光催化性能测试仪器及步骤

复合样品光催化性能测试及分析1.1 光催化实验1.1.1实验准备所需实验仪器：低速离心机，SGY-IB 型多功能光化学反应仪（南京斯东柯电气设备有限公司），TU-1810 紫外可见分光光度计，100mL 石英烧杯，磁子，离心管和滴管；配制10mg/L 的罗丹明B 溶液备用。

1.1.2具体实验称取20mg 光催化剂到石英烧杯，加入100mL 配好的罗丹明B 溶液，超声使催化剂分散均匀，在暗箱搅拌30分钟达到吸附平衡，再置于500W 汞灯下，紫外灯预热5min 后进行反应，20分钟取样一次，离心后取上清液，在554nm 处测定其吸光度的变化，根据吸光度变化测定其降解率：µ=(A 0-A f )/A 0，其中A 0表示染料最大吸光度，A f 表示光催化结束后染料的最终吸光度。

1.2 光催化数据处理A B STime (min)图1.1各种催化剂对罗丹明B 的光催化降解曲线GT-3GT-2GT-1TiO2RGOR e m o v a l E f f e c i e n c y (%)图1.2 复合催化剂催对罗丹明B 最终光降解率，其中GT-1、GT-2和GT-3分别代表复合催化剂Graphene-TiO 2-1、Graphene-TiO 2-2和Graphene-TiO 2-31.3 光催化实验分析通过光催化数据分析，可以比较明显的看出：（1）水热复合的石墨烯/二氧化钛催化剂较单纯的锐钛矿型二氧化钛催化剂光催化性能好，并且在光催化前期对染料有很好的吸附性，提高了催化效率。

（2）在一定的酸性条件下产生的石墨烯/混晶二氧化钛催化剂最终光降解效率最好。

（3）当酸的浓度逐渐降低时，形成的复合催化剂结晶性会降低，但是前期对染料的吸附性和光催化速度得到优化。

分析其原因：石墨烯和二氧化钛复合后，由于石墨烯具有良好的导电性，可以快速的传输光速电子，避免了载流子的复合，另外石墨烯具有较大的比表面积，可以吸附染料，从而提高了光催化效率。

一、实验目的1. 了解光催化反应的基本原理和实验方法。

2. 掌握TiO2光催化剂的制备及其光催化活性评价。

3. 研究不同光源对光催化反应的影响。

4. 分析光催化反应过程中反应物和产物的变化。

二、实验原理光催化反应是利用光能激发半导体材料产生电子-空穴对，从而实现有机物降解的过程。

本实验采用TiO2作为光催化剂，通过紫外光照射，使TiO2表面产生电子-空穴对，进而催化有机污染物降解。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：甲基橙、TiO2、乙醇、无水乙醇、盐酸、蒸馏水等。

2. 实验仪器：紫外可见分光光度计、光反应器、磁力搅拌器、烧杯、移液管、锥形瓶、滴定管等。

四、实验步骤1. TiO2光催化剂的制备：将TiO2粉末与无水乙醇按质量比1:10混合，超声分散30分钟，然后置于60℃水浴中搅拌反应2小时，冷却后过滤、洗涤、干燥，得到TiO2光催化剂。

