下列哪個光化學反應中光的量子產率

『壹』 一道光化學問題，算量子產率，求步驟。謝謝

量子產率=反應分子數/吸收光子數
HCl + hv ---> H. + Cl.
100個分子，吸收100個光子，只有20個分子反應，生成20個H.，
∴初級反應生成H.的量子產率為20%
H. + H. ---> H₂
2個H.自由基生成一個H₂分子
∴HCl光解生成H₂的量子產率為10%

『貳』 積分球的原理是什麼如何用積分球測試絕對量子產率

積分球是一個內壁塗有白色漫反射材料的空腔球體，又稱光度球，光通球等。 球壁上開一個或幾個窗孔，用作進光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球的內壁應是良好的球面，通常要求它相對於理想球面的偏差應不大於內徑的0.2%。球內壁上塗以理想的漫反射材料，也就是漫反射系數接近於1的材料。常用的材料是氧化鎂或硫酸鋇，將它和膠質粘合劑混合均勻後，噴塗在內壁上。氧化鎂塗層在可見光譜范圍內的光譜反射比都在99%以上，這樣，進入積分球的光經過內壁塗層多次反射，在內壁上形成均勻照度。為獲得較高的測量准確度，積分球的開孔比應盡可能小。開孔比定義為積分球開孔處的球面積與整個球內壁面積之比。

量子產率是指光化學反應中光量子的利用率。

一個光化學反應得量子產率可以定義為每吸收一個量子所產生的反應物的分子數，這通常是對於特定的波長而言，即量子產率=(生成產物的分子數)/(吸收的量子數)

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『叄』 光解作用的光解分類

根據Grothus—Draper定律，只有吸收輻射(以光子的形式)的那些分子才會進行光化學轉化。這意味著光化學反應的先決條件應該是污染物的吸收光譜要與太陽發射光譜在水環境中可利用的部分相適應。
(1)水環境中光的吸收作用：光以具有能量的光子與物質作用，物質分子能夠吸收作為光子的光，如果光子的相應能量變化允許分子間隔能量級之間的遷移，則光的吸收是可能的。因此，光子被吸收的可能性強烈地隨著光的波長而變化。一般說來，在紫外—可見光范圍的波長的輻射作用，可以有有效的能量給最初的光化學反應。下面首先討論外來光強是如何到達水體表面的。
水環境中污染物光吸收作用僅來自太陽輻射可利用的能量，太陽發射幾乎恆定強度的輻射和光譜分布，但是在地球表面上的氣體和顆粒物通過散射和吸收作用，改變了太陽的輻射強度。陽光與大氣相互作用改變了太陽輻射的譜線分布。
太陽輻射到水體表面的光強隨波長而變化，特別是近紫外(290—320nm)區光強變化很大，而這部分紫外光往往使許多有機物發生光解作用。其次，光強隨太陽射角高度的降低而降低。此外，由於太陽光通過大氣時，有一部分被散射，因而使地面接受的光線除一部分是直射光(Id)外，還有一部分是從天空來的散射光(I­s)，在近紫外區，散射光要佔到50%以上。
當太陽光束射到水體表面，有一部分以與入射角z相等的角度反射回大氣，從而減少光在水柱中的可利用性，一般情況下，這部分光的比例小於10%，另一部分光由於被水體中顆粒物、可溶性物質和水本身散射，因而進入水體後發生折射從而改變方向。
（2）光量子產率：雖然所有光化學反應都能吸收光子，但是並不是每一個被吸收的光子均誘發產生化學反應，還可能產生輻射躍遷等光物理過程。因此光解速率只正比於單位時間所吸收的光子數，而不是正於所吸收的總能量。
環境條件也影響光解量子產率。分子氧在一些光化學反應中的作用象是淬滅劑，減少光量子產率，在另外一些情況下，它不影響甚至可能參加反應，因此任何情況下，進行光解速率常數和光量子產率的測量時需要說明水體中分子氧的濃度。
懸浮物也影響光解速率，它不僅可以增加光的衰減作用，而且還改變吸附在他們上面的化合物的活性。化學吸附作用也能影響光解速率，一種有機酸或鹼的不同存在形式可能有不同的光量子產率以及出現化合物光解速率隨pH變化等。 有機毒物在水環境中所常遇見的氧化劑有單重態氧(1O2)，烷基過氧自由基(RO2)，烷氧自由基(RO)或羥自由基(OH)。這些自由基雖然是光化學的產物，但它們是與基態的有機物起作用的，所以把它們放在光化學反應以外，單獨作為氧化反應這一類。

