法测量反应物浓度，并且反应液混合时间较长，对于秒级或更快的反应无法进行准确测量。

2、在快反应动力学测定方面，停止流动法(stop-flow)是一种常用方法，其将两种反应液在y型管道中混合，待流出液稳定后停止流动，然后对流出液进行原位检测。然而，现有的停止流动装置价格昂贵、体积庞大，通常需要与光谱仪结合使用，操作繁琐，难以在基础化学实验中应用。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于克服现有技术试验设备价格昂贵、体积庞大的缺陷，提出一种基于停止流动法测定快反应动力学系统和方法，装置成本低、操作简单，弥补了基础化学实验教学对快反应动力学测定的空缺。

2、本发明采用如下技术方案：

3、一种基于停止流动法测定快反应动力学系统，其特征在于：包括注液装置、混合管道组件、采集装置和处理装置，所述注液装置设置有若干驱动件和若干注射器，若干驱动件一一对应地连接所述注射器的推动端以驱动推动端动作吸液或注液；所述混合管道组件包括若干进液管、混合器和出液管，若干所述进液管一端与若干所述注射器的输出端一一对应地可拆卸连接，所述混合器输入端与若干所述进液管另一端相连以混合反应液，所述出液管连接所述混合器的输出端；所述采集装置用于采集所述出液管的图片或视频；所述处理装置与所述采集装置相连以获取所述图片或视频进行分析处理得到实验结果。

4、所述驱动件包括电机、导轨、导杆和滑块，导杆与导轨平行设置，所述滑块与所述导轨为滑动配合且与所述导杆传动配合，所述电机连接驱动导杆旋转使得所述滑块沿导轨滑动；所述注射器的推动端与所述滑块相连。

5、所述注液装置还包括底板和两侧板，若干所述驱动件安装于所述底板上；两所述侧板安装于所述底板两相对侧，其中一侧板上设置若干固定块，若干所述注射器一一对应地安装于若干所述固定块上。

6、所述注液装置还包括控制器和显示屏，所述显示屏用于输入控制命令，所述控制器与若干所述驱动件和所述显示屏相连以根据所述显示屏输入的控制命令控制所述驱动件动作。

7、所述混合管道组件还包括若干电磁阀，若干电磁阀一一对应地安装于若干所述进液管上，所述电磁阀控制开启或关闭所述进液管的液体进入所述混合器。

8、还包括有连通管，所述连通管与若干所述电磁阀相连通，所述电磁阀还可控制开启或关闭所述连通管与所述进液管之间的连通。

9、所述混合器采用螺旋叶管道混合器芯片。

10、还包括有支架，所述采集装置安装于所述支架上且其面向所述进液管的靠近所述混合器一端。

11、一种基于停止流动法测定快反应动力学方法，其特征在于：采用上述的一种基于停止流动法测定快反应动力学系统实现，包括

12、利用注液装置进行不同液体的吸液或注液，通过混合管道组件混合不同液体进行混合并输出，采集装置采集不同所述溶液混合后反应的图片或视频，对所述图片或所述视频进行分析处理得到实验结果。

13、由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、本发明的系统，通过注射装置定量注射反应液，在混合管道组件中快速混合启动反应，采集装置采集出液管的图像或视频等数据，利用处理装置进行分析处理得到实验结果，本发明能用于对秒级反应动力学进行测量，并且不用配置多组标准溶液，通过注射比例来调控反应液浓度，利用混合器的快速混合及采集装置的高分辨率实现对快反应动力学的测定，装置成本低、操作简单，弥补了基础化学实验教学对快反应动力学测定的空缺。

15、本发明中，利用注液装置自动抽取溶液并自动注射反应液开始反应，可提高实验通量和效率，既可用停止流动法又可用连续流动法进行实验。

技术特征：

1.一种基于停止流动法测定快反应动力学系统，其特征在于：包括注液装置、混合管道组件、采集装置和处理装置，所述注液装置设置有若干驱动件和若干注射器，若干驱动件一一对应地连接所述注射器的推动端以驱动推动端动作吸液或注液；所述混合管道组件包括若干进液管、混合器和出液管，若干所述进液管一端与若干所述注射器的输出端一一对应地可拆卸连接，所述混合器输入端与若干所述进液管另一端相连以混合反应液，所述出液管连接所述混合器的输出端；所述采集装置用于采集所述出液管的图片或视频；所述处理装置与所述采集装置相连以获取所述图片或视频进行分析处理得到实验结果。

2.如权利要求1所述的一种基于停止流动法测定快反应动力学系统，其特征在于：所述驱动件包括电机、导轨、导杆和滑块，导杆与导轨平行设置，所述滑块与所述导轨为滑动配合且与所述导杆传动配合，所述电机连接驱动导杆旋转使得所述滑块沿导轨滑动；所述注射器的推动端与所述滑块相连。

3.如权利要求1所述的一种基于停止流动法测定快反应动力学系统，其特征在于：所述注液装置还包括底板和两侧板，若干所述驱动件安装于所述底板上；两所述侧板安装于所述底板两相对侧，其中一侧板上设置若干固定块，若干所述注射器一一对应地安装于若干所述固定块上。

4.如权利要求1所述的一种基于停止流动法测定快反应动力学系统，其特征在于：所述注液装置还包括控制器和显示屏，所述显示屏用于输入控制命令，所述控制器与若干所述驱动件和所述显示屏相连以根据所述显示屏输入的控制命令控制所述驱动件动作。

5.如权利要求1所述的一种基于停止流动法测定快反应动力学系统，其特征在于：所述混合管道组件还包括若干电磁阀，若干电磁阀一一对应地安装于若干所述进液管上，所述电磁阀控制开启或关闭所述进液管的液体进入所述混合器。

6.如权利要求5所述的一种基于停止流动法测定快反应动力学系统，其特征在于：还包括有连通管，所述连通管与若干所述电磁阀相连通，所述电磁阀还可控制开启或关闭所述连通管与所述进液管之间的连通。

7.如权利要求1所述的一种基于停止流动法测定快反应动力学系统，其特征在于：所述混合器采用螺旋叶管道混合器芯片。

8.如权利要求1所述的一种基于停止流动法测定快反应动力学系统，其特征在于：还包括有支架，所述采集装置安装于所述支架上且其面向所述进液管的靠近所述混合器一端。

9.一种基于停止流动法测定快反应动力学方法，其特征在于：采用权利要求1至8中任一项所述的一种基于停止流动法测定快反应动力学系统实现，包括利用注液装置进行不同液体的吸液或注液，通过混合管道组件混合不同液体进行混合并输出，采集装置采集不同所述溶液混合后反应的图片或视频，对所述图片或所述视频进行分析处理得到实验结果。

技术总结一种基于停止流动法测定快反应动力学系统和方法，包括注液装置、混合管道组件、采集装置和处理装置，注液装置设置有若干驱动件和若干注射器，若干驱动件一一对应地连接注射器的推动端以驱动推动端动作吸液或注液；混合管道组件包括若干进液管、混合器和出液管，若干进液管一端与若干注射器的输出端一一对应地可拆卸连接，混合器输入端与若干进液管另一端相连以混合反应液，出液管连接混合器的输出端；采集装置用于采集出液管的图片或视频；处理装置与采集装置相连以获取图片或视频进行分析处理得到实验结果。本发明装置成本低、操作简单。技术研发人员：汪骋,成思蔓,曾嘉祺,卢晨禹受保护的技术使用者：厦门大学技术研发日：技术公布日：2024/4/29