2. 光催化反应：将一定量的甲基橙溶液置于光反应器中，加入一定量的TiO2光催化剂，在紫外光照射下反应一定时间，每隔一段时间取样，测定甲基橙的吸光度。

3. 光催化活性评价：分别以紫外光、可见光和黑暗条件下进行光催化反应，比较不同光源对光催化反应的影响。

4. 反应物和产物分析：通过紫外可见分光光度计测定甲基橙和反应产物的吸光度，分析光催化反应过程中反应物和产物的变化。

五、实验结果与分析1. 光催化反应速率：随着反应时间的延长，甲基橙的吸光度逐渐降低，说明TiO2光催化剂对甲基橙具有光催化降解作用。

2. 不同光源对光催化反应的影响：紫外光照射下，甲基橙的降解速率明显快于可见光和黑暗条件，说明紫外光对光催化反应具有促进作用。

3. 反应物和产物分析：紫外光照射下，甲基橙的降解产物主要为CO2、H2O和少量有机酸，表明TiO2光催化剂对甲基橙具有高效降解作用。

六、实验结论1. TiO2光催化剂对甲基橙具有高效光催化降解作用。

2. 紫外光照射可显著提高TiO2光催化剂的光催化活性。

光催化剂所用玻璃仪器
随着科技的不断发展，光催化技术逐渐被广泛应用于环境治理、
能源转换和制药等领域。

在光催化反应中，光催化剂所用的玻璃仪器
是非常重要的一环，下面我们将分步骤介绍一下光催化剂所用玻璃仪
器的相关知识。

一、紫外可见光谱仪
紫外可见光谱仪是一种重要的光学仪器，用于测量吸收剂（如光
催化剂）在紫外可见光谱范围内的吸收光谱。

这种仪器可以根据物质
的吸光度、光谱特征等来确定光催化剂的光催化性能，如光吸收强度、波长选择等。

二、光电池
光电池是光催化剂所用玻璃仪器中的另一种常见仪器，它适用于
测量光催化剂的光电转换效率。

光电池一般由钙钛矿材料、硅材料构成，光催化剂在光照的作用下，可以发生光电转换，产生光电流，通
过光电池可以测出光电流的强度，进而评估光催化剂的光催化性能。

三、发光光度计
发光光度计是一种用来测量光催化剂发光强度的仪器，适用于测
量光催化剂在光催化反应中产生的荧光。

通过测量荧光的强度和发射
光谱，可以评估光催化剂的催化效果和光有效吸收区域。

四、扫描电镜和透射电镜
扫描电镜和透射电镜是常见的表征光催化剂形貌和纳米级结构的
表征仪器。

扫描电镜可以获取样品表面形貌和分布，透射电镜则可以
观察光催化剂的微观结构和物相组成，这些信息对于理解光催化剂性
质和性能非常重要。

以上就是光催化剂所用玻璃仪器的相关介绍，这些仪器的存在使
得科学家能够更好的理解光催化反应的机制和性能评价，促进了光催
化技术在环境治理、能源转换、新型材料制备等领域的应用。

XPA-7光催化反应仪使用具体注意细节说明一、实验操作步骤：1. 连接好主体箱、光源控制器→接通冷阱的进、出水管→将选用的光源放入冷阱内直至底部，把灯插头插到主体箱左侧“灯输出”专用插座（20W低压汞灯用水泵插座，用此插座前必须先关水流量计，拔出水泵插座）→调节水流量，开启冷却水→开启光源控制器的总电源→选择对应“灯功率选择”旋钮→开启电机电源→开搅拌反应仪电源→开启灯电源，灯启动。

2. 试验完毕→关闭电源→5分钟后关冷却水。

二、注意事项：1. 石英冷阱1）用于循环冷却灯管发射出来的热量，直接接通自来水接口。

一般使用过程中需要一直开通自来水的开关，保持水的流量适中（转子流量计约为0.4 L/min）；在灯管停止工作后，自来水继续保持接通，10~20 min后方可关闭，以确保石英冷阱充分冷却。

2）冷阱进出水口不要触碰，在使用时间过长后，因实验需要要求取下冷阱时务必小心端头碎裂，一般采取剪掉橡胶管的方式取出。

2. 灯管如需特定波长的光进行实验，可按需要插入不同牌号（选取特定波长的光）和数量（决定光的强度）的滤光片（可插入0～6 块）。

1）300W汞灯（2支）、500W汞灯（1支）+ 紫外滤光片（6片，黑色钢化玻璃），可得到波长为365 nm的紫外光；2）350W氙灯（1支）、500W氙灯（2支）+ 可见光滤波片（6片，浅黄色透明玻璃），可得到波长≥420 nm的可见光（模拟日光灯）；3）500金卤灯（1支）+ 可见光滤波片（6片，浅黄色透明玻璃），可得到纯的可见光，用于测试可见光条件下材料的光催化性能；4）20W低压汞灯，无需滤光片，即可得到波长为254 nm的紫外光；5）灯管使用过程中避免频繁开关，打开之后尽量到实验结束后关闭灯电源开关；6）灯管的插头插在主体箱左侧内壁“灯输出”专用插座，务必保证插头插好，否则可能损坏光源控制器；更换不同灯管时，务必等灯管完全冷却之后取出，并务必轻拿轻放；7）更换灯管时，旋转光源控制器上的“灯功率选择”旋钮，选择对应的光源和功率，以保证灯管正常工作且不损坏光源控制器；8）反应器装有遮光装置，实验时将遮光套拉起，取样时将遮光套放下挡住光照。

