光催化全解水实验系统

本文使用岛津光反应评价系统Lightway PQY-01测试复合TiO2光催化材料降解罗丹明B的性能。采用365 nm LED光源进行照射，仪器自动定时测定不同时间的吸收光谱，并统计光催化过程的光子数，为掌握TiO2材料的光催化性能及机理研究提供数据支撑。

光催化研究是新材料和化学领域的前沿课题，在新能源（光解水制氢）和环境保护方面具有广阔的应用前景。实验结果表明，使用自旋捕获技术和电子顺磁共振技术能够提供了一种快速可靠的光催化反应机理研究方法，该方法能够实现原位光照固液光催化反应自由基的检测，研究发生在催化剂表面的微观物理和化学过程，并通过机理的研究来指导高效光催化剂的合成。

对甲基橙溶液的光催化降解测试结果表明, 600℃为两种方法的最佳热处理温度, 浸渍-水热法制得的催化剂光催化效果明显强于溶胶凝胶法, 且水热法600 ℃热处理的催化剂催化效果强于商品TiO2(P25). 两种负载型催化剂光催化降解甲基橙的反应均符合表观一级动力学方程, 降解率高于自制未负载活性炭TiO2 粉体.

本论文第一部分研究了以污染物乙醇胺同系物为电子给体在P灯TIOZ上光催化生成氢的反应。结果表明，三种乙醇胺都能显著地提高光催化放氢效率，且污染物也被很好降解。研究了反应时间、起始浓度、pH值对光催化放氢和污染物降解的影响。制氢和污染物降解都是在弱碱性(pH为8一9左右)时活性最好。三种乙醇胺浓度对放氢反应的影响，表观上符合Langmuir.Hinshelwood关系式。乙醇胺光催化降解最终产物主要是COZ，玩O和NH3，检测到了中间产物一乙醇胺和甲醛。探讨了可能的反应机理。第二部分主要考察了5042一、cl一、NO3一、玩P氏一、Hco3一及c仇2一等无机离子对葡萄糖在P灯TIO:上光催化放氢的影响，结果发现玩PO4一对光催化放氢有很强的抑制作用，5042一、cl一和N03一对反应则有微小的抑制作用，而HcO3一和co户却有较大的促进作用，尤以c032一的促进作用更大。通过溶液coD值的测定、电化学分析、UV一vis和FT-刀又等手段进一步探讨了无机阴离子所起作用的机制。

本文采用岛津GC-2014气相色谱仪建立了分析光催化水解制氢和光催化CO2还原产物的测定方法。该方法灵敏度高，TCD检测器分析H2，方法检出限为12.89ppm；FID检测器分析C2H4，方法检出限为0.2ppm；重复性好，低烃RSD%0.5%；该方法扩展性强，既可以分析分析光水解制氢，又可以在线分析光催化CO2还原产物。

本研究采用光催化杀菌技术对牡蛎肉进行杀菌，即以无机纳米抗菌物质纳米氧化锌作为光催化剂,辅以紫外光照射,达到杀菌的作用,以期为水产品冷杀菌提供理论支撑。

在光催化研究领域，微孔和介孔等多孔固体材料相比于常规光催化材料颗粒具有优越的结构特点，是近年来非常热门的研究方向之一。

光催化CO2分解反应是现今研究热点，反应体系中可能存在组分包括：H2、O2、N2、CH4、CO、CO2等。反应为一个动态过程，各组分含量实时变化，含量范围从数百ppm到常量。分析过程中不仅要准确分析各组分含量，还要控制整个分析时间。

光催化一般是指存在催化剂的条件下使光化学反应速率加快的反应。光催化剂通常是半导体金属氧化物：ZnO，Fe2O3或TiO2，光照时，其能够产生电子和空穴，然后与表面上的化学物质发生反应。本文讲述爱丁堡仪器LP980瞬态吸收光谱仪用于检测TiO2中光激活的载流子动力学，并通过二氯化物自由基的时间依赖性吸收来阐明其反应动力学。

