光催化CO?還原反應 氣相VS液相

光催化CO?還原反應根據反應體系相態不同，通常分為氣相和液相兩種。

液相光催化CO?還原反應是將固體光催化劑均勻分散在溶液中，并在磁力攪拌器的作用下進行攪拌，放置光催化劑的沉淀并提高分散性，形成懸濁液。但受溶液對CO?的溶解度有限且溶液的pH值對溶解度的影響也較大，使液相光催化CO?還原反應的發展受到限制。

氣相光催化CO?還原反應是將光催化劑放置在反應器內的平臺上，CO?氣體可以充滿整個反應器及反應系統內部，在氣相中CO?氣體的擴散系數比在溶液中高四個數量級，這樣可以使CO?氣體參加光催化反應，同時也可以使氣體產物更容易脫附解吸。而且相比于液相光催化CO?還原反應，氣相光催化CO?還原反應中可以避免光催化劑分離的成本，更易于進行工業轉化。

詳細內容可查看《光催化CO?還原中反應相態對轉化率的影響》。
 

產品優勢

1. 高效循環：磁驅柱塞泵保證在寬氣壓范圍下氣體混勻時間<10 min，避免濃度梯度影響，確保產物檢測的準確性；

2. 高氣密性：平均漏氧量＜0.1 μmol/h，特別適合于以H₂O作電子供體光催化CO₂還原反應中O₂的精確定量分析；

3. 反應傳質效率高：氣固相反應器采用氣體“穿透”式方案，使CO₂與催化劑充分接觸，提高傳質效率，促進光催化CO₂還原反應；

4. 全自動在線分析：有效避免人為操作誤差，同時解放人力，讓反應時長更精準；

5. 光強穩定：有效避免因光強自然衰減帶來的實驗誤差。
 

Labsolar-6A氣相CO?還原-自動在線微量氣體分析系統，是一套集樣品前處理單元、反應單元、氣體循環單元、自動取、進樣單元于一體的反應系統。

優勢分析

1. 全穿透式反應器，提高氣固相傳質效率

目前光催化CO₂還原反應中的氣相反應主要分為兩種方式，一種是將光催化劑涂覆于基材上，形成薄膜，具有一定濕度的CO₂從薄膜上層流過，稱之為薄膜氣-固相反應模式，如圖1（a）所示；另一種是一定濕度的CO₂直接從光催化劑床層穿過，稱之為固定床式氣-固相反應模式，如圖1（b）所示。

薄膜氣-固相反應模式主要依賴于CO₂的被動擴散，但隨著反應器厚度的增加，CO₂與光催化劑的碰撞幾率逐漸減少，反應傳質效率受限。

有別于被動式擴散，固定床式氣-固相反應模式采用氣體“穿透”式反應器，結合Labsolar-6A氣相CO?還原-自動在線微量氣體分析系統中的磁驅柱塞泵，使CO₂氣體與光催化劑充分接觸，提高傳質效率，從而提升反應轉化率，實驗時僅需向反應系統中通入一定濕度的CO₂即可進行反應。

2. 低吸附高循環效率玻璃系統，保證進樣的重復性與線性。

有別于光解水的負壓體系，光催化CO₂還原實驗一般在常壓或微負壓條件下進行，原料氣體濃度高；而且CO₂為重組分氣體，單純的依靠氣體的自由擴散無法快實現氣體的混合，因此氣體的循環對于光催化CO₂還原實驗的測試準確性顯得尤為重要。Labsolar-6A氣相CO?還原——全玻璃自動在線微量氣體分析系統采用密閉循環管路體系，CO₂、CO、CH₄、H₂、O₂、C₂H₄等在磁驅柱塞泵的驅動下，始終處于單向流動狀態。磁驅柱塞泵兼容較寬的氣壓范圍的氣體循環，氣體循環動力強勁，氣體流動速度快。系統循環管路部分體積小，可實現CO₂、CO、CH₄、H₂、O₂、C₂H₄等氣體的快速混合，避免濃度梯度對實驗結果造成的誤差。

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統主體材質為高硼硅玻璃，具有高化學惰性、低氣阻等優點；在進行光催化CO₂還原實驗時，不產生任何氣體吸附，真實反映催化劑本征活性。

3. 精心設計密封結構，8h漏氧率低于0.1 μmol/h

4. 全自動取樣進樣系統，解放人力，提高實驗效率

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統為全自動在線分析系統，操作簡單，節省時間。所有參數設置均可在系統內置的4.5寸TFF彩色觸摸屏上完成。彩色觸摸屏可實時顯示系統內部反應壓力、環境溫度等參數。儀器內置實驗方法用于控制玻璃閥動作、氣相色譜儀及真空泵啟停。

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統的自動取、進樣單元，通過軟件程序控制機械臂旋轉玻璃閥，實現全自動取樣、進樣功能。“一鍵式”觸發，擯棄繁瑣操作，節約科研時間；全自動在線取樣、進樣，杜絕人為誤差；配合Microsolar 300 氙燈光源使用，可實現長周期無人干預，特別適用于光催化CO₂還原長周期實驗。

5. 溫控結構

Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統采用蛇形冷凝管，減少光催化CO₂實驗過程中產生的水氣、乙腈、三乙醇胺等低沸點組分進入循環管路，保護氣相色譜儀。可選配冷阱，進一步分離低沸點組分，延長真空泵使用壽命。

6. 防護罩

全玻璃自動在線微量氣體分析系統具有金屬防護箱體，對輻射可能的氣體泄漏有一定防護作用。可選配光防護罩，有效放置光污染。

產品參數

氣相CO?還原反應系統及相關配套設備

*Labsolar-6A全玻璃自動在線微量氣體分析系統可與大多數型號的氣相色譜儀聯用，聯用檢出限分別為H₂~0.05 μmol，O₂~0.1 μmol，CH₄~0.0005 μmol，CO~0.0005 μmol，可以滿足不同產量催化劑的活性評價。擁有成熟的色譜配置方案，可對氣相光催化CO₂還原反應的主要氣相產物及部分液相產物“一站式”定性、定量分析。