光催化CO?還原反應(yīng) 氣相VS液相

光催化CO?還原反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)體系相態(tài)不同,，通常分為氣相和液相兩種,。

液相光催化CO?還原反應(yīng)是將固體光催化劑均勻分散在溶液中，并在磁力攪拌器的作用下進(jìn)行攪拌,，放置光催化劑的沉淀并提高分散性,，形成懸濁液。但受溶液對(duì)CO?的溶解度有限且溶液的pH值對(duì)溶解度的影響也較大,，使液相光催化CO?還原反應(yīng)的發(fā)展受到限制,。

氣相光催化CO?還原反應(yīng)是將光催化劑放置在反應(yīng)器內(nèi)的平臺(tái)上,，CO?氣體可以充滿整個(gè)反應(yīng)器及反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部,，在氣相中CO?氣體的擴(kuò)散系數(shù)比在溶液中高四個(gè)數(shù)量級(jí)，這樣可以使CO?氣體參加光催化反應(yīng),，同時(shí)也可以使氣體產(chǎn)物更容易脫附解吸,。而且相比于液相光催化CO?還原反應(yīng)，氣相光催化CO?還原反應(yīng)中可以避免光催化劑分離的成本,，更易于進(jìn)行工業(yè)轉(zhuǎn)化,。

詳細(xì)內(nèi)容可查看《光催化CO?還原中反應(yīng)相態(tài)對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響》,。
 

產(chǎn)品優(yōu)勢

1. 高效循環(huán)：磁驅(qū)柱塞泵保證在寬氣壓范圍下氣體混勻時(shí)間<10 min，避免濃度梯度影響,，確保產(chǎn)物檢測的準(zhǔn)確性,；

2. 高氣密性：平均漏氧量＜0.1 μmol/h，特別適合于以H₂O作電子供體光催化CO₂還原反應(yīng)中O₂的精確定量分析,；

3. 反應(yīng)傳質(zhì)效率高：氣固相反應(yīng)器采用氣體“穿透”式方案,，使CO₂與催化劑充分接觸，提高傳質(zhì)效率,，促進(jìn)光催化CO₂還原反應(yīng),；

4. 全自動(dòng)在線分析：有效避免人為操作誤差，同時(shí)解放人力,，讓反應(yīng)時(shí)長更精準(zhǔn),；

5. 光強(qiáng)穩(wěn)定：有效避免因光強(qiáng)自然衰減帶來的實(shí)驗(yàn)誤差。
 

Labsolar-6A氣相CO?還原-自動(dòng)在線微量氣體分析系統(tǒng),，是一套集樣品前處理單元,、反應(yīng)單元、氣體循環(huán)單元,、自動(dòng)取,、進(jìn)樣單元于一體的反應(yīng)系統(tǒng)。

優(yōu)勢分析

1. 全穿透式反應(yīng)器,，提高氣固相傳質(zhì)效率

目前光催化CO₂還原反應(yīng)中的氣相反應(yīng)主要分為兩種方式,，一種是將光催化劑涂覆于基材上，形成薄膜,，具有一定濕度的CO₂從薄膜上層流過,，稱之為薄膜氣-固相反應(yīng)模式，如圖1（a）所示,；另一種是一定濕度的CO₂直接從光催化劑床層穿過,，稱之為固定床式氣-固相反應(yīng)模式，如圖1（b）所示,。

薄膜氣-固相反應(yīng)模式主要依賴于CO₂的被動(dòng)擴(kuò)散,，但隨著反應(yīng)器厚度的增加，CO₂與光催化劑的碰撞幾率逐漸減少,，反應(yīng)傳質(zhì)效率受限,。

有別于被動(dòng)式擴(kuò)散，固定床式氣-固相反應(yīng)模式采用氣體“穿透”式反應(yīng)器,，結(jié)合Labsolar-6A氣相CO?還原-自動(dòng)在線微量氣體分析系統(tǒng)中的磁驅(qū)柱塞泵,，使CO₂氣體與光催化劑充分接觸，提高傳質(zhì)效率,，從而提升反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,，實(shí)驗(yàn)時(shí)僅需向反應(yīng)系統(tǒng)中通入一定濕度的CO₂即可進(jìn)行反應(yīng),。

