光催化用氙灯光源选型指南
2025-08-22 来源:本站 点击次数:36
光催化用氙灯光源选型指南
一、核心选型原则
三、典型应用配置示例
案例1：有机污染物降解（紫外光催化）
五、推荐品牌与型号
六、操作注意事项
应用案例
一、核心选型原则
- 光谱匹配性
- 根据催化剂吸收波段选择：
- 紫外光催化（如TiO₂、ZnO）：需紫外增强氙灯（300-400 nm）。
- 可见光催化（如g-C₃N₄、CdS）：需可见光滤光片（λ > 420 nm）。
- 全光谱催化：保留氙灯全光谱或使用AM1.5G滤光片。
- 根据催化剂吸收波段选择：
- 光强与功率
- 小体系（<50 mL）：50-300W，光强50-200 mW/cm²。
- 大体系或高通量：500-1000W，需强化散热。
- 稳定性要求
- 光强波动<±2%，寿命≥500小时。
| 组件 | 推荐方案 | 备注 |
|---|---|---|
| 氙灯类型 | 300-500W短弧氙灯 | 紫外区辐射强度高 |
| 滤光片 | - 紫外：λ<420 nm截止滤片 - 可见：λ>420 nm滤片 |
避免红外热干扰 |
| 散热系统 | 水冷循环（必备） | 功率>300W必须配置 |
| 光路设计 | 准直光束（小型反应器）或匀光系统（大面积） | 均匀性±10%以内 |
| 监测附件 | 光强计+光谱仪（定期校准） | 推荐PM2000、Omno501 |
案例1：有机污染物降解（紫外光催化）
- 光源：300W氙灯（紫外增强型，如HSX-UV300）。
- 滤光片：紫外透过滤片（300-420 nm）。
- 散热：水冷机（控温25±1℃）。
- 反应器：石英试管+磁力搅拌。
- 光源：300W氙灯（HSX-F300）。
- 滤光片：透射-反射式滤光片（可见高反）、紫外透射反射。
- 检测：光照下，催化剂被激发产生电子，将 H⁺还原为 H₂；通过气相色谱（GC）实时检测 H₂的产量，计算产氢速率（μmol・h⁻¹・g⁻¹）或量子效率。
- 光源：300W氙灯（XENON-ZN300）。
- 滤光片：A UVIRCut400（透过400-780nm）等。
- 检测：在线气相色谱监测H₂产量。
- 光源：500W氙灯（Solar500-500T/150）。
- 滤光片：AM1.5G+红外截止滤片(UVCUT400、UVCUT420)。
- 热法（蒸发 - 冷凝）：利用热能使海水蒸发，水蒸气冷凝后得到淡水，如多级闪蒸（MSF）、多效蒸馏（MED）、太阳能蒸馏等。
- 问题：反应液温度升高
- 解决方案：
- 加装红外截止滤光片。
- 反应器外接循环水浴。
- 解决方案：
- 问题：光强不稳定
- 解决方案：
- 使用恒流电源。
- 定期更换老化氙灯（寿命500-1000小时）。
- 解决方案：
五、推荐品牌与型号
| 品牌 | 型号 | 特点 |
|---|---|---|
| 纽比特 | HSX-UV300 | 模块化设计，支持滤光片切换，光谱准确 |
| 纽比特 | Solar500+AM1.5G滤光片 | 高光谱匹配度，适合太阳光模拟实验 |
| 纽比特 | HSX-F300 | 可搭配单色仪和滤光片，多波长研究 |
- 安全防护：氙灯含紫外辐射，佩戴护目镜。
- 校准流程：
- 开机预热10分钟。
- 用光强计测量反应平面实际光强。
- 维护建议：
- 每3个月清洁光学窗口。
- 记录氙灯使用时长，及时更换。
应用案例
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