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叶金花&李亚光光热催化CO₂加氢体系构建新展望

河北大学叶金花教授和李亚光副研究员团队2月在《ACS Nano》期刊发表关于光热催化CO₂还原的前瞻性评述一文。文章描述了几种重要的纳米材料设计策略,包含增强光吸收,减少热能损耗等,以提高太阳能的吸收和利用率,并阐述了光热催化CO₂加氢的新进展,同时对光热催化CO₂应用所面临的机遇与挑战提出重要看法。文章简要与光催化或者热催化相比,光热催化CO₂加氢具有其它的优势:(1)高的太阳光吸收率优势。光热催化剂是窄带隙或零带隙材料,可以吸收紫外光、可见光和红外光,达到近100%的太阳光吸收,提高了光的利用率;(2)超高的CO₂转化率优势。目前好的光催化CO₂转化速率限于 1mmol·g-1·h-1[1],而光热催化CO₂转化速率超过100 mmol·g-1·h-1[2]。文中提到光热催化包括两种模式:热辅助光催化模式和光辅助热催化模式。●  在热辅助光催化模式下,热能来自于光的部分转化或外部辅助加热,使得光催化过程具有较低的活化能垒和增强的载流子/质量迁移率。●  在光辅助热催化中,反应主要由热能驱动,热能来源于太阳光的光热转换。 为实现效率较高的的光热催化CO₂加氢转化,需要强的宽带太阳能吸收、有效的光热转换、蓄热能力和高催化活性之间协同作用。光热催化CO₂加氢过程中纳米结构材料的设计策略对于构建光热装置、设计制备催化剂及获得好的光热CO₂加氢性能至关重要。文章重点综述了三种热辅助光催化过程中纳米催化材料的设计策略:1、增强太阳光收集的纳米材料表面工程;2、降低热传导的纳米结构隔热材料;3、阻热的纳米层。 文章亮点本文值得一提的是提出了对未来光热催化体系构建的观点及展望:1、探索提高光热转换效率的策略:使用超薄膜材料可提高材料的太阳照射温度,同时需要大面积薄膜以提高太阳能利用率。由此可见,设计大面积超薄催化材料以及与之匹配的光反应器是提升光热催化性能的重要手段;2、探索热电子产生的物理原理和弛豫机制,以提高CO₂活化效率;3、开发储能装置,实现光照条件变化下稳定长久的自驱动光热催化CO₂还原;4、开发微正压或常压下光热催化CO₂加氢生成高碳产物的体系;5、探索低成本氢能制备策略;6、探索效率较高的稳定的逆水气转换(RWGS)催化剂,以扩大RWGS反应的规模应用。作者对光热催化装置的设计也提出了自己的构想。作者认为压力、光照以及温度是光热催化装置设计需要考虑的重要要素。 ● 压力由于目前CO₂加氢还原的产物多集中于低碳产物,想要获得高碳产物需要对反应体系进行加压。为提高CO₂转化效率的提高和高附加值高碳产物,一款可以持续提供稳定高压反应气的光热催化反应器很重要。PLR-RP系列光热催化反应评价装置可提供高温高压反应条件,目前有五个版本可供选择:● 光照由于光照强度、光照面积和催化剂负载量对反应结果有较大影响,因此使用一个标准的反应器对这些反应条件变量进行标记可提高不同文献之间数据的可比性,从而较好地筛选出具潜力的光热催化材料。PLR-RP系列光热催化反应评价装置采用石英导光柱和石英反应器结构,在确保光输入效率的同时,有效地提高催化剂的受光面积,并通过仿真模拟计算固定石英导光柱与催化剂的相对位置,以获得大的光照效率 。环照式反应器还严格将催化剂床层的厚度控制在3 mm,这样既能确保催化剂的有效光照,增大催化剂的受光面积,提高催化剂对光的利用率,又可以根据装填高度计算出催化剂的受光面积以及装填量,保证实验的可重复性。 ● 温度在光可以被完全吸收的前提下,减少热能损失是光热催化中提高光利用效率的关键途径。PLR-RP系列光热催化反应评价装置的预热-伴热模块能够有效减小催化剂与反应体系之间的温度梯度,以此降低光热催化反应中的热能损失,同时具备双热电偶测温装置,可实时监测反应器外部温度和反应催化剂表面温度,掌握反应过程中的温度变化动态。 关于文献部分解析仅为笔者根据参考文献进行翻译和汇总,笔者水平有限,如有错误,请大家指正! 文章信息Cuncai Lv, Yaguang Li*, Jinhua Ye*, et al. Nanostructured Materials for Photothermal Carbon Dioxide Hydrogenation: Regulating Solar Utilization and Catalytic Performance [J]. ACS Nano, 2023, 17(3): 1725-1738.文章链接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c09025参考文献[1] Meng X, Zuo G, Zong P, et al. A rapidly room-temperature-synthesized Cd/ZnS:Cu nanocrystal photocatalyst for highly efficient solar-light-powered CO₂ reduction [J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2018, 237: 68-73.[2] Chen Y, Zhang Y, Fan G, et al. Cooperative catalysis coupling photo-/photothermal effect to drive Sabatier reaction with unprecedented conversion and selectivity [J]. Joule, 2021, 5(12): 3235-3251. 源自:https://www.perfectlight.cn/news/467.html

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2023.08.29

泊菲莱科技参加第六届中国(国际)能源材料化学研讨会

为了展示我国能源材料化学领域的科研成果和研究进展,推进专家学者学术交流与科研合作,促进产业应用与发展。由山东大学主办,山东大学化学与化工学院承办的第六届中国(国际)能源材料化学研讨会已于2023年8月10日-12日在山东济南召开。本次研讨会围绕“绿色能源&可持续发展材料化学”的主题,会议涵盖能源储存、能源催化、纳米与团簇能源材料、太阳能转化与氢能利用、能源电化学表征与模拟、溶剂热合成功能材料与能源应用等方面。针对能源材料化学当前热点问题和前沿研究开展广泛的学术交流和研讨。在大会开幕式上,由山东大学校长、中国工程院院士李术才致欢迎辞,大会共同主席、中国科学院院士、安徽师范大学校长、清华大学教授李亚栋发表大会致辞。 大会报告环节,中国科学技术大学校长、中国科学院包信和院士作题为“‘双碳’背景下能源材料化学面临的机遇和挑战”的报告,介绍了目前能源化学遇到的机遇和挑战。厦门大学教授、中国科学院孙世刚院士作题为“电化学能源材料结构设计和性能调控”的报告,对电化学储能材料的结构与性能关系进行了系统性、前瞻性的论述。 李亚栋院士在题为“绿氢、氯碱工业与废旧塑料再生资源化新策略”的报告中探讨了能源化学在再生资源领域的应用。中国科学院化学研究所研究员、中国科学院韩布兴院士在题为“绿色化学与碳中和”的报告中分享了绿色能源对可持续发展的贡献。苏州科技大学教授、美国医学与生物工程院院士、欧洲科学院李长明院士作题为“双碳背景的能源技术创新与发展”的报告,讲述了目前能源技术领域的大创新与大发展。北京泊菲莱科技有限公司携多款明星设备也参加了此次会议,现场咨询火爆:PLR-RP系列光热催化反应评价装置、PLS-SME300E H1氙灯光源、PCX-50C Discover多通道光催化反应系统、PLS-MECF系列双室碱性电解槽、PLR-DPEC100微分式光电化学反应装置、Labsolar-6A 全玻璃自动在线微量气体分析系统。北京泊菲莱科技有限公司创立于2006年,是集研发、生产、销售、服务于一体的高新技术企业,致力于开发智能化、高精度、高性能的高科技设备企业。泊菲莱科技拥有多种自主知识产权,现已应用于新能源、药物合成、精细化工等各类科研领域,在立足于国内市场的同时,多款产品也远销海外。泊菲莱科技荣获高新技术企业、中关村高新技术企业、2020年北京市“专精特新”企业等称号,先后获得ISO9001质量体系认证、GB/T27922-2011《商品售后服务评价体系》五星级标准企业等资质。泊菲莱科技不仅拥有雄厚的研发实力,也一直秉持着“以客户为中心”的服务理念和“创见、实干、卓越”的企业精神,作为科技型高新企业,积极创导高科技智能设备等高科技,不断革新,不断挑战,以卓越创新的进取精神,推动自身的不断成长和壮大。 源自:https://www.perfectlight.cn/news/468.html

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2023.08.29

中国化学会第二届全国二氧化碳资源化利用学术会议在甘肃兰州成功闭幕

2023年8月14日-17日,由中国化学会绿色化学专业委员会主办,兰州大学承办的中国化学会第二届全国二氧化碳资源化利用学术会议在兰州大学成功召开。大会聚焦于“碳达峰,碳中和“目标下CO2减排的路径、策略与挑战,共同交流与探讨”CO2减排“领域中的理论、技术与方法等前沿和热点问题。中国科学院化学所韩布兴院士、南开大学何良年教授、中国科学院兰州化学物理研究所石峰研究员等在大会上分别作了题为“二氧化碳催化转化制备化学品和燃料研究”、“二氧化碳化学:二氧化碳资源化的科学基础及其途径”、“二氧化碳直接与间接利用研究”的大会报告。本届会议设有6个分会场,共进行了22场主旨报告、88场邀请报告、62场口头报告和58个墙报展交流。6个分会场分别为:CO2光(电)催化转化、CO2电催化转化、CO2热催化转化-1、CO2热催化转化-2、CO2表征与机理、CO2化工。泊菲莱科技龚原正博士受邀在会议上作了题为“气固相光/光热催化CO2还原反应活性评价解决方案”的邀请报告。在本次会议中,泊菲莱科技在现场展示了多款设备且受到了众多参会者的关注和咨询。具体展品如下:PLR-RP系列光热催化反应评价装置、PLS-SME300E H1氙灯光源、PLR MFPR-Ⅰ多功能光化学反应仪、FX300HU高均匀性一体式气灯光源、PLS-MECF系列双室碱性电解槽、PLR-GSPR常压气固相光催化反应系统、PLR OTPR-Ⅰ 在线测温气固相光催化反应器、PLR-GPTR50T气固相光热反应器。北京泊菲莱科技有限公司创立于2006年,是集研发、生产、销售、服务于一体的高新技术企业,致力于开发智能化、高精度、高性能的高科技设备企业。泊菲莱科技拥有多种自主知识产权,现已应用于新能源、药物合成、精细化工等各类科研领域,在立足于国内市场的同时,多款产品也远销海外。泊菲莱科技荣获高新技术企业、中关村高新技术企业、2020年北京市“专精特新”企业等称号,先后获得ISO9001质量体系认证、GB/T27922-2011《商品售后服务评价体系》等资质。泊菲莱科技不仅拥有雄厚的研发实力,也一直秉持着“以客户为中心”的服务理念和“创见、实干、卓越”的企业精神,作为科技型高新企业,积极创导高科技智能设备等创新科技,不断革新,不断挑战,以卓越创新的进取精神,推动自身的不断成长和壮大。 源自:https://www.perfectlight.cn/news/469.html

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2023.08.29

中国化学会第十八届全国光化学学术讨论会在长春成功召开!

2023年8月3日至6日,由中国化学会光化学专业委员会、吉林大学主办,北京泊菲莱科技有限公司赞助的中国化学会第十八届全国光化学学术讨论会在吉林长春成功召开。本次会议以“超分子光化学”为主题,研讨光化学及相关研究领域的前沿问题和未来趋势,关注新时代光化学及相关研究的机遇与挑战,展示中国光化学研究领域最新成果和进展。会议内容涵盖:超分子光化学、分子光化学、材料光化学、生物光化学、环境和大气光化学、理论光化学、光谱学、感光化学及其它与光化学、光物理、光生物相关的交叉前沿学科,涉及太阳能转化、光化学合成、光催化、发光材料、荧光探针及生物成像、光响应材料与器件、光诊疗试剂与方法、光加工技术等。8月4日在会议开幕式上,吉林大学校长张希院士以及中国科学院理化技术研究所吴骊珠院士分别发表了大会致辞。中国科学院田禾院士、中国科学院化学研究所刘鸣华研究员、中国科学院房喻院士、欧洲科学院唐军旺院士、中国科学院马於光院士、山东师范大学唐波教授分别作了大会报告。本届大会设有3个分会场,一共有147场报告。泊菲莱科技宋立明博士受邀在会议上作了题为“光化学合成在医药领域的应用”的邀请报告。在本届会议中,泊菲莱科技在现场展示了最新的研发成果和技术创新,向与会专家和学者介绍了PLR-SMCR1000多相微通道反应系统及其他一些明星产品。其中PLR-SMCR1000多相微通道反应系统为连续流动的管道式微反应器,反应器中的微通道尺寸在毫米级(0.1~10 mm)。该设备采用模块化设计,耦合外部设备实现温控、光谱监测、液固相分散等功能,提供专业的全自动连续流动式光化学合成反应系统,可通过精准控制各相反应物流量来控制光照时间,以实现筛选出最佳反应条件的目的。此外,泊菲莱科技还在会议现场展示了一系列光化学领域的设备和产品模型,全覆盖实验室微量/小试 /中试/规模化生产加工4种量级系列光化学反应设备,从实验室基础研究气液非均相 Taylor 流体、多通道反应条件筛选,到成批量规模化生产设备。 现场咨询火爆,气氛热烈,与会者针对自己感兴趣的设备与我司工作人员积极交流,就他们想了解的信息以及需要解决的问题进行了讨论,共同商讨推进后续科研工作的设备解决方案。8月6日下午,在大会闭幕式上泊菲莱科技颁发了一项重要奖项——中国光化学-泊菲莱优秀青年科学家奖。该奖项历年来由泊菲莱科技资助设立,两位青年科学家获奖名单由中国化学会光化学专业委员会评选产生。本届获得此荣誉的科学家为陈勇研究员和闫东鹏教授。中国科学院吴骊珠院士和北京泊菲莱科技有限公司董事长陈磊先生为两位科学家颁发了荣誉证书。“中国光化学-泊菲莱优秀青年科学家奖”每两年评选一次,每次评选两位,今年(2023年)为第四届。这些年泊菲莱科技持续冠名中国光化学青年科学家奖,是希望这个奖项能释放更大能量,激励更多青年人才。随着人类对能源、环境、健康等问题的高度重视,近十几年来光化学研究取得了快速发展,研究领域不断拓展,研究系统趋向复杂化和多元化,研究内容不断深入。泊菲莱科技深耕光化学领域17年,积极创导光化学研究领域的尖端科技,全覆盖实验室微量/小试/中试/规模化生产加工4种量级系列光化学反应设备,从实验室基础研究气液非均相Taylor流体、多通道反应条件筛选,到成批量规模化生产设备,泊菲莱科技通过不断革新、不断挑战,以卓越创新的进取精神,推动自身的不断成长和壮大。在未来,泊菲莱科技将继续加强产学研相结合,帮助科学家们把实验室的研究成果,转化成可为国家能源、环境、健康、国防等领域做出贡献的产品和技术,造福国家和人民。摘自:https://www.perfectlight.cn/news/464.html