设计了一系列（x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1）的固溶体光催化剂，并通过微波溶胶热法和后处理煅烧相结合的方法进行合成，通过各种技术对所制备的固溶体光催化剂的物理化学和光学性能进行了表征。通过模拟阳光照射下双酚A（BPA）的光降解，评估了光催化活性。结果表明，所有的光催化剂都呈花状，Bi2W0.25Mo0.75O6微球显示出最好的光催化活性。在双酚A浓度为15mgL-1时，120分钟和180分钟内双酚A和总有机碳的去除率分别为96.2%和87.1%。在反应过程中，-O2-和h+起着主导作用，而-OH也对双酚A的降解做出了贡献。12种中间产物被鉴定出来，它们逐渐被矿化为CO2和H2O。在此基础上根据对活性物种和中间产物的分析，提出了BPA的主要降解途径。即羟化作用、烷基氧化作用、脱氢作用和芳香族开环作用。在双酚A降解过程中的毒性变化，还通过标准化的生物发光法对发光细菌的抑制率进行了研究。发光细菌Vibrio qinghaiensis sp. Q67，并结合定量结构-活性关系分析。双酚A及其中间体对青海弧菌Q67的抑制作用，随着双酚A及其中间体对青海弧菌Q67的抑制作用逐渐消除。Q67的抑制作用随着BPA的分解而逐渐消除。综上所述，Bi2W0.25Mo0.75O6是一种有效的光催化剂，用于降解和降低BPA的毒性。水溶液中双酚A的降解和毒性降低。

光催化制氢是利用太阳能获取氢能的重要途径，是当前研究热点。长期以来，人们致力于各种新型可见光光催化制氢材料的研究并取得较大进展。光解催化分解水所产生的氢气的效率与体系中的氢气浓度成一定的相关性，本研究应用了unisense氢气微电极测试PEC电池中的铂阴极密闭空间产生的氢气的量计算PEC电池的制氢效率，unsisense微电极测试氢响应速度很快，实现了对于PEC电池光电催化分解水产氢的实时监测。

本文采用岛津GC-2014气相色谱仪建立了分析光催化CO2还原产物的测定方法。该方法灵敏度高，TCD检测器分析H2，方法检出限为2.3ppm；FID检测器分析C2H4，方法检出限为0.01ppm；重复性RSD%3%。可离线取样分析亦可在线分析，被广泛使用到材料催化表征等系统中。

探索稳定地控制大气中CO2总量的方案和积极应对能源危机，是各国政府和科学家们的重大研究课题。在太阳光驱动下，利用光催化材料在温和的反应条件（常温和常压），实现催化转化二氧化碳为可再生碳氢燃料（CO2 + H2O→碳氢化合物 + O2），以碳氢燃料为能源载体，可以实现碳循环利用，因而是最理想的CO2转化与利用方案。

探索稳定地控制大气中CO2总量的方案和积极应对能源危机，是各国政府和科学家们的重大研究课题。在太阳光驱动下，利用光催化材料在温和的反应条件（常温和常压），实现催化转化二氧化碳为可再生碳氢燃料（CO2 + H2O→碳氢化合物 + O2），以碳氢燃料为能源载体，可以实现碳循环利用，因而是最理想的CO2转化与利用方案。

钨粉和双氧水过氧聚钨酸法, 制备出了WO3 0. 33H2O 纳米粉体。通过XRD、DTA、F T2IR、XPS 等测试手段对其晶相、热性能、晶体结构进行分析 循环伏安法研究了WO3 0. 33H2O 的导带位置 紫外2可见光催化测试表明WO3 0. 33H2O 既有很好的紫外光催化性能,又有较强的可见光催化性能。

成功地制备了一种高效的助催化剂，即N-CDs/m-TiO2，并将其用于降解甲基溴。显著提高了光催化活性。

通过微波法合成纳米 FeVO4 光催化剂，用 XRD、SEM、UV-Vis DRS 对其进行表征，探究不同 Fe:V 摩尔比、不同微波反应时间及 Cu2+掺杂对产物的形貌、结晶度、粒径以及带隙的影响。 结果表明，当 Fe:V=1、微波反应 6 min 时，制备条件较优，获得了粒度比较均匀、尺寸较小、形貌比较规则的 FeVO4 晶体，且结晶度较高、带隙较窄。 选取优化条件下制备的 FeVO4与 FeVO4 :Cu2+，在可见光下进行甲基橙降解试验。 在初始甲基橙浓度为 10 mg/L、反应 160min 时，FeVO4 :Cu2+对甲基橙的降解率达到 76.4%。

