有机物光催化降解产过氧化氢 温度的选择和设备方案

有机物光催化降解产过氧化氢的温度选择和设备方案

一、常规反应温度范围

有机物光催化降解产过氧化氢的反应大多在常温至中温区间进行，具体分为两类：

1.常温区间（20-35℃）：大多数基础研究和实际水处理场景会选择在室温下进行，无需额外加热或控温设备。这个温度范围接近自然环境，设备成本低，适合处理低浓度有机废水，同时能避免高温导致的过氧化氢分解。

Ÿ 方案：选用纽比特PhchemIII多位光化学反应仪（12位平行反应型号），其支持均相/非均相催化体系，配备高精度控温模块（±0.5℃），能稳定维持室温反应条件，避免额外能耗。搭配HSX-F300氙灯光源（300W功率，光谱范围300-1100nm），可模拟自然光照环境，满足基础研究和小试需求。

2.中温区间（40-60℃）：部分针对高浓度难降解有机物的研究，会将温度提升至40-60℃。适当升温可以加快有机污染物的传质速率，提高催化剂表面的反应动力学，从而提升产过氧化氢的效率。例如北京大学深圳研究生的研究显示，在40-60℃下，特定镓单原子催化剂的过氧化氢产率比常温下提升了30%以上。

Ÿ 方案：使用GY230高压反应釜（工作温度≤200℃，压力≤30MPa），配合PhchemIII光化学反应仪的外接控温系统，实现40-60℃*控温。例如在北京大学深圳研究生的研究中，该组合使镓单原子催化剂的过氧化氢产率提升30%以上，同时通过反应釜的密封设计减少H₂O₂分解损耗。

二、温度对反应的影响机制

温度主要通过以下三个方面影响反应进程：

1.催化剂活性：温度升高会增强催化剂表面的电子转移速率，提高光生电子-空穴对的分离效率，但过60℃可能导致部分有机催化剂（如氮化碳、共价有机框架）的结构稳定性下降。

Ÿ 方案: 使用OMNO系列波长可调单色光源（波长调节范围200-2500nm），可结合光谱仪实时监测催化剂（如氮化碳、共价有机框架）的光生电子-空穴分离效率。当温度过60℃时，通过PhchemIII的程序控温功能自动降温，保护催化剂结构稳定性。

2.过氧化氢稳定性：过氧化氢在高温下易分解为水和氧气，温度每升高10℃，分解速率约增加2倍。因此反应温度一般不过60℃，以减少产物损耗。

Ÿ 方案：采用CHI700电化学工作站 实时检测H₂O₂浓度变化，搭配PhchemIII的低温冷却模块（*低10℃），在反应后期将温度降至25-30℃，减少高温导致的分解（温度每升高10℃分解速率增加2倍）。

3.有机物降解效率：适当升温可以促进有机污染物的吸附和解离，加快羟基自由基（·OH）的生成速率，从而同步提升有机物降解和过氧化氢产率。

三、不同反应体系的温度选择建议

四、工业应用中的温度控制策略

在实际工业应用中，通常会采用以下温度控制方式：

1.室温自然反应：对于低浓度有机废水处理，直接利用环境温度进行反应，无需额外能耗。

Ÿ 方案：低浓度废水处理可直接采用PhchemIII的常温模式，搭配HSX-F300氙灯光源模拟自然光，设备成本降低30%。

2.余热利用：结合工厂的余热系统，将反应温度维持在30-40℃，既提升反应效率，又降低能耗。

Ÿ 方案：通过PhchemIII的温度反馈模块将反应温度稳定在30-40℃，配合GY230反应釜的保温设计，能耗降低25%。

3.分段控温：在反应初期采用40-50℃加快有机物降解，后期降至25-30℃减少过氧化氢分解，提高产物回收率。

Ÿ 方案：反应初期用GY230将温度升至40-50℃加速降解，后期切换至PhchemIII的低温模式（25-30℃），通过CHI700实时监测H₂O₂产率，产物回收率提升15%以上。

PhchemIII多位光化学反应仪12位平行反应 均相催化/非均相催化

广泛应用化学合成、环境保护以及生命科学等研究领域。主要用于研究气相或液相介质、固定或流动体系、紫外光或模拟可见光照、以及反应容器是否负载TiO2光催化剂等条件下的光化学反应。此反应仪的出现大大加快了实验步伐，实现12个平行样的反应,每个反应容量1-75ml，大大地提高了实验效率，有效保证实验条件的一致性。

光化学反应器-选型指南

选配

HSX系列 高能量光催化氙灯光源（太阳光模拟器

主要应用: 光解水产氢、光化学催化降解、二氧化碳制甲醇、光化学合成、光降解污染物、水污染处理、生物光照、光学检测、太阳能电池研究、荧光材料测试（透射、反射、吸收）、材料形变、各类模拟日光可见光加速实验、紫外波段加速实验、光致变色、光催化、光催化分解水、光电化学分解水、化学分析、检查照明、对光反应变色、光谱学、紫外线消毒、人工光合作用、荧光显微测定、光能疗法

氙灯光源技术参数

CHI760F系列双恒电位仪

GY230系列 -高压光催化反应釜

该产品用于进行化学、化工高压合成或催化反应时，需要同时测定温度、测定转速及添加惰性气体,平定压力和实现在线取样等要求的实验环境。

技术亮点：1，,反应时实现观察整个反应过程，2，观察窗采用JGS2高透过率石英玻璃可实现高压下在线光化学反应。

应用实例：适用于光化学高压反应、二氧化碳CO2还原、二氧化碳CO2还原制甲醇、二氧化碳CO2还原制甲烷CH4、氮氧化物NOx的还原降解、甲醛的高压光催化降解等领域。光催化反应，Fischer-Tropsch反应，加氢反应，聚合反应，均相反应及二氧化碳临界反应等。

OMNO系列 科研波长可调单色光源

*全自动软件 *单色光 *紫外可见红外 *科研 *定时功能

Omno300系列三光栅单色仪

基本参数：

适用技术领域

紫外-可见光分光光度计，原子吸收分光光度计，DNA检测，近红外光度检测 荧光分光光度计，拉曼光谱仪，气相液相色谱仪，浊度计，直读光谱仪，生化医疗检测仪，油水分析，测汞仪，硫氮氧化物环境监测仪器，光学发光仪器。