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光催化实验的光源,一文解析光催化光源问题!

作者: 发布时间:2022-01-06 浏览次数:21

当别的男生、女生在网上兴致勃勃的搜索类似于“最in的服装搭配”、“素颜心机妆的打造方法”时,有一波初级的“科研打工人”在搜索框里苦兮兮打下了“如何选择光催化实验的光源”这几个大字。

本以为搜索时的心境已经是截然不同了,没想到看到搜索结果时的心情才真是天差地别。前者随便一搜就能找到各种干货满满的技巧贴,并巧妙运用图片、文字、视频等多种表现形式,而后者竭尽所能“四处搜刮”也只能找到零星的几段文字,其中有一两条甚至还隐含“这么简单的问题也来问”的质疑。

光催化实验的光源,一文解析光催化光源问题!

这种迷茫感有不少人体验过:刚刚入学时,老师还没教、师兄师姐没空带,从工具方法到文献写作,都是一脸懵。

但,对于正奔向光催化领域的萌新来说,如果在实验中遇到了问题,在泊菲莱科技这里总能找到最全面、最贴心的答案。

就比如文章开头提到的:如何选择光催化实验的光源?

针对不同的科研需求,重点就泊菲莱科技9种光源设备所适用的实验场景进行详细的说明,相信看完这篇文章,就能搞清楚“如何选择光源”这个简单又磨人的问题了。

选择光源的标准有很多种,其中最重要的一点是要确认制备材料的吸收带边,即光源的光谱特性。

太阳光光谱分布图.jpg

太阳光光谱分布图[1]

每种材料都有不同的吸收带边,如TiO、ZnO等材料的吸收带边在300~400 nm范围内,可选择使用紫外加强型的PLS-SXE 300UV、PLS-SXE 300DUV氙灯光源;

紫外加强(1).png

紫外加强型光谱图

对于吸收带边在400~800 nm的光催化剂,如CdS、g-C3N4、BiVO4等,可选择使用PLS-SXE 300、PLS-SXE 300D、Microsolar 300、CHF-XM系列氙灯光源搭配滤光片或PLS-LED 100C大功率LED光源。

AM1.png

PLS-SXE 300D搭配AM1.5G滤光片光谱图


其次,还可以根据实验场景进行选择。

1.光化学实验:光催化分解水制氢/氧/全分解水、CO₂还原、光降解、海水淡化、光热实验、有机合成等可选光源有:
       PLS-SXE 300/300UV氙灯光源
       PLS-SXE 300D/300DUV氙灯光源
       Microsolar 300氙灯光源

2.光电化学实验可选光源有:
       PLS-FX 300HU高均匀一体式氙灯光源
       PLS-LD激光光源
       PLS-LED 100C大功率LED光源
       CHF-XM 系列光源

3.量子产率测试可选光源有:
       PLS-AL 150/300波长连续可调光源
       PLS-EM 150连续可调强光光源
       PLS-LED 100C大功率LED光源
       PLS-LD激光光源
       或与300系列氙灯光源搭配滤光片使用
 
       PLS-SXE 300/300UV氙灯光源
       PLS-SXE 300D/300DUV氙灯光源
       Microsolar 300氙灯光源

     注:滤光片半波带宽较大,在量子效率实验中计算光量子数时有较大误差,不建议使用

4.太阳能电池测试可选光源有:
       PLS-FX300HU高均匀一体式氙灯光源
       CHF-XM系列氙灯光源


当然了,在选择光源时,选择条件很重要,以下要素也是很关键哦。

1.光照强度

单位体积内有效光子数是影响反应速率的直接因素,光照强度越高时,单位体积内所接受的入射光子数越多,在催化剂表面产生的活性物种也越多,反应自然就快,若光照强度较低,不仅会使反应时间加长,还可能增加副产物,但这也并不意味着光照强度越大越好,在做实验时要考虑到这一因素,选择适合的光源。

2.光源稳定性

光源稳定性高说明光源设备的发光功率能长时间稳定,其输出的光能量也可以保证,这对实验的顺利操作很重要,而且光源稳定性也是实验能够重复的关键。

3.光斑均匀性

光斑的均匀性会影响到实验结果的准确性,对于光电催化实验来说,由于光电极是固定的,光斑不均匀的光源会在两方面导致其不适用于光电催化,一、由于光强不一致,光电极不同位置的载流子浓度不同,导致不同位置间的载流子流动;二、更换光电极进行实验时,难以做到光电极位置完全一致,导致前后的受光不一致,影响实验的重复性和准确性。

为了能够清晰明了的get到这9种光源设备各自的特点,接下来用表格来辅助说明:

光源选择改_01.jpg光源选择改_02.jpg

光源选择改_03.jpg