壓電(光)催化基礎解析:壓電實驗的過程與機制
2024-04-12112
壓電(光)催化基礎解析:壓電實驗的過程與機制
在常規光催化反應中,由于光生電荷載流子的快速復合,導致光催化效率通常較低。為了解決這一問題,結合壓電和光催化特性的壓電光催化技術,在水分解和有機污染物降解等領域展現了顯著優勢。壓電效應能夠將機械能(如風能、潮汐能或水流)轉化為化學能,驅動催化劑表面的氧化還原反應。這種效應不僅促進了電荷的分離和轉移,還調節了電荷載流子的能量,從而在熱力學上促進催化反應。
具體步驟如下:
1. 氣體控制部分:首先,將合成的壓電催化劑分散在含有30毫升去離子水的石英玻璃反應器中。使用多路氣氛控制器對反應器進行抽真空,并用氬氣沖洗約10次,以去除其中的空氣。
2. 壓電效應發生部分:然后,將裝有催化劑懸浮液的石英玻璃反應器置于功率為240瓦、頻率為68千赫茲的超聲波裝置中,保持反應溫度在25攝氏度。
3. 產物檢測部分:最后,每30分鐘使用注射器抽取0.4微升氣體產物,并通過氣相色譜儀分析氫氣含量。對于液體產物H?O?,定期從反應器中取出1毫升溶液,離心分離出壓電催化劑后,使用N,N-二乙基-p-苯二胺(DPD)-辣根過氧化物酶(POD)法進行定量分析。 在這個實驗中,壓電效應是通過施加機械應力(例如超聲波振動)來實現的。而在壓電光催化系統中,只需在此基礎上添加光源照射樣品即可完成整個反應過程。
2025-02-17