- 2025-01-10 17:03:03光催化降解裝置
- 光催化降解裝置是一種利用光催化劑在光照條件下催化降解有機污染物的設備。它通過將光能轉化為化學能,激活光催化劑表面的活性位點,進而產(chǎn)生具有強氧化性的自由基,這些自由基能夠破壞有機污染物的化學鍵,將其降解為無害的小分子物質,如水和二氧化碳。該裝置具有高效、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)點,廣泛應用于廢水處理、空氣凈化、自潔材料等領域。通過優(yōu)化光催化劑和光照條件,可進一步提高其降解效率和適用范圍。
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光催化降解裝置問答
- 2023-07-12 14:28:10核磁共振測試裝置
- 核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)測試裝置是用于進行核磁共振實驗的儀器設備。它通常由以下幾個主要組成部分構成:1.磁體(Magnet):磁體是核磁共振測試裝置的主要組成部分,用于產(chǎn)生強大的恒定磁場。常見的磁體類型包括超導磁體和永磁磁體。超導磁體通常使用低溫超導材料制成,能夠產(chǎn)生非常高的磁場強度,而永磁磁體則使用常久磁體產(chǎn)生相對較低的磁場強度。2.射頻系統(tǒng)(RF System):射頻系統(tǒng)用于產(chǎn)生和控制射頻脈沖,用于激發(fā)和探測核自旋的共振信號。它通常包括射頻發(fā)生器、射頻放大器和射頻線圈。射頻脈沖的頻率和功率可以根據(jù)實驗需要進行調節(jié)。3.控制系統(tǒng)(Control System):控制系統(tǒng)用于控制整個核磁共振測試裝置的操作。它通常包括計算機、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和相關的控制軟件。計算機通過軟件控制實驗參數(shù)的設置、數(shù)據(jù)采集、處理和分析等操作。4.梯度線圈(Gradient Coils):梯度線圈用于在空間中產(chǎn)生線性磁場梯度,以實現(xiàn)對樣品的空間定位和空間編碼。通過梯度線圈的控制,可以實現(xiàn)核磁共振成像(MRI)等空間分辨率較高的實驗技術。5.探測器(Detector):探測器用于接收和檢測核磁共振信號。常見的探測器包括線圈探測器(例如表面線圈和體積線圈)和光學探測器(例如光纖光柵)等。核磁共振測試裝置的具體配置和規(guī)格會因應用領域和實驗需求的不同而有所差異。不同的裝置可以進行各種類型的核磁共振實驗,包括化學成分分析、結構鑒定、動力學研究、磁共振成像等。
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- 2022-04-28 07:13:31HPRS-PEC250光催化光電反應釜
- 優(yōu)勢特點:HPRS-PEC250光催化光電反應釜高端版采用藍寶石大視窗,標配控溫攪拌、耐壓電極、鉑電極夾、自動升降平臺;技術上采用最 新的卡環(huán)法蘭結構,模塊加熱,實現(xiàn)恒溫定時和運行定時功能、在線取液體樣和氣體樣品。更安全的設計,可24小時不間斷工作。產(chǎn)品應用:光電協(xié)同作用提高光催化材料的催化活性。將催化劑固定在導電基體上,同時外加-偏壓抑 制光生電子和空穴的復合,從而發(fā)展出一種新型的技術—電化學輔助光催化技術,即光電催化技術。這是一種有效促進光生電子和空穴分離,并利用光電協(xié)同作用增強光催化氧化技術,以光催化劑作為光陽極,對其施加一定的偏壓,光生電子就會遷移至外電路,從而抑 制光生電子和空穴的復合,空穴在催化劑表面積累,并進一步提高催化劑的活性。光電化學還原CO2,半導體在光照作用下,利用陰極材料在電化學作用下都能產(chǎn)生催化活性的特性,達到光電結合催化還原CO2的目的。