『肆』 熒光光譜中量子產率怎麼算

量子產率=（生成產物的分子數）/（吸收的量子數）。

解析：量子產率作為光化學反應中光量子的利用率，定義為進行光化學反應的光子與吸收總光子數之比。符號為ψ，Y。積分量子產率為Ф進行光化學反應的光子數/吸收光子數。

對於光化學反應，ψ=反應物消耗(或產物產生)的數量/吸收光子數量。微分量子產率為φ=(d[x]/dt)/n。式中d[x]/dt為某可測量量的變率，n為單位時間內所吸收的光子數(摩爾或愛因斯坦)。ψ可用於光物理過程或光化學反應。

光子具有波粒二象性

即說光子既具有一粒一粒的粒子的特性又有像聲波一樣的波動性。當時間為瞬時值時，光子以粒子的形式傳播；當時間為平均值時，光子以波的形式傳播。光子的波動性由光子的衍射而證明，光子的粒子性是由光電效應證明。

上面有人認為光子的動質量為零是錯誤的，光子的靜質量為零，否則的話其動質量將為無窮大。但其動質量卻是存在的，計算方法是這樣的：首先，由於頻率為v的光子的能量為E=hv，（其中h為普朗克常數），故由質能公式可得其質量為：m=E/c2=hv/c2其中c2表示光速的平方，該方法由愛因斯坦首先提出。

『伍』 光的量子產率怎麼比較

光的量子產率比較：熒光量子產率（YF）即熒光物質吸光後所發射的熒光的光子數與所吸收的激發光的光子數之比值。它的數值在通常情況下總是小於1。YF的數值越大則化合物的熒光越強，而無熒光的物質的熒光量子產率卻等於或非常接近於零。

量子產率=反應分子數/吸收光子數。

HCl+hv——->H。+Cl。

100個分子，吸收100個光子，只有20個分子反應，生成20個H。

∴初級反應生成H。的量子產率為20%。

H.+H。——->H₂。

2個H。自由基生成一個H₂分子。

∴HCl光解生成H₂的量子產率為10%。

定義為進行光化學反應

的光子與吸收總光子數之比。符號為ψ，Y。積分量子產率為Ф進行光化學反應的光子數/吸收光子數。對於光化學反應，ψ=反應物消耗(或產物產生)的數量/吸收光子數量。微分量子產率為φ=(d[x]/dt)/n。式中d[x]/dt為某可測量量的變率，n為單位時間內所吸收的光子數(摩爾或愛因斯坦)。ψ可用於光物理過程或光化學反應。