光催化实验报告范文摘要：本实验旨在研究光催化技术在有机废水处理中的应用。

通过制备不同光催化剂并对其性能进行测试，评估其在降解有机废水中的效果。

实验结果表明，光催化剂对有机废水具有良好的降解效果，具有很大的应用潜力。

引言：随着工业化进程的不断加快，大量有机废水的排放严重污染了环境。

传统的污水处理方法存在着效率低、成本高等问题。

而光催化技术则是一种高效、环保的废水处理方法。

光催化技术利用光催化剂在光照条件下产生的活性氧，对废水中的有机污染物进行降解。

本实验旨在制备不同光催化剂，并研究其在有机废水处理中的应用效果。

材料与方法：1.实验仪器：紫外可见分光光度计、反应器、恒温槽等。

2.实验材料：四氯化钛、二氧化钛、氧化锌等。

3.实验步骤：1)制备光催化剂：分别称取四氯化钛、二氧化钛和氧化锌，经过预处理后，放入反应器进行高温处理得到相应的光催化剂。

2)有机废水处理：将制备好的光催化剂分别加入预先准备好的有机废水中，通过紫外可见分光光度计对废水中有机物的降解情况进行监测。

3)确定最佳条件：对不同光催化剂在不同条件下的性能进行比较，包括光照强度、催化剂浓度、废水初始浓度等。

结果与讨论：实验结果显示，不同的光催化剂对有机废水的降解效果有显著差异。

其中，二氧化钛催化剂表现出最佳的性能，在一定条件下能达到较高的降解率。

而氧化锌催化剂的降解效果较差。

这可能是由于二氧化钛的能带结构和吸附效能更适合废水中有机物的降解。

通过比较不同条件下的效果，确定了最佳的光照强度和催化剂浓度，以及废水初始浓度。

随着光照强度和催化剂浓度的增加，废水中有机物的降解率也随之提高。

而废水初始浓度对降解效果的影响较小。

结论：本实验通过制备不同光催化剂，并对其在有机废水处理中的效果进行评估，得出了以下结论：1.光催化技术可以有效地降解有机废水。

2.不同的光催化剂对有机废水的降解效果有显著差异，其中二氧化钛催化剂具有较好的性能。

3.光照强度和催化剂浓度对降解效果有显著影响，而废水初始浓度对降解效果的影响较小。

光催化常用表征与测试光催化是一种利用光照激发催化剂表面电子的能力来促进化学反应的技术。

在光催化反应中，催化剂吸收光能，产生电子激发态，从而参与反应过程。

光催化反应具有高效、环境友好等优点，在环境净化、能源转化等领域具有广泛应用前景。

要了解光催化反应的性能和机制，需要对催化剂进行表征和测试。

下面将介绍光催化常用的表征与测试方法。

1.吸收光谱分析：吸收光谱分析是评估催化剂对不同波长光的吸收能力的方法。

通过测量催化剂在可见光或紫外光区域的吸收光谱，可以获得有关催化剂电子能级结构和光敏性能的信息。

常用的仪器有紫外可见分光光度计和光电子能谱仪。

2.表面形貌观察：催化剂的表面形貌对光催化反应活性有重要影响。

扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)可以用于观察催化剂的形貌和粒径分布。

此外，原子力显微镜(AFM)可以提供更高分辨率的表面形貌信息。

3.表面化学组成分析：催化剂的表面化学组成对其光催化性能具有重要影响。

X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)是常用的技术，可以定量分析催化剂表面的元素组成和化学键信息。

4.光电化学测试：光电化学测试是评估光催化剂光电转换性能的关键方法。

光电池测试可以测量光催化剂的光电流和光电压，评估其光电转换效率。

这些测试可以通过改变光照强度、波长和电势等参数，来研究催化剂的光电特性。

5.动力学研究：动力学研究是评估光催化反应速率和机理的重要手段。

常用的动力学测试方法包括时间分辨吸收光谱、荧光光谱、电化学阻抗谱等。

通过对反应速率和中间产物的监测，可以揭示光催化反应的机理和动力学过程。

6.稳定性测试：稳定性测试是评估光催化剂长期运行性能的重要手段。

常用的稳定性测试方法包括循环光电流测试和长时间连续光照测试。

这些测试可以评估催化剂在长期光照条件下的稳定性和寿命。

在光催化表征与测试中，需要注意以下几点：1.样品的制备要严格控制，避免杂质对测试结果的影响。

2.测试条件的选择要合理，光照强度、波长、温度等参数需要根据具体实验要求进行优化。

光催化实验操作手册一．配制样品（纳米粒子的称量以及溶液的配制和加入方法）1）配置浓度为5%的乙酸，用移液管准确移取移液25 ml 乙酸，转移至500ml 烧杯中，然后加入高纯度去离子水至略低于500ml 刻度线，磁力搅拌2-3min ，转入到500ml 容量瓶中定容，放入试剂瓶中，密封包扎并贴上标签（浓度，品名，人名，时间）。

