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一般情况下,光催化CO2还原反应在常温、常压条件下进行[1, 2]。然而,由于CO2在水中溶解度较低,且气态CO2难以与固体光催化剂相互接触,会导致CO2的转化效率仍然很低[3]。
基于“多场协同催化”的思想,通过提升反应温度和压力提升CO2的转化效率是上述问题的新思路。
提高光催化CO2还原反应体系温度,可以提升反应物CO2分子的扩散速率及其碰撞几率,进而加快反应速率;
提高光催化CO2还原反应体系压力,即可以提升CO2在水溶液体系中的溶解度和光催化剂表面的吸附量,还可以促进液态产物的生成[4]。
1. 多场协同催化:光催化CO2还原反应体系温度最高可达180°C,反应体系压力最高可达0.9 MPa,可实现较宽的温度和压力调节,实现光热压多场协同催化;
2. 全自动在线取样:内置取样阀组,可实现与色谱联用,在180°C高温和50 kPa~0.9 MPa不同压力条件下均可进行全自动在线取样,提高实验效率,减少人为误差;
3. 兼容性强:多功能釜盖结合顶照和侧照多样化照射方式,可兼容光催化、光电催化和光热催化CO2还原反应;
4. 集成化程度高:反应系统集成加热、搅拌和自动取样模块于一体,体积小巧节省空间。
PLR MFPR-I多功能光化学反应仪采用釜式反应器,有效容积100 mL,可满足气-液-固相光催化CO2还原反应所需条件。内壁为耐压玻璃,具有高化学惰性,外壁为不锈钢,可耐压0.9 MPa。反应釜盖采用蓝宝石玻璃,有效透过波长范围0.19~5 μm,透光率>97%,通光孔径27.5 mm,保证光催化CO2还原反应在充足的入射光照射下进行。
PLR MFPR-I多功能光化学反应仪内置双温度探头反馈控制模式,可调控釜内和加热模块温度,最高温度可达180°C,控温精度±0.5℃,同时可实现对反应釜、管路和取样阀组分别控温,有效避免光催化CO2还原反应过程种产生的低沸点组分在进样过程中冷凝。
PLR MFPR-I多功能光化学反应仪内置磁力搅拌器,最大转速可达1500 rpm,搅拌精度为±1 rpm,在反应过程中可充分搅拌溶液体系,加快气态CO2在溶液体系中的扩散,可促进催化转化。
PLR MFPR-I多功能光化学反应仪集成加热、搅拌和自动取样模块于一体,体积小巧节省空间,整机尺寸:220 mm(L)×240 mm(W)×270 mm(H)。彩色液晶屏可进行反应实验期间的操作,操作简便。
图2. PLR MFPR-I多功能光化学反应仪操作界面
PLR MFPR-I多功能光化学反应仪内置取样阀组,无需对气相色谱仪加装取样阀组,即可将光催化CO2还原反应中生成的产物自动送入气相色谱仪中完成产物检测,有效提高实验效率,同时减少手动进样产生的人为误差。PLR MFPR-I多功能光化学反应仪上的取样阀组单次取样量为0.1 mL,灵敏度较高,可适用于不同产量的光催化CO2还原反应体系。PLR MFPR-I多功能光化学反应仪还内置有反应前处理模块,可实现光催化CO2还原实验中的加压和抽真空等气体置换操作。
工作温度 | 室温 ~ 180℃ ;温控精度:± 0.5℃ |
工作压力 | -50 kPa ~ 0.9 MPa(表压,绝压为 50 kPa ~ 1.0 MPa) |
反应釜材质 | 不锈钢 + 耐压玻璃内衬 |
有效容积 | 100 mL(釜内容积 120 mL) |
取样压力范围 | 80 kPa ~ 0.9 MPa(绝压) |
最小取样周期 | 3 min |
气样取样量 | 100 μL;取样气体消耗量约 0.5 mL |
磁力搅拌速度 | 200 ~ 1500 rpm,搅拌精度:±1 rpm |
单位 | 发表期刊 | 参考文献 |
北京工业大学 | Advanced Materials | [5] |
重庆大学 | Nano Energy | [6] |
厦门大学大学 | Applied Catalysis B: Environmental | [7] |
保修期: 1年
是否可延长保修期: 否
现场技术咨询: 有
免费培训: 安装时会有一次免费培训
免费仪器保养: 无
保内维修承诺: 非人为损坏一年质保
报修承诺: 在线提交,24小时内回复
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