光解水固氮系统

在当今全球对可再生能源需求日益增长的背景下，光解水技术作为一种前沿的清洁能源生产方式，正逐渐引起人们的关注。光催化分解水制氢是从根本上解决能源危机和环境污染的途径之一，是众多光催化实验研究者近年来努力攻克的主要课题之一。如何能高效的获取光催化分解水制氢制氧实验成果，一套好的反应系统必不可少。 光解水是利用光能将水分子分解为氢气和氧气的过程。这一过程通常依赖于光催化剂，在光照条件下，通过吸收太阳光的能量，促进水分子的化学反应，从而实现氢气的生成。 光催化技术是通过光催化剂，利用光子能量将许多需要在苛刻条件下发生的化学反应，转化为可在温和环境下进行的先进技术。利用光催化技术分解水制氢，可以将低密度的太阳光能转化为高密度的化学能，在解决能源短缺问题上具有深远的应用场景。美国能源部提出如果光催化分解水制氢的太阳能转换氢能效率达到10%，太阳能制氢成本（包括生产和运输）达到2~4美元/kg H2，这项技术就有可能走向大规模应用。组成部分光催化分解水的原理水是一种相对稳定的化合物。水分解生成氢气和氧气的过程，是一个吉布斯自由能增加的过程（▲G0），也就是说从热力学角度考虑，水分解反应是一个非自发反应，必须有外加能量才能进行。光催化分解水制氢反应，就是利用光子的能量推动水分解反应的发生，然后转化为化学能。具有高能量的远紫外线（波长小于190nm）可以直接分解水，然而此类远紫外线难以到达地球表面，所以普通太阳光照射难以实现水分解制氢。光催化分解水制氢是利用一些半导体材料如TiO2的吸光特性，实现光解水反应的发生。半导体材料在受到光子的激发后，会产生具有较强还原能力的光生电子，可以将吸附在半导体表面的质子或水分子还原为氢气，从而实现光催化分解水制氢。shinsco产品展示产品详情近年来半导体行业的快速发展，超高纯316L不锈钢，符合SEMI F20标准，通过真空感应熔炼+真空自耗重熔（VIM+VAR），并使用特殊的工艺处理，对材料进行最大程度的提纯，进一步减少了材料中的的非金属夹杂物和气体成分。EP管（316L，VIM+VAR）是表面经过电解抛光处理，以提高产品内部的平滑性，并在金属表面形成富铬层以提高耐腐蚀性，电解抛光后的产品做钝化处理以去除游离铁离子。EP抛光产品经 SEM、 ESCA/XPS、AES分析，产品质量完全满足半导体协会 SEMI F20 标准。基于EP抛光（316L，VIM+VAR）技术的发展，鑫视科shinsco采用国内优秀企业生产的EP管（316L，VIM+VAR）和EP自动阀门，替换了光催化活性评价系统的原有玻璃管路和阀门，并实现了PLC全面控制整套系统，实现了SSC-PCAE光催化活性评价系统的全自动化运行。 SSC-PCAE光催化活性评价系统(Photocatalytic activity evaluation system)沿用半导体行业的真空技术，将玻璃管路和阀门替换为EP管和EP自动阀，实现了整个系统的全自动控制实验过程，全自动在线采样分析，实现了实验中真正的全自动运行。SSC-PCAE光催化活性评价系统主要应用于光解水、全解水、电催化、光催化CO2还原、光催化固氮、光电催化气体产物分析、耐压釜式反应、催化反应的微量气体收集等。产品优势封闭反应的产物气体收集、采样、在线分析的一体化系统；内置气体磁力增压泵，形成高强压差，实现气体快速混匀；全系统耐压-14.6psi ~150psi，实现了从真空到10atm的压力覆盖；应用半导体材料（TiO2、InO、C3N4、CdS等）催化剂的活性评价；催化剂产氢、产氧、光解水的性能分析；催化剂二氧化碳还原的性能分析；系统可配和玻璃、石英、不锈钢、PEEK、PTFE等材料制备的反应器使用可满足光电反应、气固反应、膜催化、多相反应等特殊实验要求；系统管阀件全部采用EP（316L，VIM+VAR）管和EP阀，对气体无吸附；系统即装即用，可兼容任意厂家气相色谱仪，无需额外增加进样阀门；GC测试范围广，氢、氧、CO2、甲烷、CO、甲醛、C1-C5等微量气体；参数配置项目SSC-PCAE-150光催化活性评价系统系统真空度-0.1MPa（-14.6psi）系统耐压-14.6psi ~150psi管路材质EP电解抛管（316L，VIM+VAR）；体积50ml±5阀门EP隔膜阀（标配）、250ml、25ml、50ml；石英通光

