HSX系列 雙燈箱氙燈光源（太陽光模擬器）

氙燈光源光譜范圍從紫外,、可見到紅外，因和太陽光譜非常相近,，被稱為太陽光模擬器,，增加AM1.5G濾光片可以實(shí)現(xiàn)光譜匹配度。即可作為紫外光源,、也可作為可見和紅外光源,，同時(shí)也可以模擬太陽光輸出。

氙燈光源分為氙燈穩(wěn)壓電源和氙燈燈箱兩部分,，提高了氙燈光源的便攜性,。的電源電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)氙燈功率可調(diào),；燈箱主體采用均向的散熱結(jié)構(gòu),，散熱效果,；光路轉(zhuǎn)向頭采用了二次濾光結(jié)構(gòu)，濾除了大量紅外光,，很大程度地降低紅外線在實(shí)驗(yàn)中對(duì)溶液或樣品影響,，減小加熱和揮發(fā)；濾光轉(zhuǎn)向頭兼容多種規(guī)格濾光片,、透鏡,；濾光轉(zhuǎn)向頭可360°旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)任何方向的光照,；智能化的面板設(shè)計(jì),，操作簡(jiǎn)單方便；增加了反饋電路,，高穩(wěn)定性,。

氙燈光源主要特點(diǎn)

采用美國進(jìn)口的氙燈燈泡，光能量輸出集中,，高能量密度,，提高了實(shí)驗(yàn)效率。

采用均分太陽花的散熱結(jié)構(gòu),，延長(zhǎng)燈泡使用壽命,，平均1000h，高可達(dá)3000h,。

高效的電光轉(zhuǎn)換效率,，輸出高能量平行光，總光功率達(dá)50W,。

簡(jiǎn)易的光學(xué)結(jié)構(gòu),，可以提供不同波段,、波長(zhǎng)的光譜,，滿足多樣化使用需求。

模塊化的設(shè)計(jì)極大提高了產(chǎn)品的安全性和穩(wěn)定性,，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)照射,。

出光口兼容多種規(guī)格、品牌的國內(nèi)外濾光片和透鏡（如：25.4mm,，50.8mm,，,M52，M62等）,。

工作光斑直徑連續(xù)可調(diào)

氙燈光源光譜曲線

AM1.5G模擬太陽光光譜

紫外線光源

無紅外光熱的紫外線光源

200-400nm或者300-400nm紫外光區(qū)

可滿足波長(zhǎng)要求的明亮紫外線光

可選單色光254nm,、313nm、350nm,、365nm,、380nm

可見光源

無紅外光熱的可見光源

400nm-780nm或420-780nm可見光區(qū)

?可滿足波長(zhǎng)要求的明亮可見光

可見可選單色光405nm,、420nm、435nm,、450nm,、475nm、500nm,、520nm,、550nm、600nm,、630nm,、650nm、700nm,、750nm

紅外光源

紅外光熱光源

780-1500nm紅外光區(qū)

可滿足波長(zhǎng)要求的明亮紅外光

可選單色光800 nm,、900nm

單色光源（紫外、可見,、紅外）

紫外可選單色光254nm,、313nm、350nm,、365nm,、380nm

可見可選單色光405nm、420nm,、435nm,、450nm、475nm,、500nm,、520nm、550nm,、600nm,、630nm、650nm,、700nm,、750nm

紅外可選單色光800 nm、900nm

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)（相對(duì)市場(chǎng)同類產(chǎn)品）

（1）光源內(nèi)部采用黑色設(shè)計(jì),，吸收雜散光,；

（2）光源散熱器采用均分散熱技術(shù)，散熱均勻,；

（3）兼容多種規(guī)格濾光片,，靈活性更強(qiáng)；

（4）增加電源穩(wěn)定模塊,，穩(wěn)定性更強(qiáng),，一定程度上更好的保證實(shí)驗(yàn)條件一致性,；

（5）關(guān)燈后風(fēng)扇繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，燈泡散熱冷卻,；

