一種孢粉提取過程中提高氫氟酸與矽酸巖樣品反應效率的裝置製造方法
2023-06-07 09:14:01
一種孢粉提取過程中提高氫氟酸與矽酸巖樣品反應效率的裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種孢粉提取過程中提高氫氟酸與矽酸巖樣品反應效率的裝置。其結構特徵是轉筒的一端通過旋轉軸與電機的連軸器及帶有插頭導線的電機連接，另一端旋轉軸通過軸承，電機與軸承由三腳架支撐，轉筒內布有聚氯乙烯管，聚氯乙烯管內置放聚氯乙烯塑料瓶，轉筒蓋通過塑料合頁與轉筒連接。本實用新型具有有效提高氫氟酸與矽酸巖反應效率，有效避免孢粉的破損，為孢粉提取成功節約時間和資金成本，為有效進行孢粉學的研究打下堅實的實驗基礎。
【專利說明】一種孢粉提取過程中提高氫氟酸與矽酸巖樣品反應效率的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種孢粉提取過程中提高氫氟酸與矽酸巖反應效率的裝置。
【背景技術】
[0002]在地質歷史時期陸地植物的起源和演化與當時的氣候環境條件有著密切關係，全球氣候環境的改變在微體生物(包括孢粉、輪藻的藏卵器、娃藻、有孔蟲、放射蟲、介形蟲、海綿骨針、魚牙、魚鱗、小哺乳動物的牙齒等)的形態結構、生理功能、繁衍機理，以至遺傳物質上都留有痕跡。反過來，保存在地層中的植物化石必然記錄著當時的古氣候、古環境變化信息。通常植物化石中的孢子和花粉(孢粉)具有體積小、產量大、形態穩定、易保存等優點，成為除大化石之外最直接、最可靠也最可能翔實反應氣候變化的記錄。因此孢粉學的研究氣候環境具有重要理論和實際意義。具體表現為:1、確定地層時代與進行地層劃分和對比，各地質時期植物演化階段和組合特徵各不相同，對應的植物群自然就不相同。因此，可利用孢粉來確定地層時代以及進行地層對比；2、利用地層中的孢粉統計資料恢復古植被、古地理和古氣候變化。因為植物生長直接受地形、氣候、土壤等條件控制，而不同的自然條件下生長不同的植物群落，對應不同的孢粉組合，所以一個地方的孢粉組合能有效恢復當地的古植被，古地理和古氣候環境；3、同時，孢粉學在了解古人類生活環境，確定對比古文物年代等研究方面也具有重要意義；4、孢粉分析能為人類的可持續發展提供重要參考依據，比如全新世或最近上千年高解析度孢粉組合可提供過去自然環境下植被-氣候最大承載力，從而為我國西北乾旱區綠洲開墾和生態修復提供科學依據；5、現代孢粉組合調查可以為現代植物分類學、產量和分布特徵的研究提供更直接的證據，同時為古生物的研究提供重要參考；6、現代蜜源花粉學和保健花粉學，已日益成為人類健康和保健問題研究的重要課題。
[0003]然而，孢粉學的研究是以有效獲取一定數量的孢粉顆粒為基礎和前提條件的，大量的孢粉儲藏在沉積物(巖)中，尤其是老地層的孢粉，因為成巖作用被固結在碳酸巖和矽酸巖等沉積巖石中，在孢粉提取過程中如何除去包裹這些孢粉顆粒的巖石特別重要。同時，由於孢粉是由孢粉素(碳水化合物、纖維素、蛋白質、脂肪、胺基酸、灰分及微量元素等)組成，具有耐酸、鹼的特性，但卻極易物理破碎，如果利用超聲波或者高強度的震蕩工具進行孢粉提取很容易對孢粉產生破壞。因此，如何對沉積巖進行孢粉提取又不破壞孢粉本身，研究孢粉提取就顯得極為重要。以傳統標準的孢粉學實驗提取流程為例(圖1)，樣品需要經過兩道與酸反應的工序，第一道是與鹽酸反應，溶解樣品中的碳酸巖；第二道是與氫氟酸反應，溶解樣品中的矽酸巖。這兩道工序本質上就是除掉樣品中的碳酸巖和矽酸巖，使得孢粉與巖石分離，然後將富集的孢粉在顯微鏡下進行鑑定(注:花粉的粒徑一般小於100微米)。