以上內容參考：網路-量子產率

『陸』 光化學的內容

電磁輻射能的吸收與分子的激發態
光化學的初級過程是分子吸收光子使電子激發，分子由基態提升到激發態。分子中的電子狀態、振動與轉動狀態都是量子化的，即相鄰狀態間的能量變化是不連續的。因此分子激發時的初始狀態與終止狀態不同時，所要求的光子能量也是不同的，而且要求二者的能量值盡可能匹配。由於光子的能量ε=hv=hc/λ（式中h為普朗克常數；v為光的頻率；λ為光的波長；c為光速），所以能量匹配體現為光的波長的匹配。
分子在一般條件下處於能量較低的穩定狀態，稱作基態。受到光照射後，如果分子能夠吸收分子，就可以提升到能量較高的狀態，稱作激發態。如果分子可以吸收不同波長的電磁輻射，就可以達到不同的激發態。按其能量的高低，從基態往上依次稱做第一激發態、第二激發態等等；而把高於第一激發態的所有激發態統稱為高激發態。激發態分子的壽命一般較短，而且激發態越高，其壽命越短，以致於來不及發生化學反應，所以光化學主要與低激發態有關。激發時分子所吸收的電磁輻射能有兩條主要的耗散途徑：一是和光化學反應的熱效應合並；二是通過光物理過程轉變成其他形式的能量。光物理過程又可分為：①輻射弛豫過程，即將全部或一部分多餘的能量以輻射能的形式耗散掉，分子回到基態，如發射熒光或磷光；②非輻射弛豫過程，多餘的能量全部以熱的形式耗散掉，分子回到基態（見雅布隆斯基態圖解）。
如果分子中的電子是一一配對的（電子自旋方向相反），這種狀態在光譜學上稱為單重（線）態（在分子式左上角用上標1表示，如1A，或記作S，依能量由低至高分別用S0、S1、…表示）。若分子中有兩個電子的自旋平行，這種狀態稱為三重(線)態(用3A或T1、T2、…表示)。單重態的激發態壽命很短，一般在10-8～10-9秒的量級。當基態為單重態時，激發三重態的壽命一般較長，可達到10-3～100秒的量級。所以有機化合物的光化學大都是三重態的光化學。
分子處於激發態時，由於電子激發可引起分子中價鍵結合方式的改變〔如電子由成鍵的 π軌道躍遷到反鍵的π*軌道，記作(π，π*);或由非鍵的n軌道躍遷到反鍵的π*軌道，記作(n，π*)等〕，使得激發態分子的幾何構型、酸度、顏色、反應活性或反應機理可能和基態時有很大的差別，因此光化學比基態(熱)化學更加豐富多彩。 也叫量子效率或量子產額。是光化學重要的基本量之一。設反應為A hv→B，初級過程的量子產率定義為：
如果激發態的A分子在變成為B的同時，還平行地發生著其他光化學和光物理過程，那麼這個初級過程的量子產率將受到其他競爭的平行過程的「量子產率」的影響。由於在一般光強條件下，每個分子只能吸收1個光子，所以所有初級過程的量子產率的總和應等於1。
量子效率的測定有絕對測定法與相對測定法。相對法指與一種其絕對量產率為已知的體系相比較的方法。絕對法則要求直接建立起反應的量子產率和波長、溫度、光強以及各種離子（特別是氫離子）濃度間的函數關系。現在已經研究過的這類體系有氣體體系（如一氧化二氮、二氧化碳、溴化氫、丙酮等）；液相體系（如草酸鐵(Ⅲ)鉀溶液、草酸鈾醯溶液、二苯酮-二苯甲醇、2-己酮、偶氮苯、苯甲酸等〕；固相體系(如硝基苯甲醛、二苯酮-二苯甲醇等)。這些方法所用的儀器統稱為化學露光計。 原子從分子中的一處移向他處的反應稱為分子重排反應。許多有機分子在光激發後發生的重排過程也屬於次級步驟。如苯經光激發後變為亞甲基環戊二烯的反應：
第一步只是苯環中6個比較自由的共軛 π電子的激發(一般只激發1個電子)，這對苯分子中的碳氫鍵影響不大;而在次級步驟中由於原子的重排，生成了結構完全不同的產物。
有時，初級光化學過程可用作研究次級反應的工具，光敏化反應就屬於這類情況。如汞原子能有效地吸收汞燈發射的光而被激發，然後通過與其他分子的碰撞，傳遞所吸收的能量。例如：
Hg+hv─→Hg*
Hg*+N2O─→Hg+N2+O
氧原子可以和體系中存在的其他物質反應，從釋放出來的氮氣量可以計算出所產生的氧原子數量。
如果初級光化學步驟是分子光解成兩個自由基（有單個或未配對電子的分子碎片），通常，其次級步驟為鏈反應。氫與氯的反應是已經熟知的例子，其過程為：
hv+Cl2─→2Cl
Cl+H2─→HCl+H
H+Cl2─→HCl+Cl
在鏈反應中，每個量子可以產生多個產物分子，因此這類反應的總量子產率不僅可能大於1，有時可以達到幾百甚至幾千。所以當量子產率大於1時，一般可考慮反應具有鏈反應的機理。
決定一個光化學反應的真正途徑往往需要建立若干個對應於不同機理的假想模型，找出各模型體系與濃度、光強及其他有關參量間的動力學方程，然後考察何者與實驗結果的相符合程度最高，以決定哪一個是最可能的反應途徑。研究反應機理的常用實驗方法，除示蹤原子標記法外，在光化學中最早採用的猝滅法仍是非常有效的一種方法。這種方法是通過被激發分子所發熒光被其他分子猝滅的動力學測定來研究光化學反應機理的。它可以用來測定分子處於電子激發態時的酸性、分子雙聚化的反應速率和能量的長程傳遞速率。猝滅是一種雙分子過程，如原激發分子為A*，猝滅劑分子為Q，此過程為：
A*+Q─→A+Q*
顯然猝滅過程也是一種敏化過程。Q可以看成是 A*的猝滅劑，也可以把A看成是Q的敏化劑。