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- 2023-04-18 10:25:01低真空下的高效光催化二氧化碳還原反應
- 1. 文章信息標題:High-efficiency photoreduction of CO2 in a low vacuum中文標題: 低真空下的高效光催化二氧化碳還原反應頁碼:15389-15396DOI:10.1039/d2cp00269h 2. 期刊信息期刊名:Physical Chemistry Chemical PhysicsISSN:1463-90842021年影響因子:3.945分區(qū)信息: 二區(qū)TOP(升級版)涉及研究方向: 物理化學、化學物理、生物物理化學 3. 作者信息:作者是 Yuxin Liu (劉鈺鑫) 。通訊作者為 Shuai Kang (康帥)、Zhuofeng Hu (胡卓鋒)、Wenqiang Lu (陸文強)。4.實驗儀器:CEL-SPH2N/PAEM文章簡介:利用太陽光進行光催化反應制備綠色清潔能源是非常誘人的技術。加之,如今人們依賴化石能源給大氣中排放了過多的CO2。將CO2在光的作用下轉換成可燃燒的CO、CH4或者其他碳氫化合物是一個兩全其美的方法。CO2是一個很穩(wěn)定的分子,許多研究關注制備高效、穩(wěn)定的光催化劑來提高CO2還原性能,這些研究主要通過擴展光響應范圍、加快電荷輸運、增加活性位點、選擇性吸附CO2等。但是,光催化CO2反應目前面臨的一個大問題是,不管用哪種催化劑,反應的產(chǎn)物還是太少,不能在現(xiàn)實中實施。然而,反應中CO2的實際用量很少,每克催化劑每小時大約只用毫摩爾級的CO2,但是絕大部分研究在大氣壓下純二氧化碳中進行。我們認為,在合適的CO2含量中研究CO2還原反應是很有意義的。因此,我們用常規(guī)TiO2作為光催化劑,在低真空下研究了光催化CO2的反應效率。如下圖1,實驗表明低真空氣氛有助于提高光催化CO2反應性能。在低濃度CO2(10%)中,低真空下反應的CH4產(chǎn)率提高了100倍,純CO2中的CH4產(chǎn)率也提高了大約18倍。通過質譜檢測,反應生成的CH4來源于CO2而不是雜質等的其他物質。圖1(a)不同氣壓下CH4產(chǎn)率,(b)-80kPa和大氣壓下CH4產(chǎn)率對比.(c)用13CO2反應得到的13CH4的質譜譜線.催化反應的穩(wěn)定性在實際實施中舉足輕重,我們測試了在低真空下反應四個循環(huán)(圖2a)和連續(xù)反應24小時(圖2b)的情況,實驗表明,CH4產(chǎn)率和選擇性均穩(wěn)定。24小時后,CH4產(chǎn)率在低真空下是3.4umol,在大氣壓下是0.9umol.我們用XPS分析了在不同氣壓下的催化反應過程(圖2c-d)。低真空下,反應3.5小時,催化劑表面COH*飽和,一直持續(xù)到反應24小時(有CH4生成);而在大氣壓下,反應3.5小時的COH*很少量,反應24下時催化劑表面的COH*才逐漸飽和(如圖2e)。圖2 低真空下光催化CO2反應的穩(wěn)定性測試.(a)循環(huán)測試,(b)連續(xù)測試.測試前后催化劑表面COOH*和CO*的(c)C1s變化情況和(d)定量分析,(e)COH*的演變圖.我們分析了低真空下光催化CO2反應的機理。如圖3a,TiO2吸收了光子產(chǎn)生電子,這些光電子一部分與CO2反應生成CO和CH4。檢測到的光電流是電子-空穴再結合和表面吸附物質導致的電子湮滅這兩者的競爭結果導致。在低氣壓下,后者被抑制,體現(xiàn)出增大的光電流(如圖3b),這有助于CO2的還原反應。另外,大氣中的氣體分子由于布朗運動能促進CO從催化劑表面的脫附,不利于CH4的生成(如圖3c)。大氣中的氣體分子也會占據(jù)催化劑表面的位點,導致CO-不易與-H結合,阻礙CH4的生成(如圖3d)。