太阳光分解水和二氧化碳还原设备选型和步骤指导

太阳光分解水实验氙灯光源选型指南

一、PEC实验氙灯光源核心选型标准

1. 光谱匹配性

• 氙灯光谱需覆盖 200-2000nm连续光谱，尤其强化紫外区（200-400nm）以驱动光催化剂（如TiO₂/BiVO₄）1

• 必须配备 AM 1.5G滤光片（模拟大气层外太阳光谱），光谱匹配度需＞85%1

2. 功率与光强控制

• 常规实验选择 300W氙灯（如PLS-SXE300D），光强调至 100 mW/cm²（太阳光标准强度）

• 需红外热管理：紫外加强型氙灯（如MAX-303A）采用 镜面阻热模块，紫外区输出功率达6.6W且无杂散热2

3. 关键配件要求

• 滤光片系统：标配 全反射滤光片+AM1.5G滤光片 提升光谱拟合度1

• 散热设计：循环水冷系统（控温±0.5℃），避免红外热干扰反应体系2

⚙️ 二、推荐设备及技术参数（PEC实验专用）

 三、获取途径

1. 学术平台资源

• ResearchGate搜索：
        "PEC water splitting protocol AM1.5G doc"
        "氙灯光源分解水实验模板下载"

• 期刊附件：Elsevier期刊《Solar Energy Materials》2024年268卷提供标准流程文档

2. 仪器厂商资源

• 北京纽比特科技有限公司 → www.bjnbet.com.cn → 《光电化学实验操作手册.docx 》

• 邮件bjnbet@163.com索取：联系纽比特客服，注明 "PEC氙灯实验模板" 获取定制文档

文章来源：北京纽比特科技有限公司www.bjnbet.com.cn

氙灯光源二氧化碳还原实验步骤解析

一、实验核心步骤解析

1. 反应体系搭建

• CO₂来源：实验室常用大理石/稀盐酸制取（反应式：CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑），需用向上排空气法收集。

• 光源系统：

• 选用氙灯光源（波长范围250-2500nm），模拟太阳光谱；

• 配套光反应器（石英材质耐高温），内置磁力搅拌确保均匀照射。

• 温度控制：氙灯照射下反应温度可达200-250℃，需用热电偶实时监测3。

2. 催化剂制备（案例参考）

• 案例：铂负载二氧化钛（Pt/TiO₂）

• 制备方法：采用还原法合成，Pt纳米颗粒粒径约5.5nm（增强光吸收）3。

• 性能：在氙灯（1.71W/cm²）照射下，CO₂还原为H₂（20.7mmol/g）和CH₄（8.2mmol/g）。

3. 实验流程

① 向反应器加入0.1g Pt/TiO₂催化剂；
② 注入饱和CO₂的水蒸汽环境（模拟真实条件）；
③ 开启氙灯光源（建议波长范围：紫外-可见光）；
④ 控温200±5℃，反应4小时；
⑤ 气体产物用GC/MS分析（H₂、CO、CH₄定量）。

二、商用设备推荐

三、经典案例参考

PLA塑料光热重整产氢

• 方法：以Pt/TiO₂为催化剂，氙灯（1.71W/cm²）照射PLA塑料碎片（吸管/餐具）。

• 结果：

• 每克PLA产H₂ 20.7mmol、CH₄ 8.2mmol；

• 证实氙灯光热协同效应可高效还原含碳废弃物。

四、风险注意事项

1. 防护措施：氙灯含紫外辐射，操作时需戴防紫外眼镜；

2. 高温预警：反应器表面温度可达242℃，避免直接接触；

3. 气体安全：CO₂还原产物含易燃气体（如H₂、CH₄），确保通风防爆。

文章来源：北京纽比特科技有限公司 www.bjnbet.com.cn

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。