『柒』 在光化學中量子產率與熒光分子的發光都有哪些關系

熒光的發光強度應該直接依賴於熒光的發光速率
If=kf[S1]，其中kf是熒光的速率常數，[S1]是S1激發態的濃度。兩邊對dt積分得：Nf=kf∫[S1]dt，Nf單位體積內發射的熒光光子總數。

又因為分子吸收光子被激發後理論上有3個一級過程——熒光、內轉換(IC)、系間竄躍(ISC)相互競爭，那麼d[S1]/dt=Ia-kf[S1]-kic[S1]-kisc[S1]。兩邊同乘dt積分得0=Na-(kf+kic+kisc)∫[S1]dt，Na是單位體積內吸收光子的總數。

因此，量子產率Φf=Nf/Na=kf/(kf+kic+kisc)=kf/ks，ks是S1態消耗的速率常數。那麼If=Φfks[S1]，ks[S1]是S1態分子的消耗速率。也就是在每一時刻，消耗的S1態分子都有固定份額Φf發出熒光光子。這樣，熒光的強度還依賴S1態分子消耗的速率，但Φf越高，If越大是顯而易見的。特別地，對於固定光強激發，Ia為定值，體系形成穩態，Ia=ks[S1]，那麼If=ΦfIa，熒光光強除了正比於激發光強這個外部因素外，也只與量子產率這一個體系的內在性質成正比。

『捌』 量子產率是什麼呀

量子產率是光化學反應中光量子的利用率。定義為進行光化學反應的光子與吸收總光子數之比。

積分量子產率為Ф=事件數/吸收光子數。對於光化學反應，ψ=反應物消耗(或產物產生)的數量/吸收光子數量。微分量子產率為φ=(d[x]/dt)/n。

式中d[x]/dt為某可測量量的變率，n為單位時間內所吸收的光子數(摩爾或愛因斯坦)。ψ可用於光物理過程或光化學反應。

光化學反應是什麼

光化學反應在環境中主要是受陽光的照射，污染物吸收光子而使該物質分子處於某個電子激發態，而引起與其它物質發生的化學反應。

如光化學煙霧形成的起始反應是二氧化氮（NO2）在陽光照射下，吸收紫外線2900~4300A而分解為一氧化氮（NO）和原子態氧（O，三重態）的光化學反應，由此開始了鏈反應，導致了臭氧及與其它有機烴化合物的一系列反應而最終生成了光化學煙霧的有毒產物。

如光氧乙醯硝酸酯（PAN）等。大氣污染的化學原理比較復雜，它除了與一般的化學反應規律有關外，更多的由於大氣中物質吸收了來自太陽的輻射能量（光子）發生了光化學反應，使污染物成為毒性更大的物質（二次污染物）。光化學反應是由物質的分子吸收光子後所引發的反應。