光催化H2O还原CO2还原为CH4是实现“碳中和”的有效途径之一。该反应中由于质子与CO2的耦合同质子与质子间的耦合存在着剧烈的竞争，最终导致产物中CH4的选择性比较低。西南石油大学周莹教授课题组设计了氮掺杂碳包覆金属钴（N-C@Co）光催化剂，以提高光催化还原CO2制CH4的选择性。理论计算和实验表征分析表明在N-C@Co和H2O之间形成分子间氢键，有效抑制了生成的质子的迁移，促进了CO2分子的吸附和活化，并且有效抑制CO中间体的脱附（CO中间体通常被认为是生成CH4的关键物种）。这使得在光催化还原CO2的过程中质子可以选择性的与CO2耦合为CH4。最终，N-C@Co所对应的H2的选择性和活性相对于体相Co而言分别降低了17.6倍和9.3倍。而N-C@Co所对应的CH4的选择性和活性相对于体相Co而言分别提升了6.1倍和3.2倍。这项工作为设计出具有高CH4选择性的光催化材料提供了思路。其中X射线精细结构光谱（TableXAFS-500，安徽创谱仪器科技有限公司）对Co局域电子结构的判断是催化机理分析的重要依据。

岛津公司作为综合性的仪器生产商，具有较为完整的产品链，可以为催化材料的结构表征以及催化性能测试提供综合的解决方案。XPS以光电效应为基础，致力于材料表面和界面的元素状态分析，可以给出元素成分的半定量信息并通过化学位移给出元素化学状态信息，采用多模式氩离子刻蚀技术可以对催化剂表面进行清洁处理，且可以提供沿深度的二维元素分布信息；扫描探针显微镜（SPM）可以查看纳米尺度上的催化剂样品形貌以及片层材料厚度，在碳纳米管、石墨烯等材料中应用广泛；电子探针显微分析仪（EPMA）以聚焦电子束为探针，可以提供纳米尺度上的催化剂形貌像和微米尺度上相关元素分布信息，和SEM-EDS相比，EPMA 具有更高的分辨率的元素信息，在催化材料的开发领域尤其是汽车尾气催化剂研究方面有着重要的作用；其他如ICP、XRF、EDX可用于催化剂材料组分的检测、色谱—质谱技术可用于催化反应原料及产物的检测、FTIR用于表面有机基团的检测、DSC可用于催化剂表面积碳行为等研究。此外，岛津公司可以根据您的分析需求提供定制化的系统气相产品，针对二氧化碳光、电、热催化还原系统，可实现H2、O2、N2、CH4、CO等气体以及水中甲酸、甲醛、甲醇、乙醇、丙酮等液体的分析；针对费托合成、合成气转化、甲烷转化等催化反应，可实现无人值守采样取样进样分析，高沸点样品的在线分析。

论文研究了光助Fenton催化氧化反应降解染料孔雀石绿。研究的主要内容包括：孔雀石绿的特征波长及吸光度曲线、孔雀石绿的浓度-吸光度标准曲线、初始pH值对降解效果的影响、Fe2+的优化用量试验、H2O2的优化用量试验、不同光源对孔雀石绿降解效果的影响。通过研究获得了降解孔雀石绿染料溶液的优化实验条件。研究表明，太阳光照能够有效的促进孔雀石绿染料的降解脱色，且大大缩短反应时间；在引入阳离子交换树脂后，可增强Fenton试剂氧化反应的活性，降解效果更好。

主要功能是利用气相色谱法的气路系统、压力控制系统、温度控制系统来分析CO2催化还原产生的各种气体产物如氧气、氢气、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙烷等。二氧化碳催化还原为高价值产品不仅可减轻大气中二氧化碳含量高导致的温室效应带来的环境问题，而且产出的能源燃料具有客观的经济效益。对于产物的分析，通常采用气相色谱法进行检测分析。

