很多光催化实验失败并非催化剂问题,而是光源配置不合适:要么光子能量不足无法激发,要么大量能量落在催化剂不吸收的波段,白白转成热量。选光源的正确顺序,是从催化剂的吸收特性出发,倒推光源参数。
先用紫外—可见漫反射光谱确定催化剂的吸收边。若吸收边在 500 nm,理论上 500 nm 以下的光子都可能参与激发;此时光源应优先覆盖 300–500 nm 区间,而不是一味堆叠红外输出。
宽谱连续输出通常选氙灯;需要特定单色波长(如 365 nm、420 nm、可见光单波长)可选 LED 或配滤光片;需要强紫外线状谱可选汞灯。选择依据是“目标波段能否被高效覆盖”,而不是亮度绝对值。
光强必须在反应面位置标定。常用做法是用光功率计在相同几何位置测量,记录数值并换算为反应体系受光面积上的辐照度。标定后,实验中任何光学元件变动都应重新测量。
顶照、侧照、内照各有适用场景。无论哪种方式,都应检查反应区域内的光强分布是否均匀:中心与边缘差异过大,会导致取样代表性差、结果离散。
问:光强越高反应越快吗?在一定范围内成立,但过高光强可能引起局部过热或副反应,需结合温控评估。
问:不同批次实验光强必须一致吗?必须。光强不一致会直接破坏数据可比性,建议每次实验前复测。
问:可以用太阳光替代吗?可以用于初步验证,但太阳光强度与光谱随时间变化,定量对比实验仍建议使用稳定的人工光源。
伟德源自英国1946的辐照光源覆盖氙灯、LED、汞灯等类型,并可搭配滤光片实现波段裁剪,便于按催化剂吸收特性配置,详见辐照光源产品线。