『玖』 如何測定光催化制氫中的量子產率與量子效率

太陽能光催化分解水制氫體系能量轉換效率及量子產率的實驗測定與計算

張耀君

,郭烈錦,延衛,趙亮,楊鴻輝,李明濤,許雲波

(西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室,西安710049;西安建築科技大學材料學院,西安710055)

0前言

染帶來的巨大壓力,國際能源署及美國能源部正在

積極部署從烴經濟向氫經濟轉變的未來能源戰[1～3]略。所以國際上有關太陽能光催化分解水制氫的研究正處於十分活躍的發展時期,但存在的主要問題之一是太陽能的能量轉換效率及H2的量子產率的計算缺乏較規范的標准,計算方法不統一,文獻的結果之間很難進行橫向比較。此外,許多文獻缺少能量轉換效率的研究報道。本文參考國際能源署、美國能源部的有關資料及相關學者的研究成

果,結合本實驗室的工作,提出了利用已知

量子產率的化學光量計測定模擬光源光子數絕對值的實驗方法,並給出了太陽能光催化分解水制氫體系的能量轉換效率及產H2的量子產率計算公式。

[1～8][9～10]

1實驗測定方法

111葯品及儀器

實驗所用葯品及試劑均為分析純,樣品的光子數絕對值測定是在U4100型紫外2可見近紅外分光光度計(日本HITACHI公司)上完成。

光源為300W的準直高壓汞燈(常州玉宇電器件有限公司),其物理參數如表1所示。

表1高壓汞燈的物理參數功率ΠW

300

啟動電流ΠA

414

工作電流ΠA

315

工作電壓ΠV

220

外徑Πmm<18±1

有效弧長Πmm

120±5

全長Πmm

210±5

接線方式單端引出

2+

112基本原理

4-1-1

收(ε10L?mol?cm),用分光光度計進max=1111×

將一定濃度的K3[Fe(C2O4)3]水溶液放入比色皿中,該溶液吸收一定波長的光之後,Fe被還原為Fe

2+

3+

。

[Fe(C2O4)3]

2+

3-

νh

[Fe(C2O4)2]

2-

+2CO2

行定量分析。波長不同,每個光子反應生成Fe的量子產率亦不同,254～436nm時,量子產率平均112。當λ>436nm,則量子產率按1111計算。113化學光量計測定光子數絕對值的實驗方法將硫酸鐵銨和草酸鉀溶液以摩爾比為1∶2配製成300mL(V0)的溶液加入到光反應器中(圖1),用

還原生成的Fe加入1,10—鄰菲羅啉顯色劑後,形成紅色的絡合物溶液,在波長為510nm處有最大吸

收稿日期:2005208230基金項目:高等學校博士學科點專項科研基金(No120050698034);

國家重點基礎(973)研究發展項目(No12003CB214500)

1114太陽能學報27卷

300W準直高壓汞燈照射20s。從V0中取5mL(V1)

溶液放入50mL(V2)棕色容量瓶中,加入10mL鄰菲羅啉溶液,再加入10mL緩沖溶液,稀釋至50mL後放置於暗處30min,每次取3個平行樣,用分光光度計在波長510nm處測定其吸光度At。再取不同樣品改變照射時間,重復上述實驗步驟。最後取未照射的硫酸鐵銨和草酸鉀混合液5mL放入另一50mL(V2)棕色容量瓶中,加入10mL鄰菲羅啉溶液,再加入10mL緩沖溶液,稀釋至50mL後放置於暗處30min。每次取3個平行樣,用分光光度計在波長510nm處測定其吸光度值A0

。

H2O

hν

H2+1Π2O2E=11229V(1)

212太陽能光分解水制氫體系的閾值能或帶隙能

與任何轉化過程一樣,太陽能光催化產氫的能量轉化效率是十分重要的。但其理論效率是由轉化

過程的屬性所決定。太陽能光催化過程受到帶隙能所限制。所有太陽能光催化過程都涉及到吸光劑的電子從一種基態到一種激發態的激發過程。吸光劑可以是一種分子也可以是一種半導體。吸光劑的特點是有一個確定的閾值能(DefiniteThresholdEnergy)或帶隙能(BandgapEnergy)Ug。