然而在第二道工序中，用氫氟酸除去矽酸巖，會生成四氟化矽，但四氟化矽會與水反應生成娃酸，這一乳白色膠狀物質會粘結在未反應的娃酸巖殘洛表面，阻礙氫氟酸與娃酸巖進一步反應，只有對殘液進行攪拌，才能使氫氟酸與矽酸巖樣品充分接觸和進一步反應。在傳統的孢粉提取過程中，這一步驟一般採用人工攪拌，以及採取增大氫氟酸使用量的辦法以促進反應，通常需要6-10天左右的時間(以每天攪拌5次為例)，耗時特別長，增加了實驗成本，而且娃酸巖很難被全部溶解，會影響數據的準確性，其次。攪拌時必須小心，但有時也難免濺出殘液或吸入揮發出的氣體，可能增加對人體的傷害。針對上述缺陷，也有利用混勻器和搖床的方法提高氫氟酸與娃酸巖反應速率，這個方法對於第四紀以來未固結成巖的樣品可以使用，但對於更早時代的已經成巖的樣品，則存在破壞孢粉並使其成為碎片的危險，進而影響實驗數據的準確性。因此，研製一種新的提高氫氟酸與矽酸巖反應效率，又避免孢粉破損，並且安全、節省成本(時間、人力和資金)的裝置很有必要。
【發明內容】
[0004]針對上述傳統方法中存在的缺陷，本實用新型的目的在於提供一種孢粉提取過程中提高氫氟酸與矽酸巖樣品反應效率的裝置，利用這一裝置，提高了氫氟酸與矽酸巖反應效率，安全係數高，節省時間、人力和資金成本，對於整個孢粉提取過程以及孢粉學的研究具有重要的意義。
[0005]本實用新型通過以下技術方案來實現:
[0006]一種孢粉提取過程中提高氫氟酸與矽酸巖樣品反應效率的裝置，是由插頭、電機、旋轉軸與電機的聯軸器、轉筒、旋轉軸、軸承、三腳架、塑料合頁、轉筒蓋、聚氯乙烯管、聚氯乙烯塑料瓶組成。轉筒的一端通過旋轉軸與電機的連軸器及帶有插頭導線的電機連接，另一端旋轉軸通過軸承，電機與軸承由三腳架支撐，轉筒內布有聚氯乙烯管，聚氯乙烯管內置放聚氯乙烯塑料瓶，聚氯乙烯塑料瓶內裝有氫氟酸和包裹孢粉顆粒的巖石樣品反應後的混合物，轉筒蓋通過塑料合頁與轉筒連接。
[0007]本實用新型與傳統人工攪拌相比具有的優點:
[0008]1.有效提聞反應效果:
[0009]將聚氯乙烯塑料瓶密封后置於密閉的轉筒聚氯乙烯管中，通過電機帶動轉筒的旋轉，聚氯乙烯塑料瓶隨著轉筒做圓周運動，而聚氯乙烯塑料瓶內混合物與塑料瓶內壁的摩擦和重力作用而產生運動，從而增加矽酸巖與氫氟酸接觸的機會，進而提高反應效率，並且殘液一直置於密閉系統中，能有效減少樣品的汙染和對人體的傷害。
[0010]2.節省人力:
[0011]採用人工攪拌需要花費較多的人力。本實用新型的裝置操作過程簡單，只需將氫氟酸與矽酸巖反應後的密封塑料瓶置入轉筒中，蓋好轉筒蓋，打開電源開關，調節電機轉速，使得轉筒在預定轉速和時間內轉動，按照需要控制轉動時間關閉電機即可，並且具有持續性和可控性的特點，從而有效的節省人力。
[0012]3.節省時間:
[0013]以手工攪拌一個樣品每次花費2?3分鐘計算，若對36個樣品攪拌一次就需要花費1-2個小時；本裝置可以按照實際需要不間斷轉動，若以轉速每10秒一圈計算，每小時就可轉動360圈，並且38個塑料瓶同時進行，一小時就能完成手工不間斷攪拌十二個小時的工作量，從而大大節省了時間。
[0014]4.節約成本:
[0015]在傳統的孢粉提取過程中，為了達到矽酸巖充分溶解的目的，通常採取加大氫氟酸使用計量的辦法。採用此裝置後，由於轉筒不停地旋轉，可有效的增加氫氟酸與矽酸巖接觸的機會，促進二者反應，從而減少氫氟酸的用量，達到節約成本的目的。
[0016]5.安全係數高:
[0017]本實用新型使用的塑料瓶具有很強的耐酸性，以及很好的氣密性，能夠有效防止殘液溢出；並減少殘液與空氣直接接觸，有效減少安全隱患和環境汙染。