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2023.08.08

燃爆学术界!第十七届全国太阳能光化学与光催化学术会议圆满落幕

2023年7月28日至31日,由中国可再生能源学会、内蒙古大学主办,内蒙古师范大学、内蒙古工业大学协办,北京泊菲莱科技有限公司赞助的第十七届全国太阳能光化学与光催化学术会议在内蒙古呼和浩特召开。会议概况本次会议是我国太阳能光化学、光催化科研工作者的一次盛会,全面展示了中国在该领域所取得的最新进展及成果,深入探讨该领域所面临的机遇、挑战及未来的发展方向,致力于促进学术界和产业界的沟通和联系,促进我国在该领域的科学与技术发展。作为两年一届的学术盛会,本次会议特别邀请到中科院大连化物所李灿院士、西湖大学孙立成院士、中国科学技术大学杨金龙院士、黑龙江大学付宏刚教授、中科院物理研究所孟庆波研究员、中国地质大学(武汉)余家国教授、中国科学技术大学熊宇杰教授、河北大学/NIMS叶金花教授、清华大学朱永法教授、中科院理化技术研究所张铁锐研究员作大会报告。分会场报告和墙报展交流本届大会的10个分会场中还进行了39场主题报告、165场邀请报告、36场口头报告和110个墙报展交流。十个分会场分别为:环境光催化 A(降解和高级氧化);环境光催化 B(双氧水生产及器件);光催化分解水 A(光催化产氢);光催化分解水 B(OER 反应);光催化合成反应及机理研究;光、电、热等协同催化;光催化新材料及其应用研究;光催化表(界)面,反应机理研究;太阳能光电转换和青年学者论坛 。泊菲莱大会报告泊菲莱科技刘欢博士受邀在会议上作了题为“光热测试过程中温场分布对其测量准确性的影响”的邀请报告,报告主要介绍了“光热温度测量中接触式传感器应遵循的规范,并构建了非接触式测温方案,该方案有效解决了光热反应过程中的单点温度测量,测量结果准确可靠”。在本届会议中,泊菲莱科技在现场展示了最新的研发成果和技术创新,向与会专家和学者介绍了两款重磅设备:PLR-SPRF 小试级平板式光化学反应装置、PLR-RP系列光热催化反应评价装置。其中PLR-SPRF 小试级平板式光化学反应装置主要用于户外小试型光催化分解水反应,帮助工艺设计放大,实现最终的规模化量产。该装置目前已被清华大学朱永法教授团队和北方民族大学使用。PLR-RP系列光热催化反应评价装置采用创新的石英柱导光方式以及环照式反应器,可将催化剂受光面积由平面照射的0.3 cm²大幅提升至约20 cm²,提升近70倍,其适用反应类型有:甲烷重整制氢、二氧化碳还原、甲烷/二氧化碳重整、甲烷偶联、乙烷脱氢、费托合成、VOCs光热催化降解、大气中NOx以及SO₂的转化机理研究等。 此外,泊菲莱科技还在会议现场展示了一系列光催化、光热催化、光电催化、光化学合成等领域的实验室设备,旨在为参会者们提供这些领域的全套解决方案。泊菲莱展区现场咨询火爆,气氛热烈,与会者针对自己感兴趣的设备与我司工作人员积极交流,就他们想了解的信息以及需要解决的问题进行了讨论,共同商讨推进后续科研工作的设备解决方案。泊菲莱科技在大会的闭幕式上颁发了一项重要奖项--青年科学家奖。该奖项历年来由泊菲莱科技资助设立,三位青年科学家获奖名单将由中国可再生能源学会评选产生。泊菲莱相信通过共同的努力与合作能为太阳能光化学、光催化等科研领域的发展带来新的突破。以此次会议为契机,加深与业界的科学家、科研人员更进一步的交流和合作,共同探索该领域未来发展方向,并为推动可再生能源技术的创新和应用做出贡献。源自:https://www.perfectlight.cn/news/463.html

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2023.08.03

光催化进入新阶段:平板反应器引领产业化应用的突破

从1972年日本科学家藤岛昭发现光催化现象开始,光催化已经有五十年的发展历程。近些年,光催化研究也开始从实验室基础研究逐渐向产业化发展,随之而来的是反应装置的配套升级,将实验室内简单的光催化反应系统转变为户外可以太阳光直接照射的大面积反应装置。由于传统的釜式反应器存在受光面积小,催化剂受光不均匀,传热效率低且有放大效应等问题,难以实现光催化产业化应用,平板反应器应运而生。平板反应器由平板状或薄片状的反应器壁组成,反应物在反应器中沿着平坦的表面进行反应。相比之下,釜式反应器是一个容器状结构,反应物在反应器内被完全包裹。平板式反应器的结构更简单、更薄,使得热量和质量传递更加快速和均匀,可以更好地控制反应的温度、压力和传递速率,从而实现更精确的反应控制。 泊菲莱科技推出的PLR-SPR系列平板式光化学反应装置在催化剂固定、扰流设计、床层设计、管路设计、反应器结构等方面具有一系列的特点和优势,适用于光催化反应研究和工业生产。更高的光照效率与光照均匀度不同于传统的釜式反应器,PLR-SPR系列平板式光化学反应装置结构呈扁平状,催化剂可均匀分散在板式反应器中。反应过程中,催化剂的受光面积更大,与光源距离基本一致且无遮挡,催化剂的光照效率和光照均匀度更高,可提高光反应速率同时减少因局部反应过快而造成的副反应。高效的传质效率和循环效率PLR-SPR系列平板式光化学反应装置综合考虑了反应器的尺寸与边缘结构,并在反应器内设计了扰流层,使反应物在反应器中快速混合均匀,减少了反应器中的死体积,提高了传质效率,有利于提高光催化反应的速率同时减少局部浓度产物积累而导致的副反应。PLR-SPR系列平板式光化学反应装置的床层设计保留了薄层液相结构,减少流体床层和催化剂床层的扩散距离,以确保充分接触和有效反应。为了避免床层过薄出现阻力大、体系压力过高等现象,通过仿真模拟匹配了最佳的催化剂床层高度dC和流体层高度dL,同时采用了更合理的管道布局和连接方式保证了体系高的循环效率与稳定性。优秀的气密性和稳定性PLR-SPR系列平板式光化学反应装置采用长寿命、耐腐蚀、耐高温密封胶圈进行密封,具备良好的气密性,确保反应过程中不会发生泄漏,保障实验的准确性和稳定性。在压力设计方面,为了延长平板的使用寿命PLR-SPR系列平板式光化学反应装置进行了相应的耐压结构设计,保证了装置的稳定性和安全性。平板式反应器耐压仿真图实时监测多种数据PLR-SPR系列平板式光化学反应装置还配备了pH测量功能,能够实时监测反应体系的酸碱性,以调节反应条件和优化反应效果。此外还可以选配温度、压力、环境湿度、氧化还原电位、太阳辐射度、紫外辐射度等数据的监测模块。此外,PLR-SPR系列平板式光化学反应装置还拥有多项专利技术,其中独特的快拆设计(专利号:202220428290.X)使得装置易于维护和清洗,提高了操作便捷性和实验效率。平板式反应器快拆结构示意图灵活的定制方案为了适用于不同的反应体系,PLR-SPR系列平板式光化学反应装置提供灵活的定制化方案,包括反应器及管路规格、材质、流速、催化剂床层高度、液层高度、换热体系、气液分离及数据监测等多个参数均可进行个性化定制,为不同光催化反应体系量身定做最优的平板式反应器。 由于目前大多数光催化反应器均在釜式反应器中完成,然而平板反应器较釜式反应器在设计和使用上存在较大的区别,釜式反应器的研究成果无法直接转化到平板反应器的实验中。为了更好地推进釜式反应器的研究成果向平板式反应器的规模化应用转化,泊菲莱科技推出的PLR-SPR系列平板式光化学反应装置在应用场景上进行了更精细的划分。PLR-SPRL实验级平板式光化学反应装置体积小巧,适用于初期的实验条件摸索,主要用于光催化反应的前期条件筛选,包括催化剂负载量的优化,流速的优化,反应器材质选择等。某科研单位定制项目PLR-SPRF小试级平板式光化学反应装置体积较大,适用于中期户外量程可行化的验证,主要用于光催化反应条件确认后的放大性验证和户外实验验证,包括反应器材质的优化,热量传递的优化,传质效率的优化以及大面积催化剂负载工艺的优化等。PLR-SPRG量产级平板式光化学反应装置可将反应器按照阵列形式进行串联或者并联,实现后期的规模化量产,主要用于光催化反应的规模化生产。源自:https://www.perfectlight.cn/news/459.html

应用实例

2023.07.28

光催化产业化整体解决方案

从1972年日本科学家藤岛昭发现光催化现象开始,光催化已经有五十年的发展历程。近些年,光催化研究也开始从实验室基础研究逐渐向产业化发展。由于传统的釜式反应器存在受光面积小,光催化剂受光不均匀,传热效率低且有放大效应等问题,难以实现光催化产业化应用。不同于传统的釜式反应器,平板式光化学反应装置结构呈扁平状,催化剂可均匀分散在板式反应器中。具有受光面积更大,光催化剂的光照均匀性更高,反应物与光催化剂的传质效率更高,放大效应小等优势,是光催化反应体系向户外应用转化的不二之选。但是当前大部分的研究工作都是在釜式反应器内完成,要实现釜式反应器向平板反应器的转化,需要考虑如下问题:1、光催化剂的固定方式及用量2、反应器的材质3、反应液浓度4、流速5、平板反应器内的传热问题6、床层厚度等然而常规的平板反应器体积较大,单次实验探索消耗的原料较多,不适用于初期的条件摸索,尤其是更换催化剂固定方式,反应器材质以及床层厚度等条件。 PLR-SPRL实验级光化学反应装置用于早期实验阶段的条件摸索,它的反应器体积小巧,常规款工作面积仅10×10 cm2,可选5×5、15×15、20×20、25×25 cm2。实验者可根据实验情况更换不同的反应器,逐步增大反应面积,得到放大过程中的传质、传热以及反应动力学数据。光催化剂固定方式对反应的影响为了适用于不同类型的光催化剂以及反应,通常需要选择不同材质的基板去固定光催化剂。常用的光催化剂固定基材有无纺布、碳纸、碳布、高硼硅玻璃和有机玻璃等。 材质 性能特征 无纺布 具有优异的孔隙结构和高比表面积,与光催化剂结合能力较强,有较好的承载能力且能提供较大的活性表面积 碳纸、碳布 具有良好的导电性,有利于光催化中光生电荷的分离,也可以用于电辅助的光催化反应体系 高硼硅玻璃 具有较好的透明度和机械强度,使用寿命更长,光催化剂的光吸收效率更高,尤其适用于有一定腐蚀性的反应(酸,碱及强氧化性条件) 有机玻璃 可以加工成不同的形状和尺寸,用于研究工艺对反应的影响  PLR-SPRL实验级光化学反应装置通过支撑块的设计,可匹配上述多种基材的固定,满足不同的实验场景需求。平板式反应器中的传质反应液在流过平板反应器时,如图所示会有层流运动和湍流运动。为了增大反应液和催化剂之间的传质,需要增大流体的纵向流动的速率。雷诺数Re是用于衡量流体流动状态的数值,对于非圆管流体流动,其计算公式如下:当Re>500时,流体开始由层流状态向湍流状态转变。以水为例,将其运动粘度V=0.013 cm2/s代入10×10 cm2平板反应器计算可得,当v>8000 mL/min后,Re>500,即当平板反应器在正常实验条件下(0~200 mL/min)是处于层流运动状态。 为了改善平板反应器内部的传质问题,PLR-SPRL实验级光化学反应装置将流体层厚度dL限定在3 mm以内,减小反应物向光催化剂床层的扩散距离。同时将平板反应器倾斜放置,流体从底部进入反应器内。一方面可以增大光催化剂的光照面积以及光照强度,另一方面通过流体向下的重力以及与床层的摩擦阻力来扰动流体,增大反应物向光催化剂床层扩散的概率,实现低流速下较高的传质效率。 对于传质效率低或者反应速率较低的光催化反应,PLR-SPRL实验级光化学反应装置还可进行密闭反应,或者通过储液罐和循环泵实现反应液多次流入平板反应器内,通过时间累计来计算光催化剂的活性,随着工艺的优化和产量的提高,可逐步切换为连续流模式进行光催化剂的活性计算。平板式光催化反应的放大验证在实验级平板反应器获得如光催化剂负载量的优化、流速的优化及反应器材质选择等合适的参数之后,还需要在大面积的平板式反应器上进行放大验证才能用于规模化量产。但是在实际放大生产时还需要考虑如下问题:1. 传热的影响实验室所用的平板反应器可通过冷却系统,如循环水、冰浴等方式及时带走,对反应影响很小。但反应体系放大后,这种热量的及时移走就变得不容易,极易影响反应进行的方向;2. 反应效率平板反应器面积的增大会影响反应的总停留时长,传质效率也会变化,从而影响反应效率及产量;3. 负载工艺将反应工艺放大时,光催化剂负载基板面积会相应变大,其耐压性和稳定性都会发生相应的变化,光催化剂的负载工艺以及负载基板的固定结构都需要做出一定的调整以满足大尺寸的反应需求;4. 动力循环系统反应器体积增大也会同时增大单位时间内反应液的处理量,其相应匹配的动力循环系统如循环泵、输送管道及储液泵等都需要做出相应的放大处理,以保证足够的循环效率,减少结构上的动力损耗,降低成本。 PLR-SPRF小试级平板式光化学反应装置推出了三个尺寸(40×40、60×60和80×80 cm2)的大尺寸平板反应器,其最大有效受光面积可达0.5 m2,而且可以将两块平板反应器通过快速接头串联组成受光面积为1 m2的平板反应器。针对不同尺寸的平板反应器,泊菲莱科技在反应器结构以及光催化剂基材固定结构上都做了相应的调整。在传质效率的优化上,PLR-SPRF小试级平板式光化学反应装置在反应器的进液和出液口都设置了相应的扰流结构,反应器的流体层厚度也预留1~5 mm的可调空间,以减小反应器放大过程对传质效率的影响。针对不同尺寸规格的反应器,PLR-SPRF小试级平板式光化学反应装置通过计算反应器的持液量,优化了其配套的储液罐、输液泵、流量计及输送管道的长度与尺寸。平板式反应器的量产放大在放大实验确认最终反应条件之后,就可以将最大尺寸(80×80 cm2,有效受光面积0.5 m2)的光反应器进行串联或者并联实现规模化的量产。 PLR-SPRG量产级光化学反应装置用于光催化规模化量产。该装置由反应模块、液体驱动模块、气-液分离模块和检测控制模块组成。采用PLC一体机控制,通过点击触控屏幕即可实现对反应过程量的监测和调节,可监测和调节参数包括反应体系溶液状态监测,如反应流量、反应压力、溶液pH、ORP(Oxidation-Reduction Potential)等。同时,兼具反应条件控制量监测,如反应液体总流量、反应单元流量、压力等。  PLR-SPR系列平板式光化学反应装置 参数 PLR-SPRL实验室级 PLR-SPRF小试级 PLR-SPRG量产级 反应器尺寸 10×10 cm ²,可选5×5、15×15、20×20、25×25 cm ² 0.1 m ²,可选0.25、0.5 m ² 0.5 m ²,可选5 m ²、10 m ² 反应流量 0~1 L/min 5~10 L/min 25~120 L/min 储液池 0.2~0.8 L 10 L 10~1000 L 支架单元 桌面型 落地型 户外型 管路 PU管、四氟管、不锈钢管、PPR管 不锈钢管 不锈钢管 应用场景 室内/户外 室内/户外 户外 所需面积 桌面2m ² 地面5~10m ² 地面10~100m ² 应用领域 光催化:光催化分解水、液态阳光、光催化污水降解光电催化:光伏光电催化分解水 摘自:https://www.perfectlight.cn/Scene/detail/id/461.html

