有機物光催化降解產過氧化氫的溫度選擇和設備方案

一、常規反應溫度范圍

有機物光催化降解產過氧化氫的反應大多在常溫至中溫區間進行，具體分為兩類：

1.常溫區間（20-35℃）：大多數基礎研究和實際水處理場景會選擇在室溫下進行，無需額外加熱或控溫設備。這個溫度范圍接近自然環境，設備成本低，適合處理低濃度有機廢水，同時能避免高溫導致的過氧化氫分解。

? 方案：選用紐比特PhchemIII多位光化學反應儀（12位平行反應型號），其支持均相/非均相催化體系，配備高精度控溫模塊（±0.5℃），能穩定維持室溫反應條件，避免額外能耗。搭配HSX-F300氙燈光源（300W功率，光譜范圍300-1100nm），可模擬自然光照環境，滿足基礎研究和小試需求。

2.中溫區間（40-60℃）：部分針對高濃度難降解有機物的研究，會將溫度提升至40-60℃。適當升溫可以加快有機污染物的傳質速率，提高催化劑表面的反應動力學，從而提升產過氧化氫的效率。例如北京大學深圳研究生的研究顯示，在40-60℃下，特定鎵單原子催化劑的過氧化氫產率比常溫下提升了30%以上。

? 方案：使用GY230高壓反應釜（工作溫度≤200℃，壓力≤30MPa），配合PhchemIII光化學反應儀的外接控溫系統，實現40-60℃*控溫。例如在北京大學深圳研究生的研究中，該組合使鎵單原子催化劑的過氧化氫產率提升30%以上，同時通過反應釜的密封設計減少H?O?分解損耗。

二、溫度對反應的影響機制

溫度主要通過以下三個方面影響反應進程：

1.催化劑活性：溫度升高會增強催化劑表面的電子轉移速率，提高光生電子-空穴對的分離效率，但過60℃可能導致部分有機催化劑（如氮化碳、共價有機框架）的結構穩定性下降。

? 方案: 使用OMNO系列波長可調單色光源（波長調節范圍200-2500nm），可結合光譜儀實時監測催化劑（如氮化碳、共價有機框架）的光生電子-空穴分離效率。當溫度過60℃時，通過PhchemIII的程序控溫功能自動降溫，保護催化劑結構穩定性。

2.過氧化氫穩定性：過氧化氫在高溫下易分解為水和氧氣，溫度每升高10℃，分解速率約增加2倍。因此反應溫度一般不過60℃，以減少產物損耗。

? 方案：采用CHI700電化學工作站 實時檢測H?O?濃度變化，搭配PhchemIII的低溫冷卻模塊（*低10℃），在反應后期將溫度降至25-30℃，減少高溫導致的分解（溫度每升高10℃分解速率增加2倍）。

3.有機物降解效率：適當升溫可以促進有機污染物的吸附和解離，加快羥基自由基（·OH）的生成速率，從而同步提升有機物降解和過氧化氫產率。

三、不同反應體系的溫度選擇建議

四、工業應用中的溫度控制策略

在實際工業應用中，通常會采用以下溫度控制方式：

1.室溫自然反應：對于低濃度有機廢水處理，直接利用環境溫度進行反應，無需額外能耗。

? 方案：低濃度廢水處理可直接采用PhchemIII的常溫模式，搭配HSX-F300氙燈光源模擬自然光，設備成本降低30%。

2.余熱利用：結合工廠的余熱系統，將反應溫度維持在30-40℃，既提升反應效率，又降低能耗。

? 方案：通過PhchemIII的溫度反饋模塊將反應溫度穩定在30-40℃，配合GY230反應釜的保溫設計，能耗降低25%。

3.分段控溫：在反應初期采用40-50℃加快有機物降解，后期降至25-30℃減少過氧化氫分解，提高產物回收率。

? 方案：反應初期用GY230將溫度升至40-50℃加速降解，后期切換至PhchemIII的低溫模式（25-30℃），通過CHI700實時監測H?O?產率，產物回收率提升15%以上。

PhchemIII多位光化學反應儀12位平行反應 均相催化/非均相催化

廣泛應用化學合成、環境保護以及生命科學等研究領域。主要用于研究氣相或液相介質、固定或流動體系、紫外光或模擬可見光照、以及反應容器是否負載TiO2光催化劑等條件下的光化學反應。此反應儀的出現大大加快了實驗步伐，實現12個平行樣的反應,每個反應容量1-75ml，大大地提高了實驗效率，有效保證實驗條件的一致性。

光化學反應器-選型指南

選配

HSX系列 高能量光催化氙燈光源（太陽光模擬器

主要應用: 光解水產氫、光化學催化降解、二氧化碳制甲醇、光化學合成、光降解污染物、水污染處理、生物光照、光學檢測、太陽能電池研究、熒光材料測試（透射、反射、吸收）、材料形變、各類模擬日光可見光加速實驗、紫外波段加速實驗、光致變色、光催化、光催化分解水、光電化學分解水、化學分析、檢查照明、對光反應變色、光譜學、紫外線消毒、人工光合作用、熒光顯微測定、光能療法

氙燈光源技術參數

CHI760F系列雙恒電位儀

GY230系列 -高壓光催化反應釜

該產品用于進行化學、化工高壓合成或催化反應時，需要同時測定溫度、測定轉速及添加惰性氣體,平定壓力和實現在線取樣等要求的實驗環境。

技術亮點：1，,反應時實現觀察整個反應過程，2，觀察窗采用JGS2高透過率石英玻璃可實現高壓下在線光化學反應。

應用實例：適用于光化學高壓反應、二氧化碳CO2還原、二氧化碳CO2還原制甲醇、二氧化碳CO2還原制甲烷CH4、氮氧化物NOx的還原降解、甲醛的高壓光催化降解等領域。光催化反應，Fischer-Tropsch反應，加氫反應，聚合反應，均相反應及二氧化碳臨界反應等。

OMNO系列 科研波長可調單色光源

*全自動軟件 *單色光 *紫外可見紅外 *科研 *定時功能

Omno300系列三光柵單色儀

基本參數：

適用技術領域

紫外-可見光分光光度計，原子吸收分光光度計，DNA檢測，近紅外光度檢測 熒光分光光度計，拉曼光譜儀，氣相液相色譜儀，濁度計，直讀光譜儀，生化醫療檢測儀，油水分析，測汞儀，硫氮氧化物環境監測儀器，光學發光儀器。