2. 低吸附高循環(huán)效率玻璃系統(tǒng)，保證進(jìn)樣的重復(fù)性與線性,。

有別于光解水的負(fù)壓體系,，光催化CO₂還原實(shí)驗(yàn)一般在常壓或微負(fù)壓條件下進(jìn)行，原料氣體濃度高,；而且CO₂為重組分氣體,，單純的依靠氣體的自由擴(kuò)散無法快實(shí)現(xiàn)氣體的混合，因此氣體的循環(huán)對(duì)于光催化CO₂還原實(shí)驗(yàn)的測試準(zhǔn)確性顯得尤為重要,。Labsolar-6A氣相CO?還原——全玻璃自動(dòng)在線微量氣體分析系統(tǒng)采用密閉循環(huán)管路體系,，CO₂、CO,、CH₄,、H₂、O₂,、C₂H₄等在磁驅(qū)柱塞泵的驅(qū)動(dòng)下,，始終處于單向流動(dòng)狀態(tài)。磁驅(qū)柱塞泵兼容較寬的氣壓范圍的氣體循環(huán),，氣體循環(huán)動(dòng)力強(qiáng)勁,，氣體流動(dòng)速度快。系統(tǒng)循環(huán)管路部分體積小,，可實(shí)現(xiàn)CO₂,、CO、CH₄,、H₂,、O₂、C₂H₄等氣體的快速混合,，避免濃度梯度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的誤差,。

Labsolar-6A全玻璃自動(dòng)在線微量氣體分析系統(tǒng)主體材質(zhì)為高硼硅玻璃，具有高化學(xué)惰性,、低氣阻等優(yōu)點(diǎn),；在進(jìn)行光催化CO₂還原實(shí)驗(yàn)時(shí)，不產(chǎn)生任何氣體吸附,，真實(shí)反映催化劑本征活性,。

3. 精心設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)，8h漏氧率低于0.1 μmol/h

4. 全自動(dòng)取樣進(jìn)樣系統(tǒng),，解放人力,，提高實(shí)驗(yàn)效率

Labsolar-6A全玻璃自動(dòng)在線微量氣體分析系統(tǒng)為全自動(dòng)在線分析系統(tǒng)，操作簡單,，節(jié)省時(shí)間,。所有參數(shù)設(shè)置均可在系統(tǒng)內(nèi)置的4.5寸TFF彩色觸摸屏上完成。彩色觸摸屏可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)內(nèi)部反應(yīng)壓力,、環(huán)境溫度等參數(shù),。儀器內(nèi)置實(shí)驗(yàn)方法用于控制玻璃閥動(dòng)作、氣相色譜儀及真空泵啟停,。

Labsolar-6A全玻璃自動(dòng)在線微量氣體分析系統(tǒng)的自動(dòng)取,、進(jìn)樣單元，通過軟件程序控制機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)玻璃閥,，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)取樣,、進(jìn)樣功能?！耙绘I式”觸發(fā),，擯棄繁瑣操作，節(jié)約科研時(shí)間,；全自動(dòng)在線取樣,、進(jìn)樣，杜絕人為誤差,；配合Microsolar 300 氙燈光源使用,，可實(shí)現(xiàn)長周期無人干預(yù)，特別適用于光催化CO₂還原長周期實(shí)驗(yàn),。

5. 溫控結(jié)構(gòu)

Labsolar-6A全玻璃自動(dòng)在線微量氣體分析系統(tǒng)采用蛇形冷凝管,，減少光催化CO₂實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的水氣、乙腈,、三乙醇胺等低沸點(diǎn)組分進(jìn)入循環(huán)管路,，保護(hù)氣相色譜儀?？蛇x配冷阱,，進(jìn)一步分離低沸點(diǎn)組分，延長真空泵使用壽命,。

6. 防護(hù)罩

全玻璃自動(dòng)在線微量氣體分析系統(tǒng)具有金屬防護(hù)箱體,，對(duì)輻射可能的氣體泄漏有一定防護(hù)作用?？蛇x配光防護(hù)罩,，有效放置光污染。

產(chǎn)品參數(shù)

氣相CO?還原反應(yīng)系統(tǒng)及相關(guān)配套設(shè)備

*Labsolar-6A全玻璃自動(dòng)在線微量氣體分析系統(tǒng)可與大多數(shù)型號(hào)的氣相色譜儀聯(lián)用，聯(lián)用檢出限分別為H₂~0.05 μmol,，O₂~0.1 μmol,，CH₄~0.0005 μmol，CO~0.0005 μmol,，可以滿足不同產(chǎn)量催化劑的活性評(píng)價(jià),。擁有成熟的色譜配置方案，可對(duì)氣相光催化CO₂還原反應(yīng)的主要?dú)庀喈a(chǎn)物及部分液相產(chǎn)物“一站式”定性,、定量分析,。