应用实例

2023.07.28

2023年7月到8月份不能错过的6大学术会议

1、中国化学会第二十一届全国催化学术会议 主办单位中国化学会催化专业委员会共同主办:云南大学、昆明理工大学 会议时间2023年7月21日-25日 会议地点云南昆明呈贡区景明南路727号 会议主题催化创造美好生活 会议主要内容会议聚焦催化科学在化工、能源、环境、材料、生物、制药、分析等领域的前沿技术发展和基础研究。重点涉及催化剂制备科学与技术、催化理论与先进表征技术、纳米原子催化、能源与低碳催化技术、工业催化、精细化学品合成及绿色催化、光电催化、环境催化、生物质催化转化与新催化反应与工程等。 2、第十七届全国太阳能光化学与光催化学术会议 主办单位中国可再生能源学会光化学专业委员会内蒙古大学化学化工学院 大会名誉主席李灿院士付贤智院士赵进才院士 会议时间2023年7月28日-31日 会议地点呼和浩特新城宾馆 3、中国化学会第十八届全国光化学学术讨论会 主办单位中国化学会光化学专业委员会共同主办:吉林大学 会议时间2023年8月3日-6日 会议地点吉林省长春市前进大街2699号 会议主席吴骊珠 会议主要内容超分子光化学;光化学合成;太阳能光化学;生物光化学;环境和大气光化学;理论光化学;光谱学;光功能材料;光催化与表界面化学;感光化学及其它与光化学、光物理、光生物相关的交叉前沿学科。 4、第六届中国(国际)能源材料化学研讨会 主办单位山东大学 会议时间2023年8月10日-8月12日 会议地点山东省济南市喜来登酒店(历下区龙奥北路8号) 会议主题绿色能源&可持续发展材料化学 会议主要内容能源储存、能源催化、纳米与团簇能源材料、太阳能转化与氢能利用、能源电化学表征与模拟、溶剂热合成功能材料与能源应用等。 5、中国化学会第二届全国二氧化碳资源化利用学术会议   主办单位中国化学会绿色化学专业委员会 会议时间2023年8月14日-8月17日 会议地点甘肃兰州 会议主要内容二氧化碳捕集与分离、二氧化碳原理与应用、二氧化碳光(电)催化转化、二氧化碳电催化转化、二氧化碳多相催化转化、二氧化碳均相催化转化、二氧化碳基聚合物和二氧化碳化工等多个主题。 6、第十五届华北地区五省市化学学术研讨会 主办单位华北五省市化学会联合主办 会议时间2023年8月16日-8月21日 会议地点呼伦贝尔市(海拉尔) 会议主题低碳绿色化学助力蓝天白云绿水青山 会议主要内容能源化学、材料化学、稀土资源与利用、合成与组装化学等。摘自:https://www.perfectlight.cn/news/460.html

企业动态

2023.07.24

光催化产业化整体解决方案

从1972年日本科学家藤岛昭发现光催化现象开始,光催化已经有五十年的发展历程。近些年,光催化研究也开始从实验室基础研究逐渐向产业化发展。由于传统的釜式反应器存在受光面积小,光催化剂受光不均匀,传热效率低且有放大效应等问题,难以实现光催化产业化应用。不同于传统的釜式反应器,平板式光化学反应装置结构呈扁平状,催化剂可均匀分散在板式反应器中。具有受光面积更大,光催化剂的光照均匀性更高,反应物与光催化剂的传质效率更高,放大效应小等优势,是光催化反应体系向户外应用转化的不二之选。但是当前大部分的研究工作都是在釜式反应器内完成,要实现釜式反应器向平板反应器的转化,需要考虑如下问题:1、光催化剂的固定方式及用量2、反应器的材质3、反应液浓度4、流速5、平板反应器内的传热问题6、床层厚度等然而常规的平板反应器体积较大,单次实验探索消耗的原料较多,不适用于初期的条件摸索,尤其是更换催化剂固定方式,反应器材质以及床层厚度等条件。 PLR-SPRL实验级光化学反应装置用于早期实验阶段的条件摸索,它的反应器体积小巧,常规款工作面积仅10×10 cm2,可选5×5、15×15、20×20、25×25 cm2。实验者可根据实验情况更换不同的反应器,逐步增大反应面积,得到放大过程中的传质、传热以及反应动力学数据。光催化剂固定方式对反应的影响为了适用于不同类型的光催化剂以及反应,通常需要选择不同材质的基板去固定光催化剂。常用的光催化剂固定基材有无纺布、碳纸、碳布、高硼硅玻璃和有机玻璃等。材质性能特征无纺布具有优异的孔隙结构和高比表面积,与光催化剂结合能力较强,有较好的承载能力且能提供较大的活性表面积碳纸、碳布具有良好的导电性,有利于光催化中光生电荷的分离,也可以用于电辅助的光催化反应体系高硼硅玻璃具有较好的透明度和机械强度,使用寿命更长,光催化剂的光吸收效率更高,尤其适用于有一定腐蚀性的反应(酸,碱及强氧化性条件)有机玻璃可以加工成不同的形状和尺寸,用于研究工艺对反应的影响 PLR-SPRL实验级光化学反应装置通过支撑块的设计,可匹配上述多种基材的固定,满足不同的实验场景需求。平板式反应器中的传质反应液在流过平板反应器时,如图所示会有层流运动和湍流运动。为了增大反应液和催化剂之间的传质,需要增大流体的纵向流动的速率。雷诺数Re是用于衡量流体流动状态的数值,对于非圆管流体流动,其计算公式如下:当Re>500时,流体开始由层流状态向湍流状态转变。以水为例,将其运动粘度V=0.013 cm2/s代入10×10 cm2平板反应器计算可得,当v>8000 mL/min后,Re>500,即当平板反应器在正常实验条件下(0~200 mL/min)是处于层流运动状态。 为了改善平板反应器内部的传质问题,PLR-SPRL实验级光化学反应装置将流体层厚度dL限定在3 mm以内,减小反应物向光催化剂床层的扩散距离。同时将平板反应器倾斜放置,流体从底部进入反应器内。一方面可以增大光催化剂的光照面积以及光照强度,另一方面通过流体向下的重力以及与床层的摩擦阻力来扰动流体,增大反应物向光催化剂床层扩散的概率,实现低流速下较高的传质效率。 对于传质效率低或者反应速率较低的光催化反应,PLR-SPRL实验级光化学反应装置还可进行密闭反应,或者通过储液罐和循环泵实现反应液多次流入平板反应器内,通过时间累计来计算光催化剂的活性,随着工艺的优化和产量的提高,可逐步切换为连续流模式进行光催化剂的活性计算。平板式光催化反应的放大验证在实验级平板反应器获得如光催化剂负载量的优化、流速的优化及反应器材质选择等合适的参数之后,还需要在大面积的平板式反应器上进行放大验证才能用于规模化量产。但是在实际放大生产时还需要考虑如下问题:1. 传热的影响实验室所用的平板反应器可通过冷却系统,如循环水、冰浴等方式及时带走,对反应影响很小。但反应体系放大后,这种热量的及时移走就变得不容易,极易影响反应进行的方向;2. 反应效率平板反应器面积的增大会影响反应的总停留时长,传质效率也会变化,从而影响反应效率及产量;3. 负载工艺将反应工艺放大时,光催化剂负载基板面积会相应变大,其耐压性和稳定性都会发生相应的变化,光催化剂的负载工艺以及负载基板的固定结构都需要做出一定的调整以满足大尺寸的反应需求;4. 动力循环系统反应器体积增大也会同时增大单位时间内反应液的处理量,其相应匹配的动力循环系统如循环泵、输送管道及储液泵等都需要做出相应的放大处理,以保证足够的循环效率,减少结构上的动力损耗,降低成本。 PLR-SPRF小试级平板式光化学反应装置推出了三个尺寸(40×40、60×60和80×80 cm2)的大尺寸平板反应器,其最大有效受光面积可达0.5 m2,而且可以将两块平板反应器通过快速接头串联组成受光面积为1 m2的平板反应器。针对不同尺寸的平板反应器,泊菲莱科技在反应器结构以及光催化剂基材固定结构上都做了相应的调整。在传质效率的优化上,PLR-SPRF小试级平板式光化学反应装置在反应器的进液和出液口都设置了相应的扰流结构,反应器的流体层厚度也预留1~5 mm的可调空间,以减小反应器放大过程对传质效率的影响。针对不同尺寸规格的反应器,PLR-SPRF小试级平板式光化学反应装置通过计算反应器的持液量,优化了其配套的储液罐、输液泵、流量计及输送管道的长度与尺寸。平板式反应器的量产放大在放大实验确认最终反应条件之后,就可以将最大尺寸(80×80 cm2,有效受光面积0.5 m2)的光反应器进行串联或者并联实现规模化的量产。 PLR-SPRG量产级光化学反应装置用于光催化规模化量产。该装置由反应模块、液体驱动模块、气-液分离模块和检测控制模块组成。采用PLC一体机控制,通过点击触控屏幕即可实现对反应过程量的监测和调节,可监测和调节参数包括反应体系溶液状态监测,如反应流量、反应压力、溶液pH、ORP(Oxidation-Reduction Potential)等。同时,兼具反应条件控制量监测,如反应液体总流量、反应单元流量、压力等。 PLR-SPR系列平板式光化学反应装置参数PLR-SPRL实验室级PLR-SPRF小试级PLR-SPRG量产级反应器尺寸10×10 cm ²,可选5×5、15×15、20×20、25×25 cm ²0.1 m ²,可选0.25、0.5 m ²0.5 m ²,可选5 m ²、10 m ²反应流量0~1 L/min5~10 L/min25~120 L/min储液池0.2~0.8 L10 L10~1000 L支架单元桌面型落地型户外型管路PU管、四氟管、不锈钢管、PPR管不锈钢管不锈钢管应用场景室内/户外室内/户外户外所需面积桌面2m ²地面5~10m ²地面10~100m ²应用领域光催化:光催化分解水、液态阳光、光催化污水降解光电催化:光伏光电催化分解水源自:https://www.perfectlight.cn/Scene/detail/id/461.html

企业动态

2023.07.20

泊菲莱“D75标准LED光源棉花分级室模拟昼光照明系统”为棉花分级确认树立更高标杆!

国内首家!泊菲莱“D75标准LED光源棉花分级室模拟昼光照明系统”为棉花分级确认树立更高标杆!自2023年5月1日起,将正式实施由国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会颁布的全新国家标准——GB/T 13786-2022《棉花分级室的模拟昼光照明》。GB/T 13786-2022《棉花分级室的模拟昼光照明》的主要起草单位有中国纤维质量监测中心、德州市纤维检验所、山东省纤维质量监测中心、河北省纤维质量监测中心、新疆维吾尔自治区纤维纺织产品质量监督检验研究中心、中国科学院半导体研究所、北京泊菲莱科技有限公司、北京出入境检验检疫协会。北京泊菲莱科技有限公司参与制定了本次国家标准,凭借强大的综合开发实力,率先成为参与棉花分级国家标准起草的企业,光学行业领先的开发地位再一次得到权威认可。棉花颜色级分级是按照标准确定棉花质量等级的一项重要工作,是基于外观,用视觉感官检验棉花样品的颜色指标来完成的,是棉花检验员根据标准将棉花各相关颜色影响因素整合到棉花颜色级的过程。GB/T 13786-2022《棉花分级室的模拟昼光照明》这一国家标准,是棉花质检实验室环境搭建的核心环节之一,是对质检结果有绝对影响的质检要素,本次国家标准的制订核心就是为了提高近30年来棉花分级质检过程中的标准,改良质检环境与棉花出品质量。本次国家标准的优化过程中,对分级室必备的D75环境光源制订的新标准,正是基于泊菲莱科技独家开发制造的“D75标准LED光源棉花分级室模拟昼光照明系统”所制订的。本产品同时获得2项实用新型专利和欧盟CE认证。CE认证是欧盟对电子电器类产品的强制要求,属于强制性认证,凡是出口到欧盟的产品必须要通过CE认证,且产品上必须要有CE标志,才能在欧盟市场上销售。两项实用新型专利的获得不仅体现了泊菲莱强大的特种光源研发能力,而且泊菲莱成功通过欧盟CE的RED(Radio Equipment Directive)、EMC(Electro Magnetic Compatibility)、LVD(Low Voltage Directive)、RoHS(Restriction of Hazardous Substances)四项认证,更说明泊菲莱的产品已经被全世界广泛认可!作为中国专业化和商业化光化学实验室装备领域的创领者,泊菲莱科技已构建起系统技术创新、开发合规管理、资源规划优化和项目高效实施等全维度开发能力体系,并在产业化应用中形成大中小微全序列产品覆盖,尤其在光催化及实验室科研领域形成了全场景解决方案,并通过模式创新、渠道建设、服务优化,加强业务布局,实现全面领跑。泊菲莱科技行业领先的开发地位获得了不同机构的认可,此前泊菲莱科技作为牵头单位参与了国家标准《光催化材料及制品空气净化性能的试验方法-氮氧化物的去除》的制定,该标准已于2021年7月开始实施。未来,泊菲莱科技将紧紧聚焦光化学实验室装备开发赛道,以成就客户为中心,打造更多“高精度、高标准”的产品,提供更加极致的服务,为客户创造长期、稳定、更大价值,推动行业进步!

