1、ICS 19.020 F 19 中华人民=lI工./、不日道昌国国家标准GB/T 26915-2011 太阳能光催化分解水制氢体系的能量转化效率与量子产率计算Determination of energy conversion efficiency and quantum yield for hydrogen production in the solar photocatalytic water splitting system 2011-09-29发布数!l防伪中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局中国国家标准化管理委员会2012-03-01实施发布G/T 26915-2011 目次前言.
2、1 1 范围-2 规范性引用文件3 术语和定义4 符号.7 5 测试基本要求.7 6 测量方法及步骤.9 7 光-氢能量转化效率及量子产率计算.10 8 测试报告.四附录A(资料性附录)推荐仪器及装置.13 附录B(规范性附录)辐照度测试四附录c(资料性附录)计算实例.四剧吕本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会CSAC/TC20)提出。本标准由全国氢能标准化技术委员会CSAC/TC309)归口。GB/T 26915-2011 本标准起草单位z西安交通大学、中国标准化研究院、中国电子工程设计研究院、中国科学院兰州化学物理研究所、中国科学院
3、大连化学物理研究所、上海交通大学。本标准主要起草人:郭烈锦、赵亮、王庚、吕功煌、上官文峰、张卫、敬登伟、李法兵、李越湘、刘欢、李明涛、张凯、张相辉、陈玉彬、刘茂昌。I GB/T 26915-2011 1 范围太阳能光催化分解水制氢体系的能量转化效率与量子产率计算本标准规定了太阳能光催化分解水制氢体系的能量转化效率与量子产率测试与计算过程应遵守的方法。本标准适用于自然太阳光和模拟太阳光光催化分解水制氢反应系统。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 66
4、82 分析实验室用水规格和试验方法GB/T 8981 气体中微量氢的测定气相色谱法HG/T 3579 化工标准物质通则3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 光催化分解水制氢反应photocatalytic water splitting reaction for hydrogen prodllction 光催化剂受光激发产生电子空穴对，光生电子与水或水溶液中氢离子发生还原反应产生氢气，同时光生空穴氧化水或牺牲剂而被消耗的过程。3.2 制氢光催化jfIJphotocatalyst for hydrogen prodllction 一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进光催化分解
5、水制氢化学反应的物质。3.3 制氢反应牺牲jfIJsacrificial agent for hydrogen prodllction reaction 光催化分解水制氢反应过程中，作为电子给体还原光生空穴，促进制氢反应进行，同时自身发生不可逆化学转化而被消耗的物质。3.4 光催化制氢反应溶液photocatalytic reaction sollltion for hydrogen prodllction 作为原料或反应物参加光催化制氢反应并被分解而产生氢气的溶液，通常为水或含牺牲剂的水溶液，也可是非水溶液如乙醇胶等。3.4. 1 无机牺牲荆制氢反应溶液inorganic sacrifici
6、al agent reaction sollltion for hydrogen prodllction 以元机物作为牺牲剂的光催化制氢反应溶液，如硫化铀/亚硫酸铀牺牲剂。1 GB/T 26915-2011 3.4.2 有机牺牲剂制氢反应溶波organic sacrificial agent reaction solution for hydrogen production 以有机物作为牺牲剂的光催化制氢反应溶液，如醇类、酸类牺牲剂。3.4.3 海水或天然卤水反应溶液sea water or natural brine reaction solution 以海水或天然卤水作为反应液的光催化制氢
7、反应溶液。3.4.4 纯水反应溶液pure water and aqueous reaction solution 以不含有牺牲剂的纯水或水溶液作为光催化反应溶液。3.4.5 3.5 非水反应溶渡non-aqueous reaction solution 以其他非水介质作为反应液的光催化制氢反应溶液，如三乙酶胶等。光催化制氢反应体系photocatalytic reaction system for hydrogen production 包含有制氢光催化剂、反应溶液及反应气氛的反应体系。3.5.1 非均相光催化制氢反应体系heterogeneous photocatalytic reacti