圖3低真空下光催化CO2反應的機理分析.(a)TiO2的能帶結構,(b)不同氣壓下的光電流對比,(c)布朗運動對反應的影響,(d)活性位點抑制.為了驗證低真空下光催化CO2反應性能提高,我們用Pt-TiO2催化劑研究了光催化CO2反應,結果如圖4。低真空下,CH4產(chǎn)率是1.47umol,選擇性是94.71%;而大氣壓下,CH4產(chǎn)率是0.83umol,選擇性是81.14%。圖4低真空下光催化CO2反應的驗證.(a)Pt-TiO2的CH4產(chǎn)率,(b)不同Pt含量的CH4產(chǎn)率對比.總之,研究表明氣壓對光催化CO2還原反應有很大的影響,低真空下光催化CO2反應性能有所提高。不論在純CO2中還是在低濃度CO2(10%)中,這個結論依然成立。性能增強主要來源于低真空下光電子能更好的聚集、布朗運動較弱、有更多的活性位點。我們認為這種從工程學角度來提高光催化CO2的反應效率是有效且普適的策略,能為光電催化CO2還原反應和其他反應提供有價值的參考。
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- 2022-11-25 11:40:15低真空下的高效光催化二氧化碳還原反應
- 1. 文章信息標題:High-efficiency photoreduction of CO2 in a low vacuum中文標題: 低真空下的高效光催化二氧化碳還原反應頁碼:15389-15396DOI:10.1039/d2cp00269h 2. 文章鏈接https://pubs-rsc-org-443.webvpn.las.ac.cn/en/content/articlelanding/2022/cp/d2cp00269h3. 期刊信息期刊名:Physical Chemistry Chemical PhysicsISSN:1463-90842021年影響因子:3.945分區(qū)信息: 二區(qū)TOP(升級版)涉及研究方向: 物理化學、化學物理、生物物理化學 4. 作者信息:第 一作者是 Yuxin Liu (劉鈺鑫) 。通訊作者為 Shuai Kang (康帥)、Zhuofeng Hu (胡卓鋒)、Wenqiang Lu (陸文強)。5.產(chǎn)品型號:CEL-SPH2N系列全自動光解水系統(tǒng)利用太陽光進行光催化反應制備綠色清潔能源是非常誘人的技術。加之,如今人們依賴化石能源給大氣中排放了過多的CO2。將CO2在光的作用下轉換成可燃燒的CO、CH4或者其他碳氫化合物是一個兩全其美的方法。CO2是一個很穩(wěn)定的分子,許多研究關注制備高效、穩(wěn)定的光催化劑來提高CO2還原性能,這些研究主要通過擴展光響應范圍、加快電荷輸運、增加活性位點、選擇性吸附CO2等。但是,光催化CO2反應目前面臨的一個大問題是,不管用哪種催化劑,反應的產(chǎn)物還是太少,不能在現(xiàn)實中實施。然而,反應中CO2的實際用量很少,每克催化劑每小時大約只用毫摩爾級的CO2,但是絕大部分研究在大氣壓下純二氧化碳中進行。我們認為,在合適的CO2含量中研究CO2還原反應是很有意義的。因此,我們用常規(guī)TiO2作為光催化劑,在低真空下研究了光催化CO2的反應效率。如下圖1,實驗表明低真空氣氛有助于提高光催化CO2反應性能。在低濃度CO2(10%)中,低真空下反應的CH4產(chǎn)率提高了100倍,純CO2中的CH4產(chǎn)率也提高了大約18倍。通過質譜檢測,反應生成的CH4來源于CO2而不是雜質等的其他物質。圖1(a)不同氣壓下CH4產(chǎn)率,(b)-80kPa和大氣壓下CH4產(chǎn)率對比.(c)用13CO2反應得到的13CH4的質譜譜線.催化反應的穩(wěn)定性在實際實施中舉足輕重,我們測試了在低真空下反應四個循環(huán)(圖2a)和連續(xù)反應24小時(圖2b)的情況,實驗表明,CH4產(chǎn)率和選擇性均穩(wěn)定。