λUg=hcΠg

(2)

式中,h———;c—光速;λ——吸收邊g—λgλ,;λ≤g的所有,但是過剩的能量(Uexce=U-Ug)在吸光劑馳豫到Ug的能級時以熱的形式損

失掉。

213太陽能轉換的極限效率

ηp=

μexconvJgΔEs

(3)

λ式中,Jg———在λ≤g時吸光劑吸收的光通量;Δμex———激發態的化學勢或吉布斯自由能;φconv———將光子轉化為化學產物的量子產率(Quan2tumyield);Es———入射太陽光的總輻照度,W?m

圖1光量子數絕對值測試裝置-2

。

Jg可通過下式計算:

Jg=

2太陽能能量轉化效率及相關概念和

∫

λ

min

λ

g

)Es(λ

dλ(hcΠλ)

(4)

-2

理論

211太陽能光催化分解水制氫體系分類

)—式中,Es(λ——入射太陽光的波長輻照度,W?m

?nm

-1

λ—;hcΠ——波長為λ的光子能量。Bolton認為

太陽能轉換的極限效率對於單光體系約為31%,對雙單光體系約為42%。

214標准狀態下太陽能轉化成可儲存的化學能的

太陽能光解水制氫體系大致可分為光化學體系、半導體體系、光生物體系、復雜體系4種類型。此外,Bolton等提出了太陽能光解水制氫的單光體

系(Singlephotosystem)及雙光體系(Dualphotosys2

[1]

tem)。單光體系的定義是在單一的光體系中,一

效率

通過太陽光子的驅動將部分太陽光能以反應產物如氫的化學能形式儲存起來,如太陽光輻照下的光催化分解水反應,在這樣一種化學反應中,太陽能轉化成化學能的效率定義為:

ΔG0HRH

ηc=

EsA

種能量的光子被吸光劑所吸收耦合成一個光轉化過程。在雙光體系中,兩種能量不同的光子在兩種光體系中同時被吸光劑所吸收耦合成2個光轉化過程。將這2種光體系用於太陽能光催化分解水制氫則有5種具體的方案

[1]

(5)

。

ΔGH2—式中,——生成產物H2時的能量儲存反應的

11期張耀君等:太陽能光催化分解水制氫體系能量轉換效率及量子產率的實驗測定與計算1115

標准吉布斯能;RH2———生成產物H2的反應速率,mol?s

-1

;Es———入射太陽光的總輻照度,W?m

2

-2

;

A———輻照面積,m。Bolton為了強調各種因素對

分解水制氫體系效率高低的重要指標。太陽能光分

解水制氫包含了初級反應,電子轉移及氧化還原反應的復雜過程,能量轉化效率及量子產率受到化學反應熱力學和動力學規律的限制。但我們可根據已知光量計的量子產率,計算單位時間(s)內高壓汞燈產生的光子數及輸出功率,從而求出反應式(1)的能量轉換效率及產氫的量子產率。311Fe絡合物溶液濃度c的計算

2+

ηc的影響,又提出了下述公式:

ηc=ηgηchem<conv

(6)

式中,η——具有U≥Ug能量的光子在入射的太陽g—能輻照中的分數;Ug———光轉換過程中的能量閾

值,在半導體中,Ug是帶隙能;η——化學效率,chem—是激發態能量轉化為可儲存化學能的分數;φconv———將光子轉化為化學產物的量子產率。

其中:

ηchem

JgUg

ηg=Es

ΔGHΠn==

UgUg

按照本文113描述的實驗步驟,輻照樣品與未輻照樣品的吸光度差值A=At-A0;依據Lambert2Beer定律:A=εcL,Femol

-1

(7)(8)