上海比朗仪器设备有限公司为适应广大科研工作者对光解水系统更好的要求，为充分实现产品的更好的可视化，光解水制氢系统设备使用的耐久性、便捷性，做出了全面升级，既保证了实验原理的简便可行，又提高了设备的可操作性和扩展性。产品详细信息、实物图片、相关测试结果请电话或邮件索取! 　　上海比朗光解水制氢系统货源充足，可根据客户需求随时发货安装调试。 　　BGH系列新系统体现的几大特点： 　　1、玻璃管道系统安装于洁净工作室内，操作安全。 　　2、全自动采样器与气相色谱连接可实现全自动采样，无需人工看守。 　　3、数字显示真空度。 　　4、原装进口光源。 　　5、电磁气泵及控制器。 　　6、反应器QO250。 　　7、真空系统(含真空泵，管路，真空计)。 　　8、取样系统(含精密取样管，控制阀体，控制面板)。 　　9、冷凝回流系统。 　　BGH系列新系统技术参数: 　　光降解系统BGH-BL-PLH2O系统 　　玻璃管路系统玻璃光解型反应器，玻璃系统是包含透射式光反应器及石英发生器，石英玻璃组件系统，采用日本改进型的六通阀门控制的氢气流通系统氢气发生石英装置，该系统用不锈钢作为玻璃连接支架，该系统含(A-G)7套管路。 　　反应器150ml石英玻璃分体式反应器。 　　真空系统上海比朗仪器有限公司生产的真空泵2xz-2, 以及与真空计连用的真空系统。可选德国进口真空泵(价格另计)。 　　采样系统全自动采样系统是一种可以用在气相色谱仪前端，按程序设定实现全自动进样的装置。可分步、可定时采样。 　　滤光片两片 　　A：透射式滤光片直径50mm 　　B：反射紫外部分，透射可见和红外部分，70mm*70mm 方片。 　　光源美国进口光源PE300BF,寿命长达2000小时 　　BL-GHX-Xe-300功率300W，外照式投射式，平行光输出。上海比朗生产 　　金属散热机组金属铝型材散热系统 　　光解水制氢系统典型用户：上海交通大学、复旦大学、华东师范大学、大连理工大学、内蒙古大学、中科院上海有机化学研究所、中科院化学研究所、中科院地球环境研究所、陶氏化学、睿智化学、联合利华、飞利浦(中国)投资有限公司等。 　　电话TEL：021-52965776 　　传真FAX：021-52965990 　　邮箱Email：info@bilon.cn 　　商城Mall：www.bilon.cc 　　地址Add：上海市闵行区北松公路588号7号楼5层

引言氨(NH3)，作为一种每年产量超过1.5亿吨的基本化学品，是现代社会发展和人口增长的重要基石。工业上的哈伯-博世法，即在高温高压下将氮气和氢气转化成氨，这一过程消耗世界上3-5%的天然气以制取氢气以及世界上1-2%的能源储备，同时每年向大气中排放数百万吨的二氧化碳(CO2)。与生物固氮酶类似，光催化过程能在温和的条件下将N2还原为NH3，为更清洁和更可持续的NH3生产提供了一条无碳化道路。近期的研究表明，氧化物半导体表面氧空位(Ovac)对于N2吸附和活化具有很大的潜力。而传统的引入氧空位的方法如H2焙烧同样会在氧化物体相引入空位，进而引入体相缺陷，导致载流子的复合，降低材料的光催化性能。因此，如何只在表面上引入氧空位而不影响体相是一个很大的挑战。成果简介近日，美国麦克仪器公司用户天津大学巩金龙教授（通讯作者）领导的科研团队在Angew. Chem. Int. Ed.上发表了题为“Promoted Fixation of Molecular Nitrogen with Surface Oxygen Vacancies on Plasmon-Enhanced TiO2 Photoelectrodes”的研究论文。在这篇文章中，研究者首次发现了利用无定形TiO2中Ovac来提升光固氮性能的新方法。通过原子层沉积的表面自限制生长机制，在等离子体增强金红石TiO2/Au纳米棒表面均匀包覆含有Ovac的无定形TiO2层。这层无定形TiO2薄膜中的Ovac可以促进N2吸附和活化，促进了紫外光驱动TiO2以及可见光驱动金表面等离子体产生的激发电子将氮气还原为氨。这一发现为在常规条件下(即室温常压)下进行光催化固氮研究提供了一种新的方法。图1 TiO2/Au/a-TiO2光电极的制备过程和形貌a-d) TiO2/Au/a-TiO2光电极的制备过程；e-h) TiO2/a-TiO2、原始TiO2、TiO2/Au和TiO2/Au/a-TiO2的SEM图像；i-l) TiO2/a-TiO2、原始TiO2、TiO2/Au和TiO2/Au/a-TiO2的HRTEM图像(j图内插：原始TiO2 NR的选区电子衍射)。