[0018]6.更準確研究氣候環境變化:
[0019]本裝置能夠有效的提高矽酸巖的溶解效率，並降低使用混勻器以及搖床等帶來的孢粉破損的危險，從而能獲取高質量的孢粉，進而能夠為孢粉學研究提供保障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0021]圖2為圖2中轉筒與聚氯乙烯管示意圖。
[0022]圖3為圖3中聚氯乙烯管與聚氯乙烯塑料瓶示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的說明:
[0024]如圖1-3所示，一種孢粉提取過程中提高氫氟酸與矽酸巖樣品反應效率的裝置，是由插頭1、電機2、旋轉軸與電機的聯軸器3、轉筒4、旋轉軸5、軸承6、三腳架7、塑料合頁
8、轉筒蓋9、聚氯乙烯管10、聚氯乙烯塑料瓶11組成。電機2為兩相可調速電機，轉筒4直徑300 mm, 19根、內徑為15 mm聚氯乙烯管10分布在轉筒4內，聚氯乙烯管10內置放的聚氯乙烯塑料瓶11的規格為14 mmX 100 mm。軸承6的內徑為20 mm，三腳架7由直徑25mm的聚氯乙烯材料套接而成。轉筒4的一端通過旋轉軸與電機的連軸器3及帶有導線插頭I的電機2連接，另一端旋轉軸5通過軸承6，電機2與軸承6由三腳架7支撐，轉筒4內布有聚氯乙烯管10，聚氯乙烯管10內置放聚氯乙烯塑料瓶11，轉筒蓋9通過塑料合頁8與轉筒4連接。
[0025]先將氫氟酸和矽酸巖樣品反應後約50克的混合物(包括未反應完全的固體殘渣和含有氫氟酸的上清液)裝於的聚氯乙烯塑料瓶11，密封聚氯乙烯塑料瓶11。再將聚氯乙烯塑料瓶I分左右水平放置於轉筒4內聚氯乙烯管10中，然後，合上轉筒蓋9，打開電機2，電機2帶動旋轉軸5轉動，旋轉軸5帶動轉筒4轉動，使得聚氯乙烯管內的裝有聚氯乙烯塑料瓶11的跟著轉筒4轉動，聚氯乙烯塑料瓶11隨著聚氯乙烯管10做圓周運動時，聚氯乙烯塑料瓶內的混合液與聚氯乙烯塑料瓶內壁的摩擦力和重力作用而產生運動，從而增加混合液中娃酸巖與氫氟酸接觸的機會，提高氫氟酸與娃酸巖的反應效率，直至樣品中娃酸巖與氫氟酸充分反應後，關閉電機2，待轉筒4停止轉動後，將聚氯乙烯塑料瓶11從轉筒4內的聚氯乙烯管10中取出，進入標準的孢粉提取流程，進行水洗、重液浮選、過篩富集後，製成玻片進行鏡下鑑定、有效獲取300粒左右的孢粉顆粒，整理數據，進行地層的劃分對比，分析古植被及古氣候變化的準確信息，為認識和改善當今氣候環境提供科學依據。
【權利要求】
1.一種孢粉提取過程中提高氫氟酸與矽酸巖樣品反應效率的裝置，是由插頭(I)、電機(2)、旋轉軸與電機的聯軸器(3)、轉筒(4)、旋轉軸(5)、軸承(6)、三腳架(7)、塑料合頁(8)、轉筒蓋(9)、聚氯乙烯管(10)、聚氯乙烯塑料瓶(11)組成，轉筒(4)的一端通過旋轉軸與電機的聯軸器(3)及帶有導線插頭(I)的電機(2)連接，另一端旋轉軸(5)通過軸承(6)，電機(2)與軸承(6)由三腳架(7)支撐，其特徵是轉筒(4)內布有聚氯乙烯管(10)聚氯乙烯管(10)內置放聚氯乙烯塑料瓶(11)，聚氯乙烯塑料瓶(11)內裝有待測樣品，轉筒蓋(9)通過塑料合頁(8 )與轉筒(4 )連接。
【文檔編號】G01N1/28GK203732334SQ201420059466
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月9日 優先權日:2014年2月9日
【發明者】苗運法, 王遠平, 孫愛軍, 邵亞軍, 蔡曉敏, 段引娣, 趙媛媛 申請人:中國科學院寒區旱區環境與工程研究所