2）开启精密电子天平电源，等天平稳定后将称量纸对折后展开放入天平，去皮，用药匙盛少量二氧化钛粉末，轻轻震动手腕将药量中粉末抖入称量纸，称出需要的二氧化钛后，将其转入到标记好的试管中。

注意事项：多取出的二氧化钛不能放回原二氧化钛瓶中，否则会污染整瓶的二氧化钛。

3）用量筒量取20ml 的5%的乙酸，用滴管定容，视线与液凹面齐平，然后倒入装有二氧化钛的试管中。

注：若是配制酸碱类溶液，须将装有纯溶质的烧杯放于磁力搅拌器上再往里倒溶剂，防止溶质溶解时放热伤人。

4）用塞子塞紧，封口膜进行密封后遮光处理注：若需要曝气则先曝气再封口，且每次尽量使用新塞子；二：光催化阶段（光催化仪的使用和防护）1）打开循环水（加入冰块）：A ．控制紫外灯循环水温度15℃以下，B ．水槽循环水20℃以下。

注：若循环水的出水管和进水管不出水或者不进水，则需要用吸耳球多吸几次处理。

2）开总电源，按控制台上旋转键，打开箱门开启旋转，调节速度。

3）打开紫外灯开关，然后点击等启动按钮，等紫外灯稳定2分钟后放入试管，试管底要放入凹槽，务必保证试管中溶液处于搅拌状态。

注：紫外光有强辐射，须带紫外防护，放入时门开小些，眼睛尽量从防护层往外看。

紫外灯为500W，若所需光强小于500W的实验，需要在紫外灯管外罩一层铁丝网。

4）取样测试。

试管从光催化仪中取出后要立刻用锡纸包裹防止在可见光下继续发生催化降解。

关闭操作：1）关灯、旋转2）关总电源3）关循环水制冷系统（将水槽中的冰取出，并将水舀出以防止溢出）三：测样（气相色谱GC的操作以及测定）1）检查进样针是否阻塞，针头是否弯曲以及推杆活塞松驰情况，保证取样针针管内部畅通，最好每次测完用细丝舒通，且每次取样需保证针管垂直插出/拔出，以防针管弯曲；若取样针推杆活塞松驰，则需取出将推杆的活塞用力挤压十几秒，保证活塞与针管壁有一定摩擦力。

化学实验教案光催化反应速率的实验测定化学实验教案：光催化反应速率的实验测定引言：光催化反应是一种利用光照条件下催化剂对反应物进行加速反应的方法。

光催化反应速率的测定对于了解反应机理以及优化反应条件具有重要意义。

本实验旨在通过实验测定的方法探究光催化反应速率的影响因素，并通过实验结果加深对光催化反应机制的理解。

实验目的：1. 掌握光催化反应速率的实验测定方法；2. 确定光催化反应速率与光照强度、催化剂浓度以及反应物浓度的关系；3. 探究光催化反应机理。

实验器材：1. 紫外可见分光光度计2. 反应釜3. 紫外可见光源4. 紫外可见光透过率计5. 量筒、瓶口滴管6. 实验药品：光催化催化剂、反应物溶液等实验步骤：实验一：光照强度对光催化反应速率的影响1. 准备不同光照强度的条件。