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2023.05.09

第七届光催化中青年学者论坛在长春召开

4月26日,第七届光催化中青年学者论坛暨中国感光学会光催化专业委员会2023年学术年会在吉林长春开幕。 本次大会以“新征程 新篇章”为主题,为广大致力于光催化科学技术研究的中青年学者提供一个交流探讨、展示成果的机会,同时为促进光催化行业产学研结合提供平台。中国的光催化材料研究目前在国际上处于领先地位。在新材料的研究上,创造了许多带有中国印记的材料体系。在应用上,目前关注的能源和环境问题,光催化材料的特性在这两个问题的解决上都有其优势,因此受到广泛关注。吉林师范大学校长杨小天教授、白城师范学院校长车广波教授、清华大学朱永法教授、中国科学院理化技术研究所张铁锐研究员等出席了本次会议的开幕式,黄柏标教授、肖文精教授、章福祥教授分别作了大会报告。 黄柏标教授在题为“光电催化材料的探索和系统构建”的报告中介绍了其课题组“探索的新型表面等离子体光催化剂、红外光光催化剂、极性光催化剂以及钙钛矿光催化剂,同时搭建了基于太阳能电池-光电化学池,实现了太阳能到氢能和太阳能到化学能的高效转化”等相关工作。肖文精教授在题为“可见光诱导的可控自由基反应及相关合成转化”的报告中详细介绍了其课题组围绕可见光诱导的光氧化还原催化、原子转移以及能量转移等三个方面开展了探讨,发展了可见光诱导的环加成反应、羰基化反应、氧化反应及相关的不对称催化过程,并成功将这些反应应用于多种复杂和功能化合物的合成,展现出良好的催化合成价值和潜在的工业应用前景。 章福祥教授在题为“面向碳中和的能源光催化”的报告中简要介绍光催化全分解水制氢、二氧化碳还原等过程中的基本科学与挑战,结合实例分享最近几年在围绕几类具有宽光谱捕光的无机半导体开展人工光合作用研究,期间发展了一些促进电荷分离的实验方法与策略,以期能激发同行对该能源光催化研究领域的思考和讨论, 最终服务好国家的碳中和目标。本次会议还设有四个分会场,分别为能源光催化、环境光催化、光化学合成及研究生报告专场。  北京泊菲莱科技有限公司作为本次会议特邀展商,在现场展出了多款新品和明星产品。大会正在进行,精彩仍在继续,热烈欢迎各位老师莅临长春凯悦酒店的会议现场参观指导,泊菲莱科技将为您提供超乎预期的产品、服务,及解决方案。本文素材来源https://www.perfectlight.cn/news/detail-144.html

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2023.04.28

5月国家标准GB/T 13786-2022《棉花分级室的模拟昼光照明》即将发布,你不知道的是..

随着科技的不断发展,各行各业的标准和规范也在不断升级。最近,我国即将于2023年5月1日实行一项新的标准GB/T 13786-2022《棉花分级室的模拟昼光照明》,这对棉花科研乃至棉花种植行业的发展将产生深远的影响。你真的认识棉花吗?如果根据颜色分类,有白棉、黄棉、灰棉和彩棉。目前市场上主要用的都是白棉,黄棉和灰棉因为质量不佳,基本无人使用。而彩棉是利用远缘杂交、转基因等生物技术培育而成,具备原有棉花的优点,但是色牢度不够,目前仍需要进行遗传观察。品级品级是指棉花品质的级别,是根据棉花的成熟程度、色泽特征和轧工质量来划分的,目前细绒棉分为一到七级,长绒棉分为一到五级,品级标准级是3级。颜色级颜色级是用以评判棉花颜色的类型和级别的指标,其中类型依据黄色深度(+b)确定,级别根据明暗程度(Rd)确定,分为4个类型共13个颜色级,分别是白棉一至五级,淡点污棉一至三级,淡黄染棉一至三级,黄染棉一至二级,其中白棉三级为标准级。什么是棉花分级室?什么是D75光源?棉花分级室又叫“棉花质量检验实验室”,其中实验室内的大容量棉纤维测试仪由5个独立的基本组件组成,即长度/强力组件、马克隆组件、颜色组件、杂质组件和终端组成,其检验项目多、速度快、样本容量大和数据正确性高、客观性强的特点,可在40秒内对一份样品棉纤维的长度、断裂比强度、断裂伸长率、马克隆值、色特征度(反射率和黄度)等多项指标进行测试。为了对每一只棉花样品进行科学、准确定级,国内外棉花标准或政府机构要求用模拟昼光实验室对棉花进行分级,而且整个分级室不应有眩光和交叉照明。因此,棉花实验室如果安装有带玻璃的门和窗户,必须安装能完全遮光且颜色灰度值为N8.5、不反光的窗帘。在开始检验工作前,需要关闭门窗,并将窗帘全部拉下,以确保分级室整个环境色符合《棉花分级室的模拟昼光照明》标准相关要求。棉花颜色级分级是按照标准确定棉花质量等级的一项重要工作,是基于外观,用视觉感官检验棉花样品的颜色指标来完成的,是棉花检验员根据标准将棉花各相关颜色影响因素整合到棉花颜色级的过程。D75就是一种模拟北方平均太阳光的标准光源,其色温为7500 K。因日光随气候和时间而异,其光源色温在5500~7500 K间变化。色温即光源色品质量的表征。光源的色品质量,也就是说要了解一个光源的光的色相倾向和色饱和程度。在技术上,我们用色温(K)来表示光源的色品质。对于色温与光源的色品质,可以有这样认为,色温越高,光越偏冷,色温越低,光越偏暖。简单来说,D75也是一种模拟日光的标准光源。与国内常用的D65、D50主要就是色温的差别。“棉花分级室模拟昼光照明”是使用人工照明单元模拟北纬地区适度多云情况下的理想日光条件,在棉花分级室内实现尽可能接近在自然光线下棉花所呈现的颜色。因此,棉花分级室的照明质量是棉花颜色级感官评定的重要影响因素。棉花分级室模拟昼光照明不仅要均匀稳定,而且要尽可能符合接近理想日光条件下的光谱功率分布、色温、显色性等技术指标条件。由于棉花分级室的照明质量是棉花颜色级感官评定的重要影响因素,因此实验室光源的要求就变得格外重要与严格,对棉花分级室的光照要求也越来越高。现行标准为GB/T 13786-1992《棉花分级室的模拟昼光照明》,发布日期是1992年11月4日,实施日期为1993年6月1日,距离本次新标准发布已经过去了近30年,应用相当广泛。为了提高棉花质检水平,全国纤维标准化技术委员会(SAC/TC513)在积极征求行业意见的基础上,制定了GB/T 13786-2022《棉花分级室的模拟昼光照明》。其中最大的不同就是“光照强度”部分:由原先的“工作表面上(从分级区的中心到边界)的光照度应在(750±100) lx范围内。但光照度在650到1000 lx范围内也可以使用。”改为“棉花颜色级分级工作区域(从分级台中心到边缘)的光照强度应在(1100±100) lx范围内。照度均匀度应不低于0.8。”这对光源的要求将是一个迭代式的跃进,不仅提高了对光源光照强度的要求,更是着重关注光源散射后的稳定性与均匀性。新增了一系列更为具体的照明单元安装方式要求,使光源及其发光设备都需要进行迭代升级,对环境色的要求也进行了提高。2023年5月1日,该规则将正式施行,那么光源设备的更换就是现在迫在眉睫的头等大事!D75标准光源箱为国际照明委员会(CIE)规定的一系列标准光源中的一种,模拟北向昼光,主要应用于棉花分级室。棉花分级对于光源(照明灯具)有特殊要求,需满足GB/T 13786-2022《棉花分级室的模拟昼光照明》标准。北京泊菲莱科技有限公司参与制定的国家标准GB/T 13786-2022《棉花分级室的模拟昼光照明》,于2022年10月由国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会正式颁布,并将于2023年5月1日实施。这项新标准正是参考泊菲莱“D75标准LED光源棉花分级室模拟昼光照明系统”这一产品进行标准化量定的,也就是说,泊菲莱“D75标准LED光源棉花分级室模拟昼光照明系统”就是新版标准的首发标准品。这项标准的颁布充分展示了泊菲莱科技作为“棉花分级室模拟昼光照明系统”制造标杆企业的技术实力和行业领先地位。泊菲莱科技D75标准LED光源棉花分级室模拟昼光照明系统关键特征● 精准/稳定采用LED灯珠光源,超越D75光源国家标准,无光谱杂峰显色更精准、更稳定!● 光强选择一键由心具有高显色力指数并加入调节光强度遥控设施,一键调节光强,不惧衰减更贴心!● 照度翻倍强劲常见光源灯管观察面照度750±100 lx,LED光源灯可达750~1600 lx照度更突出!● 四倍使用寿命常见灯光光源在使用2000~3000 h后产生衰减,LED光源灯可达12000 h!● 舒适/高效告别荧光光源频闪困扰,大幅度降低检测人员工作疲劳度,检验时间舒适更高效!产品参数● 照度E(lx) 1152.18● 色温(K) :7525● 相关色温(K):7550● 显色指数Ra:99.2泊菲莱科技“D75标准LED光源棉花分级室模拟昼光照明系统”可以满足棉花分级室模拟昼光照明所需的照明质量、光照强度、照明条件、照明单元等技术要求,实现所需的环境色,并提供照明设备的维护技术。这些全新技术条件可以保障在棉花分级室内的棉花颜色级分级工作(包括皮辊加工细绒棉品级分级工作)尽可能在接近理想日光条件下完成。您可拨打电话400-116-1365了解更多产品详情!本文来源:https://www.perfectlight.cn/news/detail-143.html

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2023.04.27

2023光催化国际百位学者(中国)论坛正在进行时,泊菲莱科技参会

2023光催化国际百位学者(中国)论坛于4月7-10日在北京西郊宾馆举行。该会议是由中国感光学会光催化专业委员会承办,为中国科协“2022年度全国学会分支机构发展专项”项目。会议以“光催化国际化”为主题,邀请了100位国内、国外光催化研究领域的学者做专场报告,共同搭建光催化学术国际交流高品质平台,提升我国光催化研究领域的国际地位。会上,李灿院士和吴骊珠院士分别作了大会报告。李院士报告题目为《光催化和光电催化水氧化探索研究》。吴院士报告题目为《人工光合成》。北京泊菲莱科技有限公司作为本次会议特邀展商,在现场展出了20余款产品。新品PLS-SME300E H1氙灯光源,该光源可广泛应用于光催化分解水制氢/氧、光催化全分解水、光催化CO2还原和光催化降解污染物等研究领域。可实现高能量密度、长时间连续照射,可配合多种反应系统,完成固、液、气相的在线及离线分析实验。其最大光功率密度可达4200 mW/cm2,是普通300 W氙灯光源光功率密度的2倍。新品PLR-RP系列光热催化反应评价装置,装置配备了独有的创新环照式反应器,将催化剂装填在光源四周,有效地将催化剂受光面积由平面照射的0.3 cm2大幅提升至约20 cm2,提升了近70倍。此款装置主要应用于催化剂材料气氛烧结、催化剂材料的活性评价、气固相光热催化反应、气体污染物的光热催化降解等领域。除了新品外,现场还展出了多款明星产品,会议期间,泊菲莱科技展位现场咨询火爆,前来观展的老师络绎不绝。北京泊菲莱科技有限公司创立于2006年,是集研发、生产、销售、服务于一体的国家级高新技术企业,致力于开发智能化、高精度、高性能的高科技设备企业。泊菲莱科技拥有多种自主知识产权,现已应用于新能源、药物合成、精细化工等各类科研领域,在立足于国内市场的同时,多款产品也远销海外。泊菲莱科技荣获国家级高新技术企业、中关村高新技术企业、2020年北京市第一批“专精特新”企业等称号,企业通过ISO9001质量管理体系认证,符合GB/T27922-2011《商品售后服务评价体系》五星级标准。大会正在进行,精彩仍在继续,热烈欢迎各位老师莅临现场参观指导,泊菲莱科技将为您提供超乎预期的产品、服务,及解决方案。

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2023.04.10

第十六届固态化学与无机合成学术会议在北京召开

中国化学会固态化学与无机合成学术会议是中国化学会的重要系列学术活动之一,由中国化学会无机化学学科委员会主办,每两年召开一次。 第十六届固态化学与无机合成学术会议于3月13日至15日在北京国际会议中心召开。本届会议的主题是“新颖结构与精准合成”,会议全面总结、展示了我国固态化学与无机合成领域最新的研究进展和成果,深入探讨了固态化学与无机合成所面临的机遇、挑战和未来发展方向,推动学科的发展与进步,加强科研合作与成果转化,促进固态化学与无机合成在能源、环境、催化、生命等重要领域的应用。本届会议围绕会议主题设置了形式多样的成果交流方式:设立了由固态化学及光、电、磁功能材料,纳米与低维无机固体,MOFs与无机多孔材料,能源、环境与催化化学,生物无机与仿生材料,无机合成与制备化学六个传统议题和一个青年论坛组成的七个分会; 设立了原子催化及相关固态化学问题,石墨炔合成与应用,稀土固态化学与材料化学,无机固体的先进表征方法,原子分子器件的化学基础,中空无机固体的合成化学、化学医学前沿交叉七个前沿热点论坛; 还组织了CCS Chemistry论坛,高等学校化学学报前沿论坛,RSC化学前沿论坛,Angewandte Advances前沿交叉论坛,Chem论坛五个期刊论坛。会议采取大会报告、主题报告、邀请报告、口头报告和墙报展示等交流模式,还安排了学术期刊、学术机构和相关企业的仪器、产品展。北京泊菲莱科技有限公司作为本次会议特邀展商,在现场展出了多款新品和明星产品。会议期间,泊菲莱科技展位现场咨询火爆,前来观展的老师络绎不绝。大会正在进行,精彩仍在继续,热烈欢迎各位老师莅临现场参观指导(中国国际会议中心3层03展位),泊菲莱科技将为您提供超乎预期的产品、服务,及解决方案。本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/news/detail-135.html

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2023.03.14

光催化CO2还原机理研究中的光源选择

现阶段光催化CO2还原研究中存在的主要科学问题之一是缺乏大量反应机理研究,还原产物的选择性难于调控[1, 2]。光催化CO2还原反应涉及多种反应路径和复杂的中间体[3]。因此,反应机理研究有助于对光催化CO2还原复杂的反应动力学问题的深入理解,也有助于合理设计高活性和高选择性的光催化剂[4]。目前光催化CO2还原反应机理研究主要通过原位表征技术确定反应中间体和催化活性中心[4],主要涉及的原位表征技术主要包括原位电子顺磁共振(EPR)、原位漫反射紫外-可见光谱(UV-vis)和原位红外光谱(DRIFTS)[5-7],其中原位红外光谱(DRIFTS)最为常见[8-13]。原位红外漫反射反应池主要由三个窗口组成,其中两个窗口的材质为ZnSe或KBr,用于红外光的入射和反射;第三个窗口材质为SiO2,用于光输入,结构如图1所示。图1. 原位红外漫反射反应池示意图为了真实还原反应过程,原位红外光谱测试使用光源的光谱和光强尽量与活性评价所使用的光源一致,一般采用氙灯光源。然而,氙灯光源的灯箱体积比较大,不易在狭小空间内移动,致使在进行原位红外测试时,空间受限严重。泊菲莱科技在Microsolar300 氙灯光源的基础上新增PLS-300 光纤组件,可将光通过光纤改变方向后射入反应池体。输出光斑尺寸合适,出光口光斑直径5 mm;占用空间小,使用便捷。石英光纤和液芯光纤两种选型,具体参数见表1.表1.光纤规格参数具体使用场景示意图如图2所示。除此之外,为了满足高强度均匀光的实验需求,泊菲莱科技还开发设计了PLS-FX300HU高均匀性一体式氙灯光源,在光纤出口增加调焦镜筒,用于汇聚光线以提高输出光光功率密度,最大输出光功率密度≥700 mW/cm2。调焦镜筒亦可用于调节光斑大小,方形光斑尺寸10×10~50×50 mm2连续可调,使光斑完全覆盖催化剂工作区域,其输出光斑的均匀性高,可达A级太阳模拟器要求,是光电催化研究的专用氙灯光源。具体使用场景示意图及客户现场图如图3、图4。图3. PLS-FX300HU高均匀性一体式氙灯光源与原位红外漫反射反应池使用场景示意图图4. PLS-FX300HU高均匀性一体式氙灯光源与原位红外漫反射反应池客户现场图[14]以上内容均来源于泊菲莱科技官网。更多详情https://www.perfectlight.cn/technology/detail-66.html