（6）技術(shù)支持和售后服務(wù)速度快,，電話響應(yīng)時(shí)效1小時(shí)，產(chǎn)品維修時(shí)限48小時(shí),。

360°光路轉(zhuǎn)向器示意圖

氙燈光源技術(shù)參數(shù)

UVCUT400 UVCUT420紫外截止濾光片

光源接口

微電腦智能控制,，調(diào)節(jié)光強(qiáng),，控制快門Shutter，有利于實(shí)驗(yàn)一致性,。

KW系列光化學(xué)反應(yīng)器

光化學(xué)反應(yīng)器（光催化反應(yīng)器）是配合平行光源使用的,，是目前國內(nèi)外光催化實(shí)驗(yàn)室非常通用的一種反應(yīng)器。平行光化學(xué)反應(yīng)器可以應(yīng)用到光催化,、光降解反應(yīng),，可以實(shí)現(xiàn)無水無氧操作，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,。

平行光化學(xué)反應(yīng)器分為兩部分：石英上蓋和下反應(yīng)器,，兩部分通過磨口法蘭連接，用夾夾持,。石英上蓋用來通水濾去光源轉(zhuǎn)向頭無法濾除的剩余紅外熱量,，選用合成石英材質(zhì)，透光性（采用冷水機(jī),，以便有效利用石英上蓋,，更好保證反應(yīng)物的溫度）。反應(yīng)器容量可選500ml,、250ml,、100ml、50ml,、30ml,。

平行光反應(yīng)器配合平行氙燈光源即可組成較為靈活的光化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)。利用豐富的濾光片進(jìn)行選擇性波長(zhǎng)研究,，實(shí)現(xiàn)直徑50mm的面積平行光照射,，均勻吸收較多的能量。適用于氣液固實(shí)驗(yàn)均可

選配光電化學(xué)反應(yīng)器

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,，選擇單光路,、雙光路、玻璃或石英,、聚四氟電解池,，進(jìn)而做光電化學(xué)研究。

選配光學(xué)暗箱

1,、外置可調(diào)節(jié)式隔板,，無需升降臺(tái)，可上下調(diào)整光源位置,；

2,、箱體設(shè)有多個(gè)開孔，方便循環(huán)水,、光源引線,、外置光源的進(jìn)出。內(nèi)置光源由獨(dú)立的散熱窗口（下層兩個(gè)窗口,，可同時(shí)放置兩個(gè)光源）,，避免了阻塞風(fēng)路的問題；

3,、內(nèi)置電源插排,，可為磁力攪拌器等小功率設(shè)備供電；

5,、箱體配有散熱風(fēng)扇,，可有效降低內(nèi)部溫度；

6,、箱體內(nèi)部為黑色吸光設(shè)計(jì),，一定程度上阻止了光反射現(xiàn)象，使反應(yīng)物受光更均勻,。

7,、正面設(shè)計(jì)有觀察窗（可隔斷紫外和大部分可見光），便于對(duì)反應(yīng)進(jìn)行觀察

選配光纖

配備光纖將光引入到其他設(shè)備中,，如顯微鏡,、也適用于光電催化PEC實(shí)驗(yàn)：

各種芯徑光纖和光纖束直孔徑，根據(jù)客戶要求定做,，長(zhǎng)度和接口,。

選配光纖接口

JK513 接口  可加入單色濾光片、5-100調(diào)節(jié)光強(qiáng),、插入任意光纖,，光學(xué)匯聚焦點(diǎn)可調(diào)。

主要應(yīng)用

此系列氙燈光源廣泛應(yīng)用于光解水產(chǎn)氫,、光化學(xué)催化降解,、二氧化碳制甲醇、光化學(xué)合成,、光降解污染物,、水污染處理、生物光照,，光學(xué)檢測(cè),、太陽能電池研究、熒光材料測(cè)試（透射、反射,、吸收）,、材料形變、各類模擬日光可見光加速實(shí)驗(yàn)和紫外波段加速實(shí)驗(yàn)等研究領(lǐng)域,。