24小時后,CH4產(chǎn)率在低真空下是3.4umol,在大氣壓下是0.9umol.我們用XPS分析了在不同氣壓下的催化反應過程(圖2c-d)。低真空下,反應3.5小時,催化劑表面COH*飽和,一直持續(xù)到反應24小時(有CH4生成);而在大氣壓下,反應3.5小時的COH*很少量,反應24下時催化劑表面的COH*才逐漸飽和(如圖2e)。圖2 低真空下光催化CO2反應的穩(wěn)定性測試.(a)循環(huán)測試,(b)連續(xù)測試.測試前后催化劑表面COOH*和CO*的(c)C1s變化情況和(d)定量分析,(e)COH*的演變圖.我們分析了低真空下光催化CO2反應的機理。如圖3a,TiO2吸收了光子產(chǎn)生電子,這些光電子一部分與CO2反應生成CO和CH4。檢測到的光電流是電子-空穴再結合和表面吸附物質導致的電子湮滅這兩者的競爭結果導致。在低氣壓下,后者被抑 制,體現(xiàn)出增大的光電流(如圖3b),這有助于CO2的還原反應。另外,大氣中的氣體分子由于布朗運動能促進CO從催化劑表面的脫附,不利于CH4的生成(如圖3c)。大氣中的氣體分子也會占據(jù)催化劑表面的位點,導致CO-不易與-H結合,阻礙CH4的生成(如圖3d)。圖3低真空下光催化CO2反應的機理分析.(a)TiO2的能帶結構,(b)不同氣壓下的光電流對比,(c)布朗運動對反應的影響,(d)活性位點抑 制.為了驗證低真空下光催化CO2反應性能提高,我們用Pt-TiO2催化劑研究了光催化CO2反應,結果如圖4。低真空下,CH4產(chǎn)率是1.47umol,選擇性是94.71%;而大氣壓下,CH4產(chǎn)率是0.83umol,選擇性是81.14%。圖4低真空下光催化CO2反應的驗證.(a)Pt-TiO2的CH4產(chǎn)率,(b)不同Pt含量的CH4產(chǎn)率對比.總之,研究表明氣壓對光催化CO2還原反應有很大的影響,低真空下光催化CO2反應性能有所提高。不論在純CO2中還是在低濃度CO2(10%)中,這個結論依然成立。性能增強主要來源于低真空下光電子能更好的聚集、布朗運動較弱、有更多的活性位點。我們認為這種從工程學角度來提高光催化CO2的反應效率是有效且普適的策略,能為光電催化CO2還原反應和其他反應提供有價值的參考。產(chǎn)品推薦:CEL-PAEM-D8Plus光催化活性評價系統(tǒng) CEL-PAEM-D8Plus光催化活性評價系統(tǒng)(專業(yè)全自動二氧化碳還原CO2+全解水H2O)是評價光催化劑的重大升級, 主要用于專業(yè)全自動二氧化碳還原密閉體系分析,兼容光解水、全解水。系統(tǒng)最 大的優(yōu)勢是全新的外觀設計,更加方便的使用,系統(tǒng)所有管路全部采用控溫,實現(xiàn)樣品采集與樣品的分析無縫連接。D8Plus將玻璃系統(tǒng)集成于封閉遮光的箱體內,易于移動,不易損壞。在催化劑的成本較昂貴的實驗中,更有利用光催化CO2的應用。實現(xiàn)在線全自動無人值守測試分析;可選擇手動、半自動、全自動取樣方式;配置軟件USB反控;測試范圍廣,氫、氧、CO2、甲烷、CO、烴類、甲醛、甲醇、甲酸等微量氣體。
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- 2023-01-04 11:22:37【新案例】鎮(zhèn)痛藥芬 太尼 - 兩步連續(xù)光催化合成