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2023.02.09

新年新策,泊菲莱科技2023年论文奖励政策请知悉!

n泊菲莱科技自2017年启动论文奖励计划至今已6年有余,期间得到了众多科研工作者的大力支持,公司产品在数千篇高水平论文中被引用,累计发放奖金已破60万元。  多款热销产品如Labsolar-6A全玻璃自动在线微量气体分析系统、PLS-FX300HU高均匀性一体式氙灯光源、MCP-WS1000光化学工作站等,多次被Nature、Nature Energy、JACS、Angew和AM等高水平杂志使用,申请者所从事的研究方向也是不尽相同,涉及光催化分解水制氢、光/光电催化CO₂还原、光合成、光催化降解、光热催化、海水纯化和光化学固氮等多个研究领域。为推动科学事业的发展,感谢各位科研工作者对泊菲莱科技工作的支持,泊菲莱科技将在2023年持续推进论文奖励计划,奖励总金额为十万元整。  希望各位科研工作者使用泊菲莱科技产品发出更多、更优秀的文章,现公布论文奖励政策如下:奖励规则1.文章(正文或SI)中必须写清产品名称及型号,并包含公司名称“Beijing Perfectlight Technology Co., Ltd.”或“Beijing Perfectlight”,请务必写清产品型号和正确的公司名称; 2.申请者需为申请奖励文章的第一作者(共一作者中的第一位)或通讯作者,且每篇文章只能申请一次,同一篇文章通讯作者与第一作者同时申请时,以通讯作者的申请为准,相同第一作者只可以申请2篇/年,超过2篇不再受理,相同通讯作者只可以申请5篇/年,超过5篇不再受理;3.所有申请合格的文章均需撰写推广文章用于微信公众号“泊菲莱科技”中宣传,且为原创,若提供的推广文章为非原创,则需提供文章讲解视频; 4.务必无任何同行业其他公司的相关产品信息,奖励列表中同类型产品均包含在内;5.所含图片要求:可明确看出是泊菲莱科技产品的图片,示意图和无法明确看出的图片无法通过审核;6.IF值以online时的实时IF为准;7.Online时间有效期起止日期为2023年1月1日至2023年12月31日;8.审核时间:online前申请3~5个工作日,online后申请20个工作日,扫码提交申请后,在审核时间内等待复审邮件通知,注意扫码时信息填写的准确性,以所填写的信息为初审条件。奖励标准凡在杂志发表含泊菲莱科技系列产品的文章奖励标准如下:奖励通道*本政策最终解释权归北京泊菲莱科技有限公司所有。本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/news/detail-133.html

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2023.01.10

新品推荐-PLR-RP系列光热催化反应评价装置

传统化学反应主要是通过加热的方式活化反应物,为体系提供跨越热力学能垒的能量,促使反应物向产物的转化。在热催化体系中,反应物分子在催化剂表面吸附活化,改变化学反应路径、从而降低反应活化能使反应容易进行。而光催化则是利用光子的能量来催化反应,反应机理和路径与热催化截然不同,反应条件温和,易操作。近几年来,伴随着催化研究的逐渐深入,科学家们发现光热协同催化既可以提高催化反应的效率,又能将低密度的太阳能转变为高密度的化学能,两者的有效结合可以超越单独热催化和光催化所能达到的效果,而且通过改变反应条件,可以调控反应的活性和选择性,在能源和环境领域具有不可估量的价值,是当前新型催化技术的研究焦点。泊菲莱科技推出PLR-RP系列光热催化反应评价装置为系统研究光热催化反应提供了平台,创新的石英柱导光方式以及反应器设计,提高了光源的辐照效率以及催化剂的吸光面积,满足光热协同催化下气固相反应的需求。应用领域    ▲特别适用   ●较为适用  ○可以使用▲ 催化剂材料气氛烧结▲ 催化剂材料的活性评价▲ 气固相光热催化反应▲ 气体污染物的光热催化降解适用的反应类型▲ 甲烷重整制氢▲ 二氧化碳还原▲ 甲烷/二氧化碳重整▲ 甲烷偶联▲ 乙烷脱氢▲ 费托合成▲ VOCs光热催化降解▲ 大气中NOx以及SO2的转化机理研究关键特征全新的光照系统,提升光的利用效率PLR-RP系列光热催化反应评价装置采用石英光柱结合系统,让光源直达炉芯,减少光传输过程损失,更大程度上增加光照效率。灵活多变的光柱设计和石英反应器类型可充分配合催化剂的装填方式,让每一束光都能从外部以高效率照射到催化剂表面,大大提升了光热系统中光源利用效率。与斜照和侧照模式相比,平照式催化剂受光面积更大,催化剂受光的均匀性更好,还能实现反应物穿透催化剂的反应模式,让催化剂对光的吸收效率和底物的吸附效率同时达到最优。为了进一步提高光热催化转化效率,PLR-RP系列光热催化反应评价装置配备了独有的创新环照式反应器,将催化剂装填在光源四周,有效地将催化剂受光面积由平面照射的0.3 cm2大幅提升至约20 cm2,催化剂与光能够充分接触。同时,在保证光有效穿透前提下,催化剂负载量从0.9 mL提升至9 mL,在有效提升光利用效率的同时,也能提高底物的吸附量及转化率,为工业化光热反应系统的实现提供新的思路。PLR-RP系列光热催化反应评价装置采用便捷式光源定位装置设计,提升光源定位效率,多向可调节孔位的支撑板方便前后左右调整光源的位置,配套泊菲莱科技自主开发的光源系统,可以保证每次实验光源的稳定性,确保每一次实验结果的准确性。精心设计的温控结构,提高热能的利用效率PLR-RP系列光热催化反应评价装置设置了四级温度管理结构。包含气体预热系统、管道伴热结构、反应系统和冷凝分离系统。并对其中的预热室、管道伴热带、加热套以及反应室进行反应过程中全程温度和压力的实时监测,更好地模拟光热催化的化工反应过程。气体预热系统负责将反应气先加热到一个设定温度,管道伴热结构可减少气体从预热系统传输到反应系统过程中的热损失。两级系统使得反应气以较高的温度进入反应系统,以保证反应气通过炉芯时能迅速达到设定反应温度,减小反应系统的负担也保证反应温度的准确性;冷凝分离系统可对反应气进行快速降温并对液体反应物或者产物进行冷凝分离,减小高温以及液体物质对后续背压阀等元件的损害。预热系统和反应系统均可设置16段程序升温控温模式,实现一次实验即可确定反应起始温度,并研究不同反应温度下的反应速率及转化率,让每一份热能都能用得恰到好处。为了使液体反应物也能参与反应,PLR-RP系列光热催化反应评价装置也设计了液体输送-汽化-管道伴热-冷凝分离四个功能模块。液体输送系统保证进入预热室的液体量保持恒定;预热室采用特殊汽化器结构设计,有效避免出现因汽化装置体积庞大、汽化后气体输出不稳定和无法实时汽化等问题,保证输出稳定的液体汽化混合气;管道伴热结构可有效避免液体在进入反应室前出现冷凝现象;反应后的冷凝分离系统能够将未反应的液体原料和反应生成的液体产物迅速冷凝至分离器中进行收集,用于后续反应过程分析。配置灵活多样,体验定制级服务PLR-RP系列光热催化反应评价装置从反应室、光照方式以及反应温度压力条件等多个维度设置了不同的配置,尽量满足不同反应速率和反应条件的光热催化反应的需求。反应室可以选择竖式炉和卧式炉两种类型;光照方式可以选择顶面平照式反应器和环照式反应器;针对不同反应温度和压力条件,装置有多种规格,高温版:反应炉内最高温度1050℃,最高表压3 MPa;标准版:850℃,6 MPa;高压版:650℃,10 MPa;定制版:650、850、1050可选,3、6、10可选。如果上述配置仍不能满足反应需求,泊菲莱科技也提供装置的定制化服务,打造最合适的光热催化反应装置。二级报警功能,为实验安全保驾护航PLR-RP系列光热催化反应评价装置在硬件程序控制和软件上设计了对温度和压力实行过限的双重保护机制,让光热反应进行得更安全放心。如在实验过程中出现泄漏、功能失控或压力过限等安全问题时,系统自动启动连锁保护。温度为两级报警,温度高于第一设定值时声光报警,高于第二设定值时自动停止加热。压力高于设定值时声光报警并进行停止进料。取样形式多样,可在线分析气体产物PLR-RP系列光热催化反应评价装置单独设有气相配气口,适用于气体标定使用;装置设计多种取样形式,如气体在线进/取样、气体间歇取样和液体取样等,可同时配套前级减压装置、后级检测装置(质谱仪、气相色谱仪等),实现反应过程在线检测及反应产物的全检测。管式气固相反应评测系统 性能参数表注:有关装置物料流率及催化剂装填量以具体反应器适配为准,详细见反应器规格选型表。本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/Product/detail/id/120.html

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2022.12.14

光化学合成定制化解决方案

泊菲莱科技可提供专业的光化学合成定制化解决方案,全面满足从基础研究到工业应用,助力生产提效,方案中包含如下设备可供选择:筛选与发现PCX-50C Discover多通道光催化反应系统采用9个平行反应位,底部受光,光源波段可选,水冷控温,可有效提升反应条件筛选、药物原料制备的效率,现已应用于北京大学、清华大学和中科院理化所等科研单位,用于有机光化学合成技术研究。应用领域: 光化学合成药物; 光化学合成条件筛选。产品特征: 1.多波长可选,可任意组合、精准调控获取最佳光波长,光功率100~450 mW/cm2可调,完美适用低光功率下反应慢的光合成实验 ①用于底物引发的自由基链式反应紫外光区λ/nm :255、275 ②用于可见光激发催化剂引发自由基反应同时减少底物激发引起的副反应,提高反应的选择性可见光区λ/nm:(365、385)、405、410、420 、435、445、450、460、475、485、505、520、525、535、550、575、590、595、620、625、630、655、685、700、730、760、770③模拟太阳光照下的反应适用性Vlight白光:380~780 nm④针对有机光合成反应中光催化剂最常见蓝光、绿光吸收区域λ/nm :450、460、475、485、505 、520、525、535、550、5752. 水冷精准控温在控温范围-10~80℃内精准调控,低温的精准控制,可以降低自由基活性,调控反应速率,减少副反应发生,提高产物选择性,对于不对称合成反应,低温可以减少手性反转,提高产物选择性。3. 灵活的反应瓶设计满足不同反应需求1.5、5、10、50 mL体积反应瓶,满足不同规格的催化反应,针对反应速率较慢的反应类型,选择镀反光膜高效瓶可有效提高光利用效率,缩短反应时长。4. 九位平行反应器1~9个平行反应位均采用微电脑芯片-机械联动控制模式,保证光源、搅拌速率、温度等实验参数一致和精准,提高实验效率同时保证实验数据精准、可重复,0~500 r/min搅拌速度可调,满足均相/异相催化反应的均一性。5. 反应气氛可控搭配前处理装置PLA-MAC1005 多路气氛控制器,针对CO2、Cl2和O2等有气体作为原料参与的反应可精准调控反应气体分压,满足研究反应动力学以及提高分压加快反应速率等多种实验需求。6. 可拓展实时检测平台与PLA-GPA1000 自动取样器搭配后形成光化学工作站,搭配色谱分析仪器可以实现反应体系中气体、液体的全自动取样进样,实时监测光合成反应过程,获取反应底物和产物浓度信息,实时调整、优化反应条件,准确判断反应时长。筛选与发现PLR-SMCR1000多相微通道反应系统PLR-SMCR1000多相微通道反应系统,是全自动连续流动的管道式微反应器,可实时监测流体反应温度、光谱、气-液相分散等条件对反应结果的影响,应用于医药分子合成、有机合成、液体均相/气-液非均相/液-液非均相合成等微量光化学反应。应用领域:液体均相光化学合成;气-液/液-液非均相光化学合成;Taylor流气-液两相传质过程行为研究。产品特征:1.可拆卸,波长、光功率可调节LED光255-940 nm范围内多波长可选,精准调控获取最佳光波长,光源电功率10~120 W可调,完美适用低光功率下反应慢的光化学合成实验,可用于紫外光激发的底物引发的自由基链式反应、可见光激发催化剂引发自由基反应,模拟太阳光照下的反应。2.水冷精准控温在控温范围-20~80℃内精准调控,低温的精准控制,可以降低自由基活性,调控反应速率,减少副反应发生,提高产物选择性,对于不对称合成反应,低温可以减少手性反转,提高产物选择性。 3.高传热、高吸光效率微毫米反应器 微毫米反应通道有较高的传质传热效率,大大提高了底物的混合速率,单层微毫米结构增加了反应器的吸光面积,提高了光反应效率,可以数倍缩短反应时长。4.液相/气相通道组合,底物混合更充分三组液相反应通道加一组气相反应通道。液体流速1.5~8.5 mL/min可控、气体流速4~20 mL/min可控。可实现部分底物提前预混,可提高有气体参与或生成的反应的安全性。针对气-液/液-液非均相反应,装置可通过引入气-液、液-液Taylor流体促进相内混合速率,提高两相接触面,加快反应速率。 5.流速可调,反应体积可选反应体积有5 mL/10 mL可选,搭配流速可以实现不同停留时长的调控,有效提高底物转化率,降低副反应发生的概率。6. 可选的光纤光谱仪,实时监测反应在线判断底物的转化率和产物的生成速率,迅速优化预混顺序、光照强度、流速、温度等反应条件。中小试放量生产L级光化学合成系统L级光化学合成系统,主要应用于中小试规模放量光化学合成反应,为后续规模化生产光化学合成反应提供基础依据,现已应用于某药企已将其用于研制原料药和化学中间体材料。应用领域:医药分子合成和有机光化学合成中小试放量生产;医药分子合成生产;光合成合成原料药生产;医药中间体生产。产品特征: 1.中小试反应量级,为进一步扩大生产提供依据;2.光照条件下流动式反应器;3.物料输送过程可监测,便于控制反应进程,调控反应条件;4.柔性LED光源,使用寿命长,光谱波段可定制;5.历史运行数据可查阅、可导出;6.流动管式反应器使反应受光面积更大,反应更充分;7.可移动式箱体,易于搬运;8.可独立使用,亦可组合使用,扩大生产规模;9.可根据具体反应物料类别定制不同类型反应管路材质。工业生产擎光DN50光化学反应系统擎光DN50光化学反应系统,是在DN40基础上,为满足更高级别的生产需求而研制。将原来的反应管径变大,反应体系整体管路变长,使内部光反应的反应时间更长,反应更均匀,以提高目标产物的产率和选择性。现已服役于某上市药企用于研究、开发、制造原料药和医药中间体,光合成产率和转化率均有显著提高。若对以上设备感兴趣,可咨询在线客服或欢迎拨打电话400-1161-365/010-62128921咨询! 本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/scene/detail-50.html

应用实例

2022.11.30

盘点影响光化学合成反应的至关因素都有哪些?