1,、光致變色

光致變色現(xiàn)象是指一個(gè)化合物（A），在收到一定波長(zhǎng)的光照射時(shí),，可進(jìn)行特定的化學(xué)反應(yīng)或物理效應(yīng),，獲得產(chǎn)物（B），由于結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致其（可見部分的）吸收光譜發(fā)生明顯的變化,,。 而在另一波長(zhǎng)的光照射或熱的作用下,，產(chǎn)物（B）又能恢復(fù)到原來的形式。如下式所示：

2,、光催化

光催化的原理是利用光來激發(fā)等化合物半導(dǎo)體,，利用它們產(chǎn)生的電子和空穴來參加氧化—還原反應(yīng)。 當(dāng)能量大于或等于能隙的光照射到半導(dǎo)體納米粒子上時(shí),，其價(jià)帶中的電子將被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶,，在價(jià)帶上留下相對(duì)穩(wěn)定的空穴，從而形成電子—空穴對(duì),。由于納米材料中存在大量的缺陷和懸鍵,，這些缺陷和懸鍵能俘獲電子或空穴并阻止電子和空穴的重新復(fù)合。這些被俘獲的電子和空穴分別擴(kuò)散到微粒的表面,，從而產(chǎn)生了強(qiáng)烈的氧化還原勢(shì),。

3、光催化分解水(photocatalytic water splitting)

光解水,，可見光催化裂解水制氫：納米催化結(jié)構(gòu)及反應(yīng)機(jī)制的研究進(jìn)展

利用TiO2吸收太陽能把水分解為氫氣和氧氣,，光分解水制氫。

圖1.Fujishima-Honda效應(yīng)

光分解水制氫的原理

光分解水制氫在熱力學(xué)上是Gibbs自由能增大的過程：

因此又被稱為人工光合作用,。

光分解水制氫的本質(zhì)是半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng),。當(dāng)入射光的能量大于等于半導(dǎo)體的能帶時(shí)，光能被吸收,，價(jià)帶電子躍遷到導(dǎo)帶,，產(chǎn)生光生電子和空穴。電子和空穴遷移到材料表面,，與水發(fā)生氧化還原反應(yīng),，產(chǎn)生氧氣和氫氣（圖2）。

光分解水制氫主要包括3個(gè)過程（圖3）,，即光吸收,、光生電荷遷移和表面氧化還原反應(yīng),。

(i) 光吸收。對(duì)太陽光譜的吸收范圍取決于半導(dǎo)體材料的能帶大小: Band gap(eV)=1240/λ(nm),，即帶隙越小吸收范圍越寬,。對(duì)于光催化制氫催化材料來說，還要求導(dǎo)帶的位置高于H-+/H2(0V vs. NHE),，價(jià)帶位置低于O2/H2O(1.23 V vs. NHE),，因此理論上要求能帶大小不小于1.23 eV,。

(ii) 光生電荷遷移,。材料的晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度,、顆粒大小等因素對(duì)光生電荷的分離和遷移有重要影響,。缺陷會(huì)成為光生電荷的捕獲和復(fù)合中心，因此結(jié)晶度越好,，缺陷越少,，催化活性越高。顆粒越小,，光生電荷的遷移路徑越短,，復(fù)合幾率越小。

(iii) 表面氧化還原反應(yīng),。表面反應(yīng)活性位點(diǎn)和比表面積的大小對(duì)這一過程有重要影響,。通常會(huì)選用Pt、Au等貴金屬納米粒子或NiO和RuO2等氧化物納米粒子負(fù)載在催化劑表面作為表面反應(yīng)活性位點(diǎn),，只要負(fù)載少量此類助催化材料就能大大提高催化劑的制氫效率,。

光催化制氫效率表征的兩種方式

目前研究光催化劑的制氫效率主要通過兩種方式表征，及光催化分解水(photocatalytic water splitting) 和光電化學(xué)分解水(photoelectrochemical water splitting),。

