[发明专利]一种双光源光催化反应装置

说明书

本发明一种双光源光催化反应装置，包括第一光源、第二光源、第一透镜、第二透镜、第三透镜、光栅、反射镜面、单色仪、光电探测器以及主机；第一光源发出的光经过第一透镜聚光发射第一光线，第二光源发出的光通过调节光栅宽度及不同波长滤光片达到一个可调控变功率光源，经过第二透镜聚焦发射第二光线，第一光线和第二光线通过反射镜面合成一束光源，照射到样品池中；单色仪和光电探测器相连，单色仪与样品池之间设置第三透镜，光电探测器与主机相连，通过单色仪和光电探测器测定不同波长、强度，得到体系的发射光谱及荧光光谱由主机显示。本发明通过固定第一光源的强度、改变第二光源强度，通过对可测量的表观数据进行拟合得到更多的动力学参数。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，特别是涉及一种双光源光催化反应装置。

背景技术

工业生产中，百分之八十以上的反应过程需要催化剂。因此，高效、专属的催化剂研究与设计至关重要。正如催化大师Avellino Corma所说，催化研究可以分为三个层次：理解—设计—应用。只有理解了一个催化过程的机理，才能在此基础上进行催化剂的设计，最终实现应用。

同一种材料同时具有荧光和光催化性质，会引起两种可能的结果：1、荧光和光催化两种作用相互竞争，由于荧光发光效率往往较高，有的材料的荧光量子产率甚至可以超过90%，因此催化活性会被降低接近两个数量级；如果考虑到杂质能级对非辐射跃迁的影响，催化活性会被降低的更多；这可以理解为，基体吸收的总能量（E_t）中大部分用于发光，极少用于催化。2、荧光和光催化两种作用相互协同；这种情况下，部分用于荧光发射的能量以非辐射的形式传递给表面吸附的有机分子，并且活化该分子；如果这种活化出现在催化过程中的慢速步骤中，就可能大大加快对这种分子的催化速率。由于对被催化分子传递能量是建立在光谱匹配的基础上。如果某分子不能接受这种非辐射能量传递，就不会被活化，其降解速度就会非常慢，由此会产生选择性催化。

上述选择性催化要求非辐射跃迁和光催化的协同，因此其本质是研究能量在不同形式能量间的分配机理。设材料吸收光能总量为E_t，这些光能主要用于三个方向：荧光发射（E_pl）、热损耗（E_hot）和光催化（E_cat）。当把样品放入含有被催化物质的溶液中，样品表面的掺杂离子吸附被催化物质之后，如果两者之间存在非辐射能量传递（E_act），我们初步推导出如下公式：

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