将光度计置于恒定的位置，调节光源和光度计的距离，使得实验开始前各组光照强度相同。

2. 在反应釜中加入一定量的光催化催化剂和反应物溶液，记录初始反应物浓度。

3. 开始记录光催化反应的速率，每隔一定时间使用紫外可见光度计测量反应物浓度的变化，并记录相关数据。

4. 将所得数据绘制速率与光照强度的关系曲线，并进行数据分析。

实验二：催化剂浓度对光催化反应速率的影响1. 准备不同催化剂浓度的条件。

根据实验需求，在反应釜中分别加入不同浓度的光催化催化剂，并保持其他反应条件一致。

2. 在反应釜中加入一定量的反应物溶液，记录初始反应物浓度。

3. 开始记录光催化反应的速率，每隔一定时间使用紫外可见光度计测量反应物浓度的变化，并记录相关数据。

4. 将所得数据绘制速率与催化剂浓度的关系曲线，并进行数据分析。

实验三：反应物浓度对光催化反应速率的影响1. 准备不同反应物浓度的条件。

根据实验需求，在反应釜中分别加入不同浓度的反应物溶液，并保持其他反应条件一致。

2. 加入一定量的光催化催化剂，记录初始反应物浓度。

3. 开始记录光催化反应的速率，每隔一定时间使用紫外可见光度计测量反应物浓度的变化，并记录相关数据。

催化性能测试步骤：
1.染料溶液的准备
染料浓度：10mg/L,100ml,首先称取5mgRHB,溶解在500ml的去离子水里面，磁力搅拌器上搅拌5-10min，直至染料充分溶解为止。

2.吸附平衡
取100ml,10mg/L的染料溶液，称取20mg样品加入该溶液中，超声1-5min，取3ml该染料做对比实验，然后在避光的环境下磁力搅拌30-60min。

这时，再去3ml该染料溶液，编号为0min。

3.进行催化实验
首先，打开仪器的冷却水5-10min。

然后依次打开光催化电源开关，电流开关。

然后，打开暗箱放入该溶液，打开光源开关进行催化，每10min取一次样，编号分别为10min，20min，30min，40min…。

4.结束实验
当光催化实验结束以后，清洗干净相关的试管和烧杯，关闭仪器。

5.数据的测试
将收集到的溶液离心，取上清液备用。

打开UV-VIS仪器，石英比色皿分别装去离子水，扫基线，然后依次放入上清液进行测试。

观测所测全谱有无杂峰，记录下每一个样品的abs值。

一、实验目的1. 了解光催化反应的基本原理和过程。

2. 掌握可见光分光光度计的使用方法。

3. 通过光催化降解甲基橙实验，验证TiO2光催化剂的活性，并测定其降解速率常数和半衰期。

二、实验原理光催化技术是一种利用光能将污染物降解为无害物质的环保技术。

光催化反应过程中，光催化剂在光照下产生电子-空穴对，这些电子-空穴对可以与污染物发生氧化还原反应，从而实现污染物的降解。

TiO2是一种常用的光催化剂，其表面具有丰富的缺陷和吸附活性位点，能够吸附废水中的有机污染物，并通过光催化反应进行降解。

本实验采用可见光分光光度计测定甲基橙的降解速率，从而验证TiO2光催化剂的活性。

三、实验仪器与试剂1. 仪器：可见光分光光度计、恒温水浴锅、磁力搅拌器、移液管、锥形瓶、玻璃棒等。

2. 试剂：甲基橙溶液（0.1mg/L）、NaOH溶液（0.1mol/L）、HCl溶液（0.1mol/L）、无水乙醇、TiO2光催化剂、去离子水等。

四、实验步骤1. 配制甲基橙溶液：准确量取一定体积的甲基橙溶液，用去离子水稀释至所需浓度。

2. 配制TiO2光催化剂溶液：称取一定量的TiO2光催化剂，用无水乙醇溶解，配制成一定浓度的光催化剂溶液。

3. 光催化降解实验：将甲基橙溶液与TiO2光催化剂溶液混合，置于可见光分光光度计样品池中，在特定波长下测定甲基橙溶液的吸光度。

4. 记录实验数据：记录不同时间点的甲基橙溶液吸光度，计算降解率。

5. 数据处理：根据实验数据，绘制甲基橙降解率随时间的变化曲线，计算降解速率常数和半衰期。

五、实验结果与分析1. 实验结果：实验过程中，甲基橙溶液的吸光度随时间逐渐降低，表明甲基橙在TiO2光催化剂的作用下发生了降解。

2. 结果分析：根据实验数据，绘制甲基橙降解率随时间的变化曲线，如图1所示。

图1 甲基橙降解率随时间的变化曲线由图1可知，甲基橙的降解率随时间逐渐增加，且在实验时间内基本趋于稳定。

根据实验数据，计算甲基橙降解速率常数和半衰期，结果如下：- 降解速率常数：k = 0.025min^-1- 半衰期：t1/2 = 27.6min结果表明，TiO2光催化剂对甲基橙的降解具有较好的催化活性。