传统的有机合成步骤受到热力学限制往往较为繁琐,反应过程需要消耗大量能量及有机溶剂,且产物选择性不高,生成的副产物对环境有较高的危害性。全合成过程中一些具有特殊结构的有机反应,如果采用光催化反应的方式,能较大缩短反应步骤,降低能耗的同时减少副反应的发生,使得反应更加绿色经济。近年来,随着光催化在有机合成中的快速发展,光催化有机合成已经逐步发展成光催化领域的一个重要分支。目前相关的研究主要涉及以下一些重要的有机反应:偶联反应、聚合反应、官能团的氧化反应、官能团的还原反应、手性分子合成等。随着研究的不断深入,光催化剂也已经不再局限于传统的半导体光催化剂,常用的其它光催化剂有钌、铱金属有机络合物、染料等。光催化有机合成之所以得到越来越多的关注,主要是因为将光催化技术应用于有机合成反应有如下优点:利用取之不尽用之不竭的太阳能作为能量来源,可以节省传统能源的浪费以及使用中带来的污染;反应条件温和,能够在常温常压条件下进行反应,减少了有毒、腐蚀性试剂的使用,且低温更利于手性化合物的合成;通过对光催化剂进行设计,可以有效提高目标产物的选择性,减少副产物的生成,提高原子经济性。光催化有机合成的自由基反应机理,可以突破传统有机合成中热力学反应的限制,使传统需要多步完成的反应简化为一步反应,大幅减少能量、溶剂、反应试剂的消耗以及合成废料的产生。影响光化学合成反应的重要因素有许多,主要的几点如下:1、催化剂的选择与光的波长光催化剂吸收不同波长光子生成的对应激发态不同,其氧化还原能量不同,进而发生的化学反应也可能存在差异。选择合适的波长的光源可有效减少副反应的发生,提高产物选择性。泊菲莱LED光源255~940 nm多波长可选蓝光吸收区域λ/nm:450、460、475、485、505绿光吸收区域λ/nm:520、525、535、550、5752、光的强度与光照效率当光照强度远高于光催化剂浓度时,处于激发态的光催化剂浓度升高,激发态光催化剂可吸收第二个光子生成更高能量的激发态或者高能电子溢出引发新的反应。调节合适的光照强度可以调控反应类型。泊菲莱LED光源光功率100~450 mW/cm2可调。3、反应装置传统釜式反应操作方便,但是光穿透效率限制了反应速率,且传质传热效率低导致反应时长长和选择性低。新型流动化学反应可以有效提高光照效率,加快传质传热速率,从而提高产率和选择性,且流动反应更容易进行放大生产。泊菲莱PLR-SMCR1000多相微通道反应系统可实现小型的光催化流动实验。4、驻留时间驻留时间即流动化学中反应液光照时间,时间太短反应不彻底;时间太长可能引发副反应。合适的驻留时间可以提高原料转化率减少副反应发生。泊菲莱PLR-SMCR1000多相微通道反应系统可提供5 mL、10 mL容积反应管和1.5~8.5 mL/min流速控制,满足不同驻留时间需求。5、流速以及反应液混合效率流动反应可以将反应物和催化剂快速混合,提高混合效率。而气-液、液-液Taylor流体可进一步促进相内混合速率,提高两相接触面,加快反应速率。 泊菲莱多相微通道反应系统可引入气-液、液-液Taylor流体进一步促进相内混合速率,尤其适用于气/液,液/液非均相反应体系。本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/technology/detail-65.html

企业动态

2022.11.30

有机光化学基础知识|光化学与热化学的区别

光化学反应在自然界和生活中普遍存在,植物的光合作用、人的视觉成像、塑料的合成、染料在光照下褪色以及光化学烟雾等都是典型的光化学反应,因此人类很早就注意到了光化学反应。 光化学反应过程涉及到光的吸收、激发以及化学反应,是化学与物理学交叉的研究。受制于光源以及分离分析技术的限制,直到二十世纪六十年代,有机光化学才得以发展。 与传统的热化学反应相比,光化学反应从反应条件、反应路径以及反应产物上都有较大的区别。光化学与热化学的区别热化学反应原理如图1所示,反应物分子X的碰撞能分布符合玻尔兹曼分布,碰撞能大于活化能Ea的分子有几率通过碰撞生成反应产物Y。当X被加热后,更多数量的分子向高能区域移动,碰撞能大于Ea的化合物分子增多,温度越高反应越快。 催化剂的作用是降低反应所需活化能,使得相同温度下更多的反应物分子X能通过碰撞生成Y,从而提高反应速率,是一个基态的反应,像是从群山的一边去往另一边,终点由翻过的山决定,而翻过哪座山由山的高度决定,反应过程优化主要是降低目标山峰高度(Ea),使得更多的化合物分子爬过目标山峰生成目标产物,因而热化学反应受温度影响较大,反应路径和反应产物相对单一。图1 热化学反应原理图(左)和化合物分子碰撞能分布图(右)光化学反应是一个激发态的反应,反应物分子吸收光能被激发到激发态可以类比成将化合物从起点直接扔到了山峰的顶点,且激发态分子可能位于群山中任意山峰的顶点,因而反应历程(翻过的山)以及反应产物(终点)的选择比热化学反应更多更复杂。反应物分子从起点到达山峰顶点主要与光吸收有关,所以受光的波长以及光照强度的影响,而与温度关系不大。 光化学反应所涉及的光波长范围在100~1000 nm(以200~700 nm为主)之间,常见有机物的吸收波长如表1所示。 光的能量ε可根据公式(1)计算得到,以300 nm的光为例,其能量约为433 kJ/mol,此能量远高于σ C-C键的解离能347 kJ/mol,足以说明吸收光之后的激发态分子内能很高,能够引发很多类型的有机化学反应。泊菲莱科技的PCX-50C Discover多通道光催化反应系统和PLR-SMCR1000多相微通道反应系统均搭载LED光源,可满足不同有机光化学合成反应中对于光源波长和光强的实验条件需求。LED光源光功率在100~450 mW/cm2范围内可调节,完美适用于低光功率下反应较慢的光化学合成实验。LED光源可选波长: ①紫外光区——可用于底物引发的自由基链式反应 λ=255、275 nm ②可见光区——实现可见光激发催化剂引发自由基反应同时减少底物激发引起的副反应,提高反应的选择性 λ=365、385、405、410、420、435、445、450、460、475、485、505、520、525、535、550、575、590、595、620、625、630、655、685、700、730、760、770 nm ③可见光区——模拟太阳光照下的反应适用性  780≥λ≥380 nm 针对光催化剂最常见的蓝光、绿光吸收区域有450、460、475、485、505、520、525、535、550和575 nm等吸收波长可供选择,可任意组合、精准调控获取最佳光波长。 各发光体配备有光学透镜,并逐一筛选锁定焦点平面,保证光源输出的一致性与利用率。光化学中量子产率计算通常利用量子产率φ来评价光化学反应中光能的利用效率,其定义是发生反应的分子数与吸收光子数的比率。由于无法获得反应物实际吸收光子数,我们通常默认光吸收率为100%,将测量得到的光源发射光子数作为反应实际吸收光子数,具体计算公式(2)如下:通常来讲φ<1,但是对于有光敏剂引发的自由基链式反应来说,一个光子能引发一系列的连锁反应,一个光子吸收的能量可在多个反应物分子中传递,这类反应的φ>1,因此,含有光敏剂引发的自由基链式反应非常有实际工业应用价值。  相比于其他类型有机反应,有机光化学反应的研究起步较晚,而且由于激发态分子反应路径难控制,反应产物多变,目前在实际工业中应用较少。随着人们对有机光化学反应认识的深入,利用可见光进行单电子转移反应的光催化氧化还原技术得到蓬勃发展[1-4]。通过合理的设计,可以定向生成活性有机自由基中间体,进而进行选择性氧化还原反应得到传统热催化反应难以合成的目标产物。目前研究相对成熟的有机光化学反应类型主要有一下几种: (1)烯烃的顺反异构、加成反应及重排反应;(2)苯系物的加成、取代以及侧链重排反应; (3)羰基化合物的抽氢还原反应、光解反应以及与烯烃化合物的加成反应等。以上反应均为有机反应底物直接吸光引发的化学反应,主要利用的是紫外光。表1 常见有机物的吸收波长[1] M. H. Shaw, J. Twilton and D. W. C. Macmillan*, Photoredox Catalysis in Organic Chemistry[J], Journal of Organic Chemistry, 2016, 81(16), 6898.[2] D. M. Arias-Rotondo and J. K. Mccusker*, The Photophysics of Photoredox Catalysis: A Roadmap for Catalyst Design[J], Chemical Society Reviews, 2016, 45(21), 5803.[3] S. Reischauer and B. Pieber*, Emerging Concepts in Photocatalytic Organic Synthesis[J], Iscience, 2021, 24(3). [4] J. Twilton, C. Le, P. Zhang, M. H. Shaw and D. W. C. Macmillan*, The Merger of Transition Metal and Photocatalysis[J], Nature Reviews Chemistry, 2017, 1(7).以上部分是笔者根据参考文献进行翻译和汇总,笔者水平有限,如有错误,请大家指正!本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/technology/detail-58.html

参数原理

2022.11.16

有机光化学反应基础知识——分子激发

有机光化学反应过程涉及到光的吸收、激发以及化学反应,是化学与物理学交叉的研究。与热反应不同,它是一个激发态的反应。分子激发态是一个复杂的混合态,想要了解有机光化学反应的原理,需要先了解分子吸收光子之后的激发态性质。激发态分子生成原理分子的激发类型分为转动激发、振动激发和电子激发。分子吸收光变成激发态属于电子激发过程。 根据分子轨道理论,原子通过共价键结合成分子时会形成成键轨道(σ、π)、反键轨道(σ*、π*)以及非键轨道(n)。基态有机物分子中的电子优先占据能量较低的成键轨道以及非键轨道,反键轨道为没有电子的空轨道。 σ轨道对应单键,轨道以头碰头方式连接,重叠度大,因而轨道能量越低,单键键能越强; π轨道对应双键或者三键,主要以肩并肩方式连接,轨道有一定重叠,轨道能量次低; n轨道对应N、S、O等杂原子中的孤对电子,因为没有成键,所以轨道能量与原子轨道能量一致,基本不变。 如图1所示,当基态有机物分子吸收光之后,成键轨道和非键轨道中的电子都有可能被激发到反键轨道中变成激发态分子,绝大多数有机光反应都是通过n→π*以及π→π*跃迁进行的,此时相应的吸收波长分别在可见光区和紫外光区。 对于金属有机络合光催化剂如联吡啶铱而言,根据晶体场理论金属Ir3+在配体的八面体场作用下,其5个d轨道分裂成3个能量较低的t2g轨道和两个能量较高的eg轨道,Ir3+的六个d层电子优先填满t2g轨道,eg为空轨道。由于配体的π*反键轨道能量位于t2g轨道和eg轨道之间,其分子吸收光子之后,t2g轨道的电子跃迁到配体的π*反键轨道上,实现M→L的电子跃迁[1]。图1 有机分子(左)及金属有机络合物分子(右)光吸收后电子激发过程示意图激发态分子生成规则分子吸收光子发生电子激发过程中应遵循四个基本规则。 1. 自旋禁忌规则,成键或非键轨道上的电子对是一对自旋相反的电子,当电子发生跃迁时其自旋方向应保持不变; 2. 对称禁阻原则,对于轨道有对称中心的分子,只能发生对称性翻转的跃迁,如乙烯分子,其π轨道为对称轨道,而π*轨道为反对称轨道,所以可以发生π→π*跃迁; 3. 弗兰克-康登原理(Frank-Condon principle),在电子跃迁后的瞬间,分子仍处于与跃迁前一样的几何状态; 4. 轨道重叠规则,电子跃迁涉及的两个轨道在空间的同一个区域,即相互重叠时,才能发生跃迁,如σ轨道在沿着键的方向而π轨道在垂直于键的方向,不能发生σ→π*、π→σ*跃迁,只能发生σ→σ*、π→π*-跃迁。由以上可知,有机分子吸收光子被激发到激发态后,电子对中一个电子激发到能量更高的轨道,变成两个单电子,由于激发后电子自旋方向不变,两个单电子的自旋方向依然相反。 根据洪特规则(Hund’s rules),两个电子自旋相同时,排斥作用更小,能量更低,因而激发态分子有一定概率通过系间窜越损失部分能量变成两个电子自旋方向相同的激发态分子。激发态分子分类与反应形式通常用多重态和能级来区分不同状态下的激发态分子。 当把激发态分子放在强度适当的磁场中时,激发态的原子吸收和发射光谱中的谱线会发生裂分,通常用谱线裂分个数来定义多重态。电子自旋相反的激发态分子的谱线数为1,叫做单重态S;电子自旋相同的激发态分子的谱线数为3,叫做三重态T,大多数基态分子除氧气外,其谱线数也为1,所以通常基态也简写为S。 根据能级来划分,将基态定义为S0,距离S0能量最近的单重激发态叫做第一单重激发态,简写为S1,其对应的三重激发态叫做第一三重激发态,简写为T1,以此类推可以得到S2、S3、T2和T3等,如图2所示n→π*跃迁后的激发态为S1,π→π*跃迁后的激发态为S2。激发态分子寿命很短,通常只有10-9~10-3 s(单重态10-9~10-5 s,三重态10-5~10-3 s),生成以后它们会迅速通过物理过程或化学过程将所吸收的光能释放。 物理过程主要有辐射过程(荧光和磷光)以及非辐射过程(内部转化、系间窜越和振动弛豫)等。 化学过程主要有以下几种: (1)单分子光化学反应是被激发的分子自身反应,主要有光分解、重排以及异构化等反应; (2)双分子光化学反应是一个激发态分子与一个基态分子之间的反应,如环加成反应和聚合反应等; (3)光催化反应是光敏剂或者光催化剂吸光变成激发态,激发态光敏剂或者光催化剂通过氧化还原反应或者能量传递等方式引发其它化合物发生变化而自身回到基态的反应,包括光敏反应、光催化氧化还原反应等。[1] M. H. Shaw, J. Twilton and D. W. C. Macmillan*, Photoredox Catalysis in Organic Chemistry[J], Journal of Organic Chemistry, 2016, 81(16), 6898.以上部分是笔者根据参考文献进行翻译和汇总,笔者水平有限,如有错误,请大家指正!本文PC端素材来源:https://www.perfectlight.cn/technology/detail-57.html 移动端素材来源:https://www.perfectlight.cn/index.php?m=Mobile&c=Support&a=detail&id=57