二氧化碳初始浓度对光催化还原反应之影响二氧化钛的比表面积是很重要的参数。比表面积是每克固体材料所具有的表面积，单位为m2/g；比表面积测试的国家标准是基于BET理论的低温氮吸附BET多点法（GB/T 19587-2004）。由氮吸附BET多点法测定比表面积的要点是：在5-30%氮气分压范围内，在不同氮气分压点下测定吸附剂（待测粉体）对氮气的吸附量，做出吸附等温线，通过BET公式求出相应于吸附剂表面被氮气分子覆盖满单分子层时的单分子层饱和吸附量，即可计算出吸附剂的比表面积。3H-2000系列比表面分析仪是依据国家比表面测试标准的高精度分析仪器，拥有7项国内唯一的领先技术；如国内唯一的一体化原位吹扫处理功能，针对色谱法比表面测试的不同氮气分压点之间需要吹扫处理的问题，使不同氮气分压点之间的吹扫处理更方便高效，减少了连续测试对准确度的影响；国内唯一的程控风热助脱装置，使在实现全自动化后,保证得到尖锐快速的脱附峰，减少背景误差；国内唯一的色谱浓度检测系统，使氮气分压检测精度相对流量法提高10倍；六通阀进样器程序控制，国内唯一的定量管程控切换功能；国内唯一的粒度报告等功能；仪器参数软件显示的同时，在仪器上大屏幕液晶硬件显示，使仪器工作状态参数一目了然，运行更可靠；以及液氮温度监测、检测器断气保护、检测器恒温装置、重要环节声音提示，使3H-2000系列比表面积测定仪在测试精度、稳定安全性、操作便捷性等方面达到并部分超越了国外同类仪器性能， 3H-2000系列比表面积测试仪在国内拥有大量客户，为比表面仪知名品牌。比表面，比表面仪，比表面积，比表面积仪，比表面积测试仪，比表面积测定仪，比表面积分析仪，比表面积测试，比表面积测定，比表面积分析，比表面测试仪，比表面测定仪，比表面分析仪

本文详细描述了使用水浴恒温振荡器进行催化剂活性测试的实验过程，包括实验材料、设备、方法、准确数值以及实验结果分析。通过对催化剂活性的定量测定和动力学分析，评估了催化剂的性能，并讨论了影响催化剂活性的因素。

将微波水热法应用于ＳｎＯ２ 纳米晶的水热法制备实验中，实现了该实验教学中合成方法的绿色化改进。ＴＥＭ 表明产物为 类 球 形 貌 颗 粒，尺 寸 均 一，约 为 ２５ｎｍ 左 右。ＸＲＤ 显 示 产 物 为 纯 四 方 相ＳｎＯ２。以紫外光下光降解染料 ＲｈＢ作为催化探针反应，考察微波反应温度，保温时间，起始ｐＨ 值对产物的催化性质的影响，结果表明在微波水热反应条件下制备ＳｎＯ２ 的最优化条件为：１１０℃，１５ｍｉｎ，ｐＨ４，紫外光催化降解 ＲｈＢ的４５ｍｉｎ降解去除率高达９９％。

稀土元素镧以其独特的电子结构, 提供了良好的电子转移轨道, 使含镧催化剂具有良好的催化活性。用镧交换X 和Y 分子筛可明显地改善催化剂的活性和稳定性, 且镧的加入量直接影响催化剂的活性、热稳定性、选择性[ 1 ]。目前催化剂中镧含量的测定用草酸盐重量法, 该方法结果准确, 但操作过程繁杂, 时间长 X 荧光光谱法[ 2 ]具有较好的效果, 但因需要昂贵的仪器和特定的实验设备,不适合常规分析和推广普及。本文用偶氮胂(Ë ) [ 3 ]为显色剂, 测定了全馏分FCC 汽油芳构化降烯烃催化剂中的镧含量, 与X 荧光光谱法对照表明, 结果准确可靠, 能满足日常分析要求。如欲了解更多该产品信息，可来电咨询 021-61610135 --------------------------------------------------------------------------- 　上海纳锘仪器有限公司 　地址：上海市莲花南路1388弄8号楼碧恒广场1503室[201108] 　电话：021-60900829，60900830，61131031,61131051 　传真：021-61131052 　E-Mail：info@nano-instru.com

