光催化固氮合成氨实验装置

光解水固氮反应多采用纳氏试剂显色法进行检测，也可以根据产物浓度差异选择气相色谱检测或者离子色谱检测；推荐荧光分析法，实验在封闭循环系统中进行，在线实时监测产物浓度，全自动测算产量和产率。
      

光催化固氮合成氨实验装置-技术参数： 
1、实验溶液：   30ml-80ml
2、密封方式：   卡环法兰
3、密封圈材质： 石墨复合材料
4、反应器材质： 316L不锈钢
5、内衬材质：   聚四氟乙烯
6、光照部件：   蓝宝石
7、照射方式：   侧照
8、恒温方式：   恒温槽（内部探温）
9、压力：   10MPa
10、连接色谱：   3mm卡套直通
11、电极配置：   铂电极夹、铂电极、饱和甘汞电极
12、光电配件：   有
13、洗脱功能：   有
14、气体进取样： 有
15、液体进取样： 有
16、真空泵：     有
17、进取样系统   有

光催化固氮合成氨实验装置-相关知识
 

N2光催化转化

N2分子由于氮氮三键相对稳定难以解离，表现为化学反应惰性，且其质子亲和能力很差，使得电子传输和Lewis酸碱反应受阻。此外，N2分子占据轨道(HOMO)和占据轨道(LUMO)之间存在较大的能隙(10.82eV)，也引起氮气反应困难。图1展示了在半导体光催化的作用下，N2分子被光催化材料捕获进而被还原实现N2→NH3的转化。

光催化固氮的分类

 各种半导体光催化固氮体系概述图

五种N2的光催化转化路径

催化剂分为金属氧化物、金属硫化物、氧卤化铋、碳系化合物和其他化合物等几类，各类半导体光催化剂以及光催化固氮合成氨的五种典型的反应路径。
       几类半导体光催化体系固氮机理

 TiO2 表面固氮并还原成氨的反应机理

硫系金属纳米体系固氮并还原成氨的反应机理

Bi-系纳米体系固氮并还原成氨的反应机理

Metal-free碳系化合物催化固氮机理图