光化学反应器在光催化CO2还原中的应用
1. 技术背景
1.1 光催化CO2还原原理
光催化CO2还原通过半导体材料（如TiO₂、ZnO、金属有机框架材料等）在光照下激发电子-空穴对，将CO2与H2O转化为甲醇、甲烷、一氧化碳等高附加值化学品，同时实现太阳能储存与碳减排。
反应步骤：
光吸收与电子激发（hv ≥ 禁带宽度Eg）
电荷分离与迁移至催化剂表面
CO2吸附、活化及多电子还原反应
1.2 技术挑战
CO2活化困难：线性对称结构导致C=O键能高达750 kJ·mol⁻¹，需高能量输入。
产物选择性低：竞争反应（如析氢反应）抑制CO2还原效率。
设备适配性要求：需精确控制光照强度、反应温度及气体传质效率。
2. 纽比特光化学反应器产品线
2.1 核心产品参数与功能
产品型号 | 容量选项 | 光源配置 | 特色功能 | 应用领域 |
KW100 | 30ml–500ml | 平行氙灯光源（300W–1000W） | 平行光均匀照射，滤光片选择性波长研究 | 光催化CO2还原、制氢 |
GC100 | 100ml | 氙灯/汞灯可选 | 石英冷阱降温，磁力搅拌均匀受光 | 气液固多相反应 |
PhchemIII | 定制化（250ml–2L） | 多波段光源（UV–Vis–NIR） | PLC触摸屏控制，全自动采样定时功能 | 环境污染治理、材料合成 |
2.2 技术优势
高效光源系统：支持300W–1000W氙灯/汞灯，功率连续可调，模拟太阳光全谱段。
温控：双层石英冷阱配合低温循环水系统（-5°C至100°C），维持反应稳定性。
自动化控制：预设反应时间、自动切断电源，集成气相色谱在线检测接口。
3. 案例应用分析
3.1 高校科研领域适配性
案例1：清华大学李亚栋院士团队
使用Mn1Co1/CN催化剂实现CO产率47 μmol·g⁻¹·h⁻¹，实验依赖高均匀性光照系统。纽比特KW系列反应器的平行光照射设计可提升反应一致性。案例2：德累斯顿工业大学冯新亮院士团队
采用超薄铜基催化剂在红外光驱动下还原CO2为CH4（产率4.11 μmol·g⁻¹·h⁻¹），需宽波段光源支持。PhchemIII的多波段光源模块可覆盖UV–NIR范围。
3.2 工业场景应用
案例：某环保企业CO2制甲醇项目
采用纽比特GC100反应器（100ml容积）搭配300W氙灯，结合TiO₂负载催化剂，连续运行30天甲烷产率达19.15 μmol·g⁻¹·h⁻¹（几何聚光比12.9）。
4. 技术挑战与产品解决方案
挑战类型 | 具体问题 | 纽比特产品解决方案 |
光强不足 | 催化剂激发效率低 | 高功率氙灯（1000W）+聚光模块，提升光子利用率 |
气体传质限制 | CO2溶解度低导致反应速率受限 | 三相界面反应器设计（气-液-固），增强CO2吸附 |
产物分离误差 | 手动采样引入空气干扰 | 全自动气体在线检测系统 |
供学习交流，文章来源：北京纽比特科技有限公司
北京纽比特科技有限公司生产科研用光催化氙灯光源与多位光热电催化反应系统供应商，产品涵盖光催化氙灯光源、光催化LED光源，多位LED光化学反应仪，光电化学装置，适配二氧化碳还原、光解水制氢、光热海水淡化等，单个样和多个样的连续流和微通道等多场景光催化实验。深耕光催化设备十余年，和数百个高校深度长期合作，质量过硬，价格实惠，助力科研。
