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如何选择光催化实验的光源,看完这篇就够了!

发布时间:2022-05-18      点击次数:474
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。


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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。
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。

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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。
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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
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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-C3N4BiVO4等,可选择使用PLS-SXE 300PLS-SXE 300DMicrosolar 300、CHF-XM系列氙灯光源搭配滤光片或PLS-LED 100C大功率LED光源

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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

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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。

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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:

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可选光源1:PLS-SXE 300/300UV氙灯光源

属于基础型氙灯光源,胜在性价比高

1. 光催化分解水制氢/氧
2. 光催化全分解水
3. 光催化CO₂还原



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可选光源2:PLS-SXE 300D/300DUV氙灯光源

是PLS-SXE 300/300UV的加强型
1. 显示灯泡使用寿命
2. 过载过流保护自动关机保护
3.风扇延时关闭,延长灯泡使用寿命

1. 光催化分解水制氢/氧
2. 光催化全分解水
3. 光催化CO₂还原



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可选光源3:Microsolar 300氙灯光源

在PLS-SXE 300D系列的基础上,内置光反馈探头,实时测量输出光的相对光功率密度,保证长周期内恒光功率的稳定输出。

1. 光催化分解水制氢/氧(长周期)
2. 光催化全分解水(长周期)
3. PEC光电化学


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可选光源4:PLS-FX300HU高均匀一体式氙灯光源

1. 输出矩形光斑,光斑面积1×1~5×5 cm2连续可调
2. 输出光斑的均匀性高
3. 最大输出光功率密度高达3 W/cm2

1. PEC光电化学
2. 太阳能电池测试
3. 膜光催化


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可选光源5:PLS-LD激光光源

光谱带宽窄,单色性强

1. 光催化量子效率测量
2. PEC光电化学






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可选光源6:PLS-LED 100C大功率LED光源

1. 高效窄带光谱输出
2. 输出方式有连续、脉冲和阶梯3种辐照模式
3. 光源稳定性强,灯泡寿命达10000 h
4. 白光、多波段单色光任意搭配

1. 光催化量子效率测量
2. PEC光电化学



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可选光源7:PLS-AL 150/300波长连续可调光源

1. 输出波长连续可调窄带光谱
2. 单色光强度可达微瓦级别

1. 光催化量子效率测量
2. 太阳能电池测试


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可选光源8:PLS-EM 150连续可调强光光源

PLS-AL 150/300波长连续可调光源的升级款
1. 单色光强度达到毫瓦的级别
2. 一体化设计可减少光能量的损失

1. 强单色光效率测量
2. 强单色光产物测量


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可选光源9:CHF-XM系列光源

该系列含有4种光源,分别是150 W氙灯光源、500 W氙灯光源、250 W汞灯光源、500 W汞灯光源。

1. 输出光为均匀的近平行光
2. 可通过调整透镜组合输出点光源
3. 模块化设计,适应性强

1. 光催化量子效率测量
2. PEC光电化学
3. 太阳能电池测试



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