鄰菲羅啉紅色絡合物溶液,

4

在波長為510nm(ε10L?max=1111×

-12+

?),,Fe絡合物溶液濃

2+

度cc=εL

[9～10]

式中,Uloss———0

能量損失,Uloss=Ug-ΔGH2/n,03ΔG2/n—014eV;——n是產物H2的數量,(1)時的光子數(假設φconv=1)。

215非標准狀態下太陽能轉換成可儲存的化學能

H

(11)

312單位時間高壓汞燈產生的光子數

單位時間(s)內汞燈產生的光子數為:

(At-A0)V2V0N??0

n=

εlV1<Fe2+t

2+

(12)

式中,N0———阿佛加德羅常數;ε———Fe的摩爾吸光系數;L———比色皿厚度;ΦFe2+=1121(高壓汞燈λ——高壓汞燈的照射時max=365nm的量子產率);t—間,s。

313單位時間(s)內高壓汞燈的輸出功率計算

W=nhv=n

的效率

在非標准狀態下,如P<1atm時,太陽能轉換成可儲存的H2化學能的效率為:

000-1

ΔΔG0fGJ?molH=(H+ΔfGO)-ΔfGHO(l)=23712k2222

ΔGH2=ΔG0)H-RTln(2

P

λ

(13)

ηc=

ΔGHRHEsA

(9)

式中,h———普朗克常數;c———光速;n———單位時

間(s)內汞燈產生的光子數。

314單位時間(s)內產氫的量子產率計算

2nHN0

n

在光電池化學中,一般需加一偏壓(Biasvoltage)

才能保證產氫反應的進行,則其電功輸出(IVbias)應

從產氫反應的ΔGH2中減掉。太陽能轉換成可儲存的H2化學能的儲存效率應表示為:

ΔG0HRH-IVbias

η=c

EsA

<H2=

×100%(14)

式中,nH2———單位時間氫氣的生成量,molΠs;

(10)

N0———阿伏加德羅常數;n———單位時間(s)內汞燈

雖然ηc可通過(9)式或(10)式計算,但目前使用汞燈或氙燈作為模擬太陽光光源的研究階段,光

源的輸出功率只能通過實驗獲得。

產生的光子數。315能量轉換效率計算

nHΔcHHη=×100%

W

(15)

3太陽能能量轉換效率及產氫量子產

式中,nH2———單位時間內生成氫氣的摩爾數,molΠs;ΔcHH2———HH2的燃燒焓,在標准狀態下等於水的ΔG0——單位時間(s)內高壓汞燈的輸出功率。H;W—2

率的計算方法

能量轉化效率和產氫的量子產率是衡量光催化

1116太陽能學報

H2ΠTR296.

27卷

對於準直高壓汞燈作為光源,用化學光量計測定可見光區的光子數絕對值的實驗方法是在測定體系中加入適量的NaNO2(1molΠL),濾掉波長小於400nm的紫外光。從高壓汞燈的條狀能量分布可知,λ=436,546,577～579nm波長的可見光強度較弱。所

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ica』[R].2002.

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2+

以,也可改用氙燈作為光催化分解水制氫體系的模擬光源。

4結論

本文建立了一種利用已知量子產率的化學光量計測定模擬太陽光源的光子數絕對值的實驗方法。利用該方法對能量轉化效率及產氫量子產率進行了計算。建立了一套相對規范的能量轉化效率及產氫的量子產率的實驗測定標准及計算方法,在本領域內歸納總結不同研究小組的工作結果,學嚴謹的比較標准大有裨益。

致謝:;感謝973,感謝本課題組。

dopingTiO2on

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,GuoLiejin,YanWei,ZhaoLiang,YangHonghui,LiMingtao,XuYunbo

111111

(1.,Xi』anJiaotongUniversity,Xi』an710049,China;2.,Xi』,Xi』an710055,China)

Abstract:Thethresholdenergy,.,ogenproctionwerecalculated.

Keywords:efficiencyofenergyconversion;quantumyield;

『拾』 量子產率的介紹

量子產率是指光化學反應中光量子的利用率。