稀土元素镧以其独特的电子结构, 提供了良好的电子转移轨道, 使含镧催化剂具有良好的催化活性。用镧交换X 和Y 分子筛可明显地改善催化剂的活性和稳定性, 且镧的加入量直接影响催化剂的活性、热稳定性、选择性[ 1 ]。目前催化剂中镧含量的测定用草酸盐重量法, 该方法结果准确, 但操作过程繁杂, 时间长 X 荧光光谱法[ 2 ]具有较好的效果, 但因需要昂贵的仪器和特定的实验设备,不适合常规分析和推广普及。本文用偶氮胂(Ë ) [ 3 ]为显色剂, 测定了全馏分FCC 汽油芳构化降烯烃催化剂中的镧含量, 与X 荧光光谱法对照表明, 结果准确可靠, 能满足日常分析要求。

近日，洛克泰克仪器有限公司（RTK公司）研发中心成功研发出光解水制氢新系统，为光解水制氢从实验室到工业应用提供了新捷径。 RTK自主研发的非真空光解水制氢系统，采用最新专利技术GMC，首次提出无需气相色谱（GC）的非真空实验系统，打破了传统格局，实现了常温常压下的光解水制氢研究。非真空环境更加接近真实的工业环境，有利于探索工业条件下的光解水制氢，为氢能源的研究实现工业化应用奠定了基础。 RTK非真空光解水制氢系统采用了新型专利反应器，密封性好，操作简单。该系统配备的光源可以长时间和高能量的连续照射，保证了光能量集中稳定的输出，可以实现不同波段的催化剂的评价。 新系统具有以下独特优势：1、实验重复性好，直接计量产气量，避免了传统装置循环不畅所导致的测量误差；2、不漏气，附加设备少，连接简单，加上专利设计的新型反应器，气密性好；3、自动测量，基于RTK的GMC专利技术，实时自动记录测量数据，无需GC测量，无标定误差；4、无需计算，解决了传统装置产气量的计算误差，可直接测量产气体积（质量或产气速率）；5、宽量程，从极低的产气量到较大的产气量全覆盖，最高量程可达800 mmol/g/h，适合高产率催化剂的研究；6、多通道，可根据科研要求拓展到四通道、八通道、十六通道或更多通道，轻松实现多组平行实验。 在能源紧缺，新能源研究迫在眉睫的大背景下，不仅科研工作者有责任，每个人都有责任贡献自己的力量。洛克泰克仪器有限公司（RTK公司）研发的非真空光解水制氢新系统为科研工作者提供了有力的实验设备，为氢能源早日实现生产应用奠定了基础。

三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。

采用LaVision公司的高速阴影成像测试系统和Artium Technologies的 PDI-200相位多普勒粒子干涉仪，对堇青石基质混合装置中的液滴喷射形态和液滴粒径速度进行了测量，并研究了堇青石基质混合装置消除选择性催化还原（SCR）加料系统中沉积的能力。

采用溶胶2凝胶法和溶胶2凝胶浸渍法制备了纯的和Gd3+ 掺杂的纳米TiO2 ,并利用XRD ,电化学, PL 光谱和UV2vis 漫反射光谱等手段对样品进行了表征。考察了焙烧温度和Gd3 + 掺杂量对TiO2 在紫外光照射下光催化分解水制氢活性的影响。结果发现Gd3+ 的掺入提高了TiO2 光解水制氢活性,并且用溶胶2凝胶浸渍法制备的Gd3 + 掺杂TiO2 光催化剂的活性优于用溶胶2凝胶法制备的光催化剂活性,Gd3 + 的最佳掺杂量为0.5%(质量分数) ,催化剂的最佳煅烧温度为500 ℃。Gd3+ 的掺入阻止了TiO2 由锐钛矿相向金红石相的转变,抑制了晶粒的生长,在紫外区的光吸收能力增强,电子2空穴对的分离效率提高,从而提高了TiO2 光催化分解水制氢活性。