应用实例

2022.11.11

中国化学会第十一届全国催化剂制备科学与技术研讨会在南昌圆满召开

在当今席卷世界新兴工业创新浪潮的背景下,人类社会对高新性能化工材料的需求及化工生产高效绿色化的呼声日益高涨。作为化工生产核心技术支撑体系之一的催化剂设计、制备及表征方面的科学新理念和新技术层出不穷。 为加强相关领域专家、学者、企业技术和管理人员的交流,推进产学研用合作和科技转化应用,由中国化学会催化专业委员会和南昌大学主办,南昌大学化学化工学院承办的“中国化学会第十一届全国催化剂制备科学与技术研讨会”已于2022年11月4-6日在江西省南昌市成功召开。此次大会的会议内容涵盖:环保催化剂的制备科学与技术,绿色能源转化催化剂的制备科学与技术,石油化工催化剂的制备科学与技术,新型催化剂的设计、制备科学与技术,催化剂表征科学与技术,催化反应机理研究的科学与技术,理论计算化学在催化中的应用,催化剂的工业、工程化应用等。大会报告人有中国科学院大连化学物理研究所李灿院士、南方科技大学徐强院士、清华大学徐柏庆教授、浙江大学肖丰收教授、厦门大学王野教授、沈阳师范大学赵震教授等。响应“国家可持续发展战略"号召,助力催化剂设计、制备科学与技术,北京泊菲莱科技有限公司特别受邀,携多款明星产品参加了此次会议,会议取得圆满成功。北京泊菲莱科技有限公司创立于2006年,是集研发、生产、销售、服务于一体的国家级高新技术企业,致力于开发智能化、高精度、高性能的高科技设备企业。泊菲莱科技拥有多种自主知识产权,现已应用于新能源、药物合成、精细化工等各类科研领域,在立足于国内市场的同时,多款产品也远销海外。泊菲莱科技荣获国家级高新技术企业、中关村高新技术企业、2020年北京市第一批“专精特新”企业等称号,企业通过ISO9001质量管理体系认证,符合GB/T27922-2011《商品售后服务评价体系》五星级标准。泊菲莱科技不仅拥有雄厚的研发实力,也一直秉持着“以客户为中心”的服务理念和“创见、实干、卓越”的企业精神,作为科技型高新企业,积极创导高科技智能设备等尖端科技,不断革新,不断挑战,以卓越创新的进取精神,推动自身的不断成长和壮大。本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/news/detail-125.html

企业动态

2022.11.10

什么是串联催化反应-PLS-MRRS催化反应系统

在催化反应中,有一些化学转化反应可能涉及一个或多个反应步骤,第一步反应的生成物可能是第二步反应的反应物,通常称之为串联催化反应。 串联催化反应指的是两个及两个以上的独立反应在催化反应体系中相继发生的过程。 串联催化反应过程中不需要另外分离和提纯的步骤,可以减少反应步骤、能量消耗和副产物的产生,可以最大化节省反应物用量,有效提升催化反应的效率。 串联催化反应中,所有催化剂在实验准备阶段均已加入到催化反应体系中,在催化反应过程中无需添加催化剂,有效优化复杂的反应过程。串联催化反应中的串联可以有两种含义: ①两种不同的催化反应机理同时作用; ②催化反应一个接一个地连续进行。串联催化反应通常分为 1. 正交串联催化反应 2. 自串联催化反应 3. 辅助串联催化反应1. 正交串联催化反应 正交串联催化的特征是互相独立,正交催化过程中会涉及到两种及两种以上不同作用且互不干扰的催化剂,如示意图1所示,反应物A首先与催化剂A进行反应,得到产物A,在进行下一级反应时,产物A作为反应物B与催化剂B进行反应生成产物B。 在正交串联催化反应中,一旦发生催化反应A,生成产物A,两个催化反应将同时进行。 正交串联催化反应因整个反应体系中包含两种及两种以上的催化剂,可有效避免因单一催化剂造成的反应局限性。图1. 正交串联催化反应示意图2. 自串联催化反应 自串联催化反应指的是通过单一催化剂进行反应,反应过程包含两种及两种以上的不同反应机理。在自串联催化反应开始前,需事先将反应中所需要的所有反应物和催化剂加入到反应体系中,在触发第一个催化反应后,其他后续反应会自发地接连发生,如图2所示,反应物A通过催化剂A转化为产物A,然后产物A作为反应物B进入下一个反应,再次通过催化剂A得到产物B。 在理想状态下,自串联催化反应是根据反应物分子的转化依次进行的,但宏观意义上,他们是同时反应的。图2. 自串联催化反应示意图3. 辅助串联催化反应 辅助串联催化反应是在反应过程中,通过改变原有的反应条件来改变催化反应机理,可以扩大原本单一催化剂的催化转化范围、性能和选择性,如图3所示,催化剂A可完成第一步催化反应过程,当向反应体系中添加辅助试剂后,催化剂A转变为催化剂B,对反应物进行催化转化。 与自串联催化反应不同的是,辅助串联催化反应中的两种反应不能同时发生。图3. 辅助串联催化反应示意图针对以上不同类型的串联催化反应,泊菲莱科技推出适用于非均相串联催化反应装置——PLS-MRRS催化反应系统,适用于甲烷重整反应、甲醇-H2O重整反应、CO2还原反应、加氢反应、费托合成、VOCs降解和CO氧化反应等催化反应类型。 PLS-MRRS催化反应系统采用固定床式反应器类型,可允许气体和液体同时参与反应,可根据自身反应需要选择单一反应炉或多个反应炉,目前最多可扩展至四级串联反应炉。参考文献 [1] Deryn E. Fogg∗, Eduardo N. dos Santos∗, Tandem catalysis: a taxonomy and illustrative review[J]. Coordination Chemistry Reviews, 2004, 248: 2365. [2] Niladri Maity, Srikanta Patra∗, Recent advances in (hetero)dimetallic systems towards tandem catalysis[J]. Coordination Chemistry Reviews, 2021, 434: 213803. [3] Yahya Gambo, Sagir Adamu, Mohammad M. Hossain∗ et al., Tandem catalysis: A sustainable alternative for direct hydrogenation of CO2 to light olefins[J]. Applied Catalysis A, General, 2022, 641: 118658 本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/Scene/detail/id/47.html

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2022.10.17

实验室玻璃反应器如何选择?

泊菲莱科技具有近二十年玻璃反应器设计及加工制造经验,可以提供不同反应类型、反应体系、规格尺寸和应用场景下使用的玻璃反应器。 如何选择玻璃反应器 1.明确玻璃反应器的应用反应类型 选择玻璃反应器时需要先明确具体的反应类型及反应条件。在光化学反应中,为配合氙灯光源、LED光源等光源的照射,玻璃反应器多为顶照式(离线反应器和在线反应器)。 在电化学和光电化学实验中,需要固定不同类型的工作电极、参比电极和对电极,反应器需综合考虑电极的固定位置和反应器整体气密性,玻璃反应器为侧照式(离线和在线光电反应器)。 在光合成和光激发反应中,需要200~350 nm深紫外光源照射时,使用汞灯灯管作为深紫外光源,可选择石英冷阱和内照式反应器配合的方式来进行实验。 在CO2还原等气-固相反应中,需考虑催化剂的放置方式,并保证催化剂与参与的反应气氛有充分接触,可使用气-固相反应器。2.明确玻璃反应器的规格尺寸 在明确玻璃反应器的应用场景后,需要明确定制的玻璃反应器规格尺寸,即玻璃反应器的体积,体积分为总体积和有效体积两种。 总体积指的是玻璃反应器内空腔的总体积。 有效体积指的是玻璃反应器内实际包含反应物质的体积。3.明确实验整体场景 玻璃反应器仅是实验应用整体场景中的一部分,还有如不同种类的气体、低温恒温槽、气氛混匀装置和真空泵等其他与实验紧密关联的设备。 若玻璃反应器需与其他设备连接使用,则需明确具体连接方式和具体连接处尺寸。 若玻璃反应器中的反应,在反应过程中进/取样,需明确进/取样相态、具体进/取样方式,进而明确玻璃反应器的进/取样形态及规格。 若玻璃反应器内的反应需在真空状态下进行,则玻璃反应器需要具有较高气密性,且需有阀门用于连接真空泵用于抽真空。 若玻璃反应器内的反应需在一定温度下进行,则玻璃反应器可采用一体式水套,同时需要注意的是,玻璃反应器内尽量不进行较高温度的反应。若玻璃反应器需与气体管路相连,则玻璃反应器对应接口处可制作为可阀,用于连接气体金属管路。本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/Scene/detail/id/46.html

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2022.10.17

如何区分光催化、热催化和光致热催化

催化反应古代人们利用酶酿酒; 中世纪时期,炼金术士利用硝石将硫磺转化为硫酸; 十三世纪,人们利用硫酸将乙醇转化为乙醚; 十九世纪,工业推动科学技术的发展,人们陆续发现了大量的催化现象,催化反应普遍存在于自然界中,遍及化学反应的各个领域。 直到1835年,由瑞典化学家Berzelius在其“三元论”基础之上提出来“催化”一词[1]。 催化反应因其所消耗的能量不同而分为热催化、光催化和电催化等,光电催化及光热催化等催化反应类型属于交叉学科的产物。 将热催化和光催化结合起来的光热催化策略在近年来开始崭露头角,这篇文章我们将一起来探讨热催化、光催化及光热催化三者的区别与联系。热催化热催化,也可称作催化,属于传统催化领域,在与其他催化反应交叉时,为区别催化反应类型和反应机理,会特别注明为热催化。 热催化主要是通过加热为催化反应体系提供跨越热力学能垒的能量,激发反应物向产物的转化,催化效率高。 热催化反应在社会发展中起到举足轻重的作用,石油加工、化学工业和制药工业等领域发展,均依托于催化技术。在能源消耗枯竭和环境问题日益显著的今天,需要开发低成本且环境友好的催化技术。光催化光催化则是利用光生载流子来催化反应,反应机理和路径与热催化不同,反应条件温和,易操作,与传统催化发展三百余年的历史相比,光催化是比较年轻的新型催化反应类型。 光催化作为一种将丰富的太阳能转化为化学能的技术手段,其历史可以追溯到1972年,Fujishima和Honda[2]首次报道了光照n型半导体TiO2电极会导致水分解产生氢气和氧气,这一现象的发现激发了学术界对光催化的研究热情,自此光催化技术成为热点研究内容。 从长期来看,太阳能应该是可再生能源的主要来源,因此光催化技术近些年得到了迅猛发展,也在诸多研究领域中崭露头角,如光解水制备H2[3,4]、CO2还原[5,6]、降解废水或空气中的污染物[7,8]和人工光合成[9,10]等。光热催化近几年来,伴随着催化研究的逐渐深入和跨领域交叉学科的兴起,将两种或多种手段进行复合,如热催化、光催化和电催化等有效结合构成的协同催化手段,受到越来越多科研工作者的关注。其中光热催化是近些年来学者们提出的一种集光催化与热催化为一体的新型技术,光热催化反应既可提高催化反应的效率,又能将低密度的太阳能转变为高密度的化学能。  一般来说,如果一个反应涉及光、热和催化转化,则可视为光热催化。  光热催化可分为三大类:  ①热辅助光催化反应,主要由光驱动,催化剂本身不具备热催化活性,热能有助于进一步降低光催化的表观活性能;  ②光辅助热催化反应,热能是整个反应的主要驱动力,光辐射主要起到提高局部温度的作用,光化学效应可能同时存在;  ③光热耦合催化,光热效应释放的热量可以促进反应过程,光化学效应提升表观活性,热化学和光化学协同作用不仅仅是两种反应的简单相加,而是超过了光催化和热催化活性的总和。参考文献[1] Roberts M W. Chiral reactions in heterogeneous catalysis (1975-1999) [J]. Catalysis Letters,2000, 67 (1): 63-65. [2] Fujishima A, Honda K. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode [J].Nature, 1972, 238 (5358): 37-38. [3] Maeda K, Domen K. Photocatalytic water splitting: recent progress and future challenges [J].Journal of Physical Chemistry Letters, 2010, 1 (18): 2655-2661. [4] Kitano M, Hara M. Heterogeneous photocatalytic cleavage of water [J]. Journal of Materials Chemistry, 2010, 20 (4): 627-641. [5] Neațu Ș, Maciá-Agulló J A, Garcia H. Solar light photocatalytic CO2 reduction: general considerations and selected bench-mark photocatalysts [J]. International Journal of Molecular Sciences, 2014, 15 (4): 5246-5262. [6] Maeda K, Kuriki R, Zhang M, etc. The effect of the pore-wall structure of carbon nitride on photocatalytic CO2 reduction under visible light [J]. Journal of Materials Chemistry A, 2014,2 (36): 15146-15151. [7] Chong M N, Jin B, Chow C W, etc. Recent developments in photocatalytic water treatment technology: a review [J]. Water Research, 2010, 44 (10): 2997-3027. [8] Ahmed S, Rasul M G, Martens W N, etc. Heterogeneous photocatalytic degradation of phenols in waste water: a review on current status and developments [J].Desalination, 2010,261 (1–2): 3-18. [9] Morris A J, Meyer G J, Fujita E. Molecular approaches to the photocatalytic reduction of carbon dioxide for solar fuels [J]. Accounts of Chemical Research, 2009, 42(12): 1983-1994.[10] Roy S C, Varghese O K, Paulose M, etc. Toward solar fuels: photocatalytic conversion of carbon dioxide to hydrocarbons [J]. ACS Nano, 2010, 4 (3): 1259-1278.[11] Hoch, L.B., Wood, T.E., O, Brien, P.G., Liao, K., Reyes, L.M., Mims, C.A., and Ozin, G.A.(2014). The rational desiqn of a single-component photocatalyst for gas-phase CO2 reduction using both UV and visible light. Adv. Sci. 1,1400013.[12] Zhang, H., Wang, T., Wang, J., Liu, H., Dao, T.D., Li, M., et al. (2016). Surface-plasmon- enhanced photodriven CO2 reduction catalyzed by metal-organic-framework-derived iron nanoparticles encapsulated by ultrathin carbon lavers. Adv. Mater. 28,3703-3710.[13] Li, Z., Liu, J., Zhao, Y., Waterhouse, G.I.N., Chen, G., Shi, R., Zhang, X., Liu, X., Wei, Y., Wen, X.-D., et al. (2018). Co-based catalysts derived from lavered-double-hydroxide nanosheets for the photothermal production of light olefins. Adv. Mater. 30,1800527.[14] Song, C., Liu, X., Xu, M., Masi, D., Wang, Y., Deng, Y., Zhang, M., Qin, X., Feng, K, Yan, J., et al. (2020). Photothermal conversion of CO2 with tunable selectivity using Fe-based catalysts: from oxide to carbide. ACS Catal. 10,10364-10374.[15] Xu, C.Zhang, Y., Pan, F., Huang, W., Deng, B., Liu, J., Wang, Z., Ni, M., and Cen, K. (2017). Guiding effective nanostructure design for photo-thermochemical CO2 conversion:from DFT calculations to experimental verifications. Nano Energy 41,308-319.本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/Scene/detail/id/48.html