- 背景介紹巴西Federal University of Sa?o Carlos化學系的教授,在最近一期Organic Letters 上發(fā)表了一篇文章,介紹了一種新穎的芬 太尼合成方法。芬太 尼是世界范圍內最常用的,用于術中鎮(zhèn)痛的阿 片類藥物之一。芬太 尼具有比目前流行的嗎 啡和哌替啶更好的鎮(zhèn)痛作用。傳統(tǒng)芬太 尼合成過程,反應時間長、步驟多,還需要昂貴的還原劑、保護基團和鹵代溶劑的使用等缺點。圖1. 芬太 尼連續(xù)合成示意圖作者設計了一種光催化連續(xù)流動技術的合成路線。該連續(xù)流工藝具有快速、經(jīng)濟、安全和可擴展性,并可應用于一類具有高需求的活性藥物成分(API) 的合成。研究過程1.釜式工藝研究圖2. 第 一步光合化學反應合成中間7 釜式工藝條件篩選發(fā)現(xiàn):較高用量的抗壞血酸(AscH2)和較稀反應液濃度,有助于提高轉化率;溶劑甲醇和2eq.的AscH2的條件下,獲得了最高的GC – MS收率(85%);其他溶劑,如DMF:H2O, DMSO, THF和H2O的反應結果都不理想。2.第 一步光催化連續(xù)工藝研究作者將第 一步光催化反應轉換為連續(xù)流模式。在不同停留時間和光強下,對持液體積為30mL的450nm LED藍光反應器進行了兩種強度的測試。圖3. 第 一步光催化連續(xù)工藝流程圖表1. 第 一步光催化連續(xù)工藝條件篩選a:第 一步連續(xù)流光合成反應條件篩選結果。反應在34°C(帶夾套控溫PFA盤管反應器)下進行,以MPA(3.0eq.)、AscH2(2.0eq.)、4-哌啶酮(5)(0.25mmol)、苯乙醛(1.2eq.)和[Ru(bpy)3]Cl2·6H2O (1 mol %)在脫氣甲醇(1mL)中,得到0.208 M濃度5的溶液(1.2mL)b:以正十二烷為內標,定量GC - MS計算產(chǎn)率c:分離收率d:反應在50°C下進行e:反應在10°C下進行 綜合反應收率和生產(chǎn)效率,作者選擇了表1 entry 5, 作為相對最佳條件,并進行了放大研究,展現(xiàn)了極好的重復性(57 - 60%的產(chǎn)率)。3. 第二步光催化連續(xù)工藝研究對于第二步光催化反應,作者使用了與第 一步相同的優(yōu)化連續(xù)條件。用N-苯乙基保護的哌啶酮(7)作為親電試劑,苯胺(8)作為親核試劑形成亞胺中間體。圖4. 第二步光催化連續(xù)工藝流程圖表2. 第二步光催化連續(xù)工藝條件篩選a:第二步連續(xù)流光合成反應。以MPA(3.0eq.)、AscH2(2.0eq.)、N-苯乙基保護的哌啶酮 (7) (0.25mmol)、苯胺(8)(1.2eq.)和[Ru(bpy)3]Cl2·H2O (1mol %)在脫氣甲醇(1mL)中反應25℃,得到0.208M濃度7的溶液。b:分離收率在0.083mL/min的流速下,使用2.0g (9.8mmol)的7進行工藝強化,以分離收率84%,得到產(chǎn)物9(2.3g量級,約7小時)。4.兩步光催化反應串聯(lián)作者設計了一種將兩步光催化反應連接起來,并避免中間產(chǎn)物7提純的系統(tǒng)裝置。使用方案5中給出的設置以0.167mL/min流速,進行第 一步光催化反應,并對這步反應液(中間體7)進行收集。同時,將其與苯胺8以0.083mL/min的總流速,進入第二個光照反應器中圖5. 兩步光催化反應串聯(lián)示意圖最終流出的反應液的GC - MS分析表明,中間體7幾乎被完全消耗,產(chǎn)物9的總GC - MS產(chǎn)率為52%,兩步光反應總分離產(chǎn)率為42% (0.3 g反應量級)。兩個光催化步驟的串聯(lián),消除了一個純化步驟,并最大限度地減少了廢物的產(chǎn)生。二、實驗總結兩個連續(xù)光催化步驟的串聯(lián),消除了一個純化步驟,并最大限度地減少了廢物的產(chǎn)生;新方法降低了反應溫度并縮短了反應時間;該方法可用于相關API藥物分子的批量連續(xù)制造;藥物新合成方法對原料藥文獻和制藥工業(yè)有很大的實用價值。參考文獻:Org. Lett. 2022, 24, 8331 ?8336
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