光催化分解水是將粉體催化劑分散在水中（圖4）,。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以大規(guī)模應(yīng)用，但是有氫氣和氧氣難以分離的問題,。為此又發(fā)明了兩步法（圖5）,，即采用兩種催化劑，分別產(chǎn)生氫氣和氧氣,，并通過一種氧化還原電對(duì)將這兩種催化劑聯(lián)系起來,。這種方法不僅避免了氫氣和氧氣的分離問題，而且降低了催化劑能帶位置的要求,，催化劑的選擇面更寬,，但是也帶來了與氧化還原電對(duì)的逆反應(yīng)問題。一步法將水直接分解為氫氣和氧氣對(duì)催化劑的要求較高,，因此往往加入犧牲劑來獲得氫氣或氧氣,。犧牲劑的作用是消耗光生空穴或電子,，比如甲醇、乙醇,、乙二醇,、乳酸等是常用的制氫犧牲劑，而AgNO3是常用的制氧犧牲劑,。

粉體催化劑分散在水溶液中制氫,，需通過收集反應(yīng)產(chǎn)生的氣體量來評(píng)價(jià)催化劑的催化性能。目前用的裝置如圖6所示,，包括反應(yīng)器,、氣體取樣部、氣密循環(huán)系統(tǒng)以及抽真空裝置,，氣體取樣部與氣象色譜相連,，可以實(shí)時(shí)在線檢測(cè)氣體的產(chǎn)生量。光源為高壓汞燈（紫外光為主）或氙燈（可見光為主）,，通過附加濾光片或?yàn)V光溶液得到所需波段的光源,。由于氣體的特殊性，因此對(duì)裝置的氣密性要求較高,，操作過程中通過轉(zhuǎn)動(dòng)特殊設(shè)計(jì)的閥門來控制,。

圖6. 光催化分解水實(shí)驗(yàn)裝置示意圖[1]

4、光電化學(xué)分解水(photoelectrochemical water splitting)

光電催化太陽能分解水,、光電化學(xué)(PEC)裂解水制氫系統(tǒng)

光電化學(xué)水分解電池,，是通過半導(dǎo)體電極吸收太陽光產(chǎn)生光生載流子，而后通過載流子在體相或外電路的遷移,，從而與水發(fā)生氧化或者還原反應(yīng),。光電化學(xué)水分解電池能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)化氫能進(jìn)行存儲(chǔ)，不受太陽光時(shí)間,、空間分布不均的影響,。

光電化學(xué)水分解電池的器件結(jié)構(gòu)有多種組成方式，例如通過光伏電池與光電極串聯(lián),，可以獲得較高的太陽 能轉(zhuǎn)化效率,，但結(jié)構(gòu)成本也相對(duì)較高；而通過p型光陰極和n型光陽極組成的疊層結(jié)構(gòu),，不僅擁有較高的理論轉(zhuǎn)化效率( 約28 %) ,，同時(shí)成本相對(duì)較低，是理想的器件結(jié)構(gòu),。

光電化學(xué)分解水是將催化劑制成電極,，與對(duì)電極通過導(dǎo)線相連，通常還會(huì)加一個(gè)偏壓（圖6）,。若半導(dǎo)體材料為n型,，則在催化劑電極處產(chǎn)生氧氣,，對(duì)電極處產(chǎn)生氫氣；若半導(dǎo)體材料為p型,，則相反,。

其他應(yīng)用

? 光催化（Photocatalyst）
? 化學(xué)分析（Chemical analysis）
? 檢查照明（Inspection lighting）
? 對(duì)光反應(yīng)變色（Photochromism）
? 光譜學(xué)（Spectroscopy）
? 紫外線消毒（UV light disinfection）
? 人工光合作用（Artificial photosynthesis）
? 熒光顯微測(cè)定（Fluorescent observation）
? 光能療法（Photodynamic therapy）

雙燈箱氙燈光源 雙燈箱氙燈光源