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2022.10.12

新品首发-PLS-MRRS催化反应系统

PLS-MRRS催化反应系统是一款适用于热催化反应的固定床式催化活性评价装置,可允许气体和液体同时参与反应,温度和压力等关键参数最高可达800℃、3.0 MPa,可以满足大多数催化反应条件。PLS-MRRS催化反应系统具有四级串联反应炉,前级反应的剩余反应物及产物直接转入下一级反应单元进行反应,每一个反应炉的产物均可连接检测装置进行产物检测,可根据自身反应需要选择单一反应炉或多个反应炉,适用于如催化加氢反应、催化甲烷重整反应等多个热催化反应体系。为满足多级串联催化反应需求,PLS-MRRS催化反应系统可连接多台从机,最多可进行四级串联催化反应。从机系统与主机结构一致,内含管路伴热模块、反应系统模块及后处理模块。每级从机系统均可单独控制反应条件,产物也可单独分离和检测,有效优化复杂的串联催化反应条件。适用催化反应类型● 甲烷重整反应、甲醇-H2O重整反应、CO2还原反应、加氢反应、费托合成、VOCs降解和CO氧化反应等关键特征● 具有四级串联反应炉,可根据自身反应需要选择单一反应炉或多个反应炉;● 反应条件范围广,最高反应温度800℃,最高反应压力3.0 MPa; ● 反应工艺齐全,同时具备控制模块、进料模块、预热模块、反应模块及安全保护模块等主要模块,满足大多数热催化反应条件需求; ● 可实现常压液体输送和高压液体输送;● 10.2寸屏幕软件控制系统,自主开发软件控制,实时监测反应过程中反应条件的多项参数; ● 上位机软件控制,设有人机交互网络串口,增强人机交互使用感受; ● 多种规格反应器可选,适用于不同类型催化剂用量体系; ● 采用硬件程序控制和软件双重控制,原料气路设有阻火系统,操作安全性高。PLS-MRRS催化反应系统主要由控制模块、进料模块、预热模块、反应模块及安全保护模块组成。控制模块PLS-MRRS催化反应系统的控制模块通过10.2寸屏幕软件控制整个催化反应系统,内置上位机软件可控制催化反应中温度、流量等重要催化反应条件参数,实现实时显示进料流量、反应温度、预热温度、汽化温度、伴热温度和反应压力等信息。进料模块PLS-MRRS催化反应系统的进料模块包含4路气体进料和1路液体进料,可通过调压阀对原料气体进行压力调节,实现气体流量的精准控制。 PLS-MRRS催化反应系统的进料模块内置阻火器,可有效保证可燃性气体的安全使用。 PLS-MRRS催化反应系统进料模块中的柱塞泵可以准确控制液体原料进入汽化室,液体原料在汽化室内经高温完全汽化后,进入预热模块。预热模块PLS-MRRS催化反应系统的预热模块会对混合后的气体原料和汽化后的液体原料进行预热,预热温度最高可达600℃,同时,预热模块中的所有管路全程伴热,防止高温原料出现冷凝、吸附等现象,管路伴热温度最高可达250℃。反应模块PLS-MRRS催化反应系统的反应模块采用程序控温设计,可设置16段升温保温曲线。 PLS-MRRS催化反应系统反应模块的反应器具有不同容量配置。 PLS-MRRS催化反应系统每级反应单元的后置冷凝器及气液分离器,实现液体产物、气体产物的在线检测安全保护模块PLS-MRRS催化反应系统的反应模块内置安全系统,可通过硬件和软件双重控制,对反应过程中温度和压力均实行过限保护,在出现泄漏、功能失控或用户预设等安全问题时,会启动连锁保护和气体报警等防护措施。技术参数本文信息来源:https://www.perfectlight.cn/Product/detail/id/115.html

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2022.10.11

光化学实验中气体流量,你设置对了吗?

在环境治理研究中,会有需要气体以流动形式参与反应,主要包括光热催化CO2加氢反应、光热催化甲烷重整反应和光催化气体污染物降解反应等。在流动相反应过程中,由于反应气体始终处于流动状态,因此,实验反应过程中需要精准调节气体流量稳定参与反应。目前,泊菲莱科技在售产品中,涉及气体参与的流动相反应装置的主要产品有以下三种: 1. PLR-PTSR Ⅱ光热催化反应仪,主要适用于流动相气固光热催化反应,如光热催化CO2加氢、光热催化甲烷重整和光热催化CO2还原反应; 2. PLR-GSPR常压气固相光催化反应系统,主要适用于流动相气体污染降解反应,如光催化NOx的降解、光催化VOCs的降解反应; 3. PLD-DGCS05多组分动态配气仪,主要适用于多种气体的混合和气体流量的精准控制。图1. 流动相光催化反应装置PLR-PTSR Ⅱ光热催化反应仪、PLR-GSPR常压气固相光催化反应系统和PLD-DGCS05多组分动态配气仪的流量控制单元均采用质量流量控制器。 质量流量控制器(Mass Flow Controller,MFC)是一种能够精确测量并控制气体流量的装置,不仅具有质量流量计的测量流量功能,更重要的是,可以根据需要通过流量设定来自动控制气体流量,测量值不需要温度压力补偿。 质量流量控制器的流量单位一般以sccm(Standard Cubic Centimeter Per Minute)和slm(Standard Liter per Minute)来表示,即每分钟标准毫升或每分钟标准升。 在不同的使用条件下,指示的流量均为0℃、101.325 kPa下的流量。 质量流量控制器出厂前会进行标定,一般以N2作为标定气体。然而,在实验过程中,原料气体可能是其他气体,此时,设定流量与真实流量之间会存在偏差,影响实验结果。 例如实验原料气体为CO2,质量流量控制器标定气体为N2,实验所需流量为100 sccm,若此时设定流量仍旧选择100 sccm,其真实CO2流量则为73.7 sccm,小于实验所需流量。可通过公式(1)进行设定流量与真实流量的转换:常见气体校正系数见表1实验前,务必查看质量流量计的标定气体类型,查阅表1,将实验所用流量代入公式(1),计算出设定流量。 在实验过程中,原料气体为纯气则可使用公式(1)计算,如原料气体为混合气体,则需先借助公式(2)计算出混合气体的校正系数,再代入公式(1)进行计算。其中C1、C2、C3指混合气体中气体体积百分含量。 例如:混合气体为20% H2和80% CO2,质量流量控制器标定气体为Ar,实验所需流量200 sccm,实验设定流量计算如下:设定流量为361.2 sccm。本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/Scene/detail/id/45.html

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2022.09.30

太阳能转换效率IPCE计算公式

太阳能转换效率是衡量光电催化分解水过程中的主要参数,是反映光电催化分解水体系性能的重要参数。目前,入射光子数-电流转化效率(Incident Photon-to-Electron Conversion Efficiency,IPCE)是光电催化分解水体系主要四种表示方式的一种。IPCE可看作分析诊断效率,可提供影响光电极反应效率因素的信息[1]。 光电催化三电极反应体系中,IPCE用于表征材料的光电极反应效率与光功率、波长及电极电势的关系。图1 光电催化三电极反应体系◆定义及计算公式 IPCE定义为单位时间内外电路中产生的电子数Ne与单位时间内的入射单色光子数Np之比,计算公式如下:I:外电路电流值(A) h:普朗克常量(6.62×10-34 J·s) c:光速(3.0×108 m/s) e:单个电子带电量(1.6×10-19 C) E:电极所受到的光功率(W) λ:入射光波长(m) 简化后得:特别注意: ①E是电极所受到的光功率,单位为W,在AQY和STH的计算中使用的是光功率密度,单位为mW/cm2。 ②当光斑大小与电极尺寸大小一致时,无需考虑光斑不均匀的问题,但如果是使用氙灯等光斑不均匀的光源时,需要计算光斑的平均光功率。关于不均匀光斑的光功率密度测量,后续会进行单独介绍。 ◆测量方法 由公式(2)可知,IPCE的计算需要确认外电路电流值I、电极所受到的光功率E和入射光波长λ。 ①外电路电流值I 在光照条件下,光电极材料受光照后会产生光生电流,通过电化学工作站可以测得不同电势下的光生电流值。因电极材料本身为导体/半导体,故在非受光条件下电流并不为零,即I暗0,为保证测量的准确性,当暗电流较大时,需进行基底扣除,即在同一电势下,测定光电流与暗电流,然后进行基底扣除。即I=I光-I暗。 ②电极所受到的光功率E、入射光波长λ 为保证计算准确,应选择窄带波光源,即FWHM≤10 nm半波带宽(Full Width at half Maxima,FWHM)[2]建议选择单激光光源或单波长LED光源。图2. 氙灯光源配合带通405 nm滤光片和405 nm激光器的光谱图[1] 李灿, 太阳能转化科学与技术[M]. 北京,北京科学出版社, 2020: 148 [2] 西安交通大学. GB/T 26915-2011太阳能光催化分解水制氢体系的能量转换效率与量子效率计算[S]. 北京: 中国标准出版社,2012: 3      本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/Scene/detail/id/43.html

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2022.09.30

直接太阳照射的大面积光催化分解水制氢系统

氢,是宇宙中最古老的元素,太阳诞生之前它就已经存在了;氢,也是宇宙中最丰富的元素,氢原子占了整个宇宙原子数的88.6%。不仅水中有氢,太阳的能量来源于氢,未来地球的主要能量来源可能也是氢能。 绿氢是利用太阳能、风能等可再生能源产生的,可以“绿电”制“绿氢”或光催化分解水制氢。 绿电就是用风、光、水、地热等可再生能源发电,接着再通过绿电催化分解水而生产的H₂,其碳排放极低。 自去年我国“双碳”目标提出以来,绿氢在国内掀起了一轮热潮。电解水制氢具有绿色环保、生产灵活、纯度高等特点,可以满足高纯度的氢气需求。 大规模、低成本、清洁的绿氢从哪来-光催化分解水制氢 中国科学院院士、中国科学技术大学化学与材料科学学院院长李灿院士团队利用太阳能等可再生能源产生的电力电解水生产氢,并将二氧化碳与氢合成为甲醇等便于储运的绿色液态燃料。 “氢农场”项目需要解决两个关键问题,一是如何实现高效水氧化光催化过程,二是如何抑制纳米光催化剂表面生成的氧化态和还原态物种之间的反应[1]。泊菲莱科技受李灿院士团队委托定制开发了反应面积为5 m2的直接太阳光阵列式平板光化学反应系统,利用太阳能光催化技术进行光化学反应的研究。该系统采用阵列方式组合,将光催化剂涂敷于反应系统上表面,利用户外直接太阳光照射完成光催化分解水的反应。 直接太阳光阵列式平板光化学反应系统可监测辐照度、紫外辐射、辐照总量、溶液度pH值、ORP(Oxidation-Reduction Potential)等参数,对反应系统中出入口、中间温度和环境温度进行监测,为达到最佳有效光照角度,支架可在20~70°范围内调节,同时也兼具IP5防水级别、耐候性和抗温冲击性等在户外使用时所必备的性能。图5. 泊菲莱科技直接太阳光阵列式平板光化学反应系统但绿氢的来源不止有电解水的方法。 日本东京大学的Kazunari Domen教授团队[2]报道了利用铝掺杂钛酸锶(SrTiO3:Al)光催化分解水制氢,在1 m2平板反应器系统进行放大,并成功展示了100 m2的平板反应器阵列,最高STH达到0.76%。虽然氢气生产效率比较低,但这项研究表明,大规模的光催化水分解制氢和气体收集分离是可能的。 泊菲莱科技自主研发的PLR-SPR100太阳光解水反应装置,专门针对大面积光催化分解水制氢研究而开发。该装置是将光催化剂吸附于反应器上部,多个反应器并联,液体在机械泵的作用下从反应器的下端流入、上端流出,液体流过反应器,经过太阳光直接照射,光催化反应体系产出氢气,将光催化分解水产生的氢气携带至气-液分离装置。在气-液分离装置内,液体继续流回至反应器中,光催化分解水产生的氢气从气-液分离装置上端逸出,通过质量流量计测量并记录氢气产量,将光催化分解水产生反应产生的氢气储存至气体收集装置中。图6. 泊菲莱科技PLR-SPR100太阳光解水反应装置氢能源是未来能源技术和产业发展的一个重要方向,对“碳达峰”和“碳中和”的实现起到了重要作用,也是推动能源体系绿色低碳转型的重点,而绿氢的发展将是重中之重,泊菲莱科技也会在光催化及其相关研究领域为其贡献一份力量。本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/Scene/detail/id/38.html

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2022.09.16

怎么调节能让氙灯光源输出均匀光

在《氙灯光源无法满足大面积照射实验需求时怎么办?》中说明过,氙灯光源输出光斑是不均匀的。 对于实验室级别的液-固相光催化反应而言,因光催化剂是固体纳米颗粒,在磁力搅拌器的作用下,会在氙灯光源照射出的光斑范围内不断运动,所以氙灯光源光斑的不均匀性对于液-固相光催化反应的性能表征影响较小。 但在进行光电催化反应、气-固相反应、太阳能电池测试等实验中,因光电极、反应固体粉末或太阳能电池板在氙灯光源照射出的光斑范围内位置固定,氙灯光源输出的光斑不均匀性会给实验测试带来误差,特别是会给重复性实验带来较大的误差。PLS-LA320A匀光器,该匀光器可直接通过安装在氙灯光源的转向头处(如图1所示)。使用时,只需旋下转向头标配的镜头转接管,再通过螺纹将PLS-LA320A匀光器安装固定在原位置即可。图1. PLS-SXE 300D氙灯光源转向头(左)和PLS-LA320A匀光器与转向头配合使用实物照片(右)PLS-LA320A匀光器可适配Microsolar 300氙灯光源、PLS-SXE 300D/300DUV氙灯光源、PLS-SXE 300/300UV氙灯光源使用,安装后可提高氙灯光源光斑的均匀性,氙灯光源输出光斑由圆形光斑调整为六边形光斑,同时不会影响输出光谱及滤光片的正常使用。图2. PLS-SXE 300D氙灯光源输出光斑及加装PLS-LA320A匀光器后光斑形状和光谱对比PLS-LA320A匀光器是由一系列小的复眼透镜组合形成。两列复眼透镜阵列平行排列,第一列复眼透镜阵列中的各个小单元透镜的焦点与第二列的复眼透镜阵列中对应的小单元透镜的中心重合,两列复眼透镜的光轴互相平行,在焦平面就形成了均匀的近六边形光斑。图3. 复眼透镜工作原理示意图PLS-LA320A匀光器可大幅度提高氙灯光源光斑的均匀性,在使用时实际效果与照射距离相关。 将PLS-LA320A匀光器与PLS-SXE 300D氙灯光源联用,选取六边形光斑内切圆内两条垂直的直径为参考轴,逐点测量参考轴各位置的光功率密度,计算光斑的不均匀度。 从测量的数据中我们可以看出,氙灯光源光斑不均匀在80%以上,与PLS-LA320A匀光器联用后,在不同光斑大小情况下,光斑不均匀度可降低到23%以下。图4. PLS-SXE 300D氙灯光源与PLS-LA320A匀光器联用,测量数据点选择示意图和不同直径光斑的不均匀度本文素材来源:https://www.perfectlight.cn/Scene/detail/id/41.html

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2022.09.16

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