8、on system for hydrogen production 又称多相光催化制氢反应体系，指由气态或液态反应物与固态制氢光催化剂在两相界面上发生光催化制氢反应的体系。3.5.2 悬浮光催化制氢反应体系suspending photocatalytic reaction system for hydrogen production 制氢光催化剂以离散悬浮颗粒形式随反应液悬浮运动的制氢反应体系。3.5.3 固定光催化制氢反应体系fixed photocatalytic reaction system for hydrogen production 制氢光催化剂附着在一定的基质上，不随反应珞擅
9、运动的制氢反应体系。3.5.4 3.6 均相光催化制氢反应体系homogeneous photocatalytic reaction system for hydrogen production 制氢光催化剂与反应物处于同一物相的光催化制氢反应体系。光催化制氢反应器photocatalytic reactor for hydrogen production 具有一定受光面积和有效容积的用于光催化制氢的反应容器或装置。3.6.1 反应器主要特性参数the major parameters of reactor 3.6. 1. 1 反应器受光面积(AR)the photic area of rea
10、ctor 光催化制氢反应器接收入射光源的有效面积。3.6.1.2 反应器容积(V)the volume of reactor 反应器的几何物理空间所具有的体积。3.6. 1. 3 2 有效反应器容积(VR) the effective volume of reactor 指有效利用于制氢反应的反应器容和、。GB/T 26915-2011 3.6. 1. 4 反应器比深度the specific depth of reactor 光催化有效反应器容积VR与受光面积AR的比值，用符号DR表示，反映入射光穿过反应容器的平均深度。3.6.2 反应器类别classification of reactor
11、s 3.6.2. 1 DR=VR/AR . ( 1 ) (光源)内置式光催化制氢反应器inner-irradiation photocatalytic reactor for hydrogen production 如附录A图A.1所示，具有内凹空间，对光源形成包围的光催化反应器。3.6.2.2 (光源)外置式光催化制氢反应器outer-irradiation photocatalytic reactor for hydrogen production 如附录A图A.2所示，在位置上和光源独立，可用一平面将其与光源隔离的光催化反应器。3. 7 光催化反应光源Iight source for p
12、hotocatalysis 以辐射形式为光催化分解水制氢反应提供光能的物体，如自然太阳光、自然汇聚光源、人工模拟光源(如高压京灯、短弧缸灯、二极管阵列光源等)。3.7. 1 光催化反应光源的标准光谱standard spectrum of Iight source for photocatalysis 以地面处太阳光的紫外光和可见光的波长范围(300nm760 nr为基准的光谱。3.7.2 光催化制氢反应效率评价基准光谱standard spectrum of evaluation photocatalytic hydrogen pro duction efficiency 3.7.2. 1
13、单色入射光基准monochromaticincidentlight benchmark 选取特定波长单色入射光为基准，用以评价光催化分解水制氢体系的量子产率和能量转化效率。3.7.2.2 窄波段入射光基准narrow-band incident benchmarks 以较窄波段(-:，.，1.+:，.，1.，:，.10.0nm)的人射光为基准，用以评价光催化分解水制氢体系的量子产率和能量转化效率。3.7.2.3 宽波段入射光基准wide-band incident benchmarks 以较宽波段(，1.l儿，1.2一120 nm)的入射光为基准，用以评价光催化分解水制氢体系的量子产率和能量转
14、化效率。3.7.3 等效波长equivalent wavelength 用辐通量(或辐照度)计算光子通量(或光子辐照度)时所用的波长，用符号A表示;当在指定的波长范围以内，光谱一定时，1.是常量。3.8 |E，d Z=芷EK=JE E ( 2 ) 光催化分解水制氢反应装置photocatalytic water splitting apparatus for hydrogen production 由光源、光催化反应器以及驱动和测控等辅助设备组成，能够利用光催化剂在光照射下将反应溶液3 GB/T 26915-2011 分解产生氢气的装置。3.9 光催化分解水制氢系统photocatalytic
15、 water splitting equipment for hydrogen production 由光催化分解水制氢反应体系和反应装置共同组成的制氢系统。3.9. 1 间歇式光催化分解水制氢系统intermittent photocatalytic water splitting叫uipmentfor hydrogen production 制氢系统内反应物和光催化剂一次性地加入，并且反应体系与外界没有质量交换，反应进行一段时间后需补充反应物方可继续进行。3.9.2 连续式光催化分解水制氢系统ntinuous photoca刨ytic明.tersplitting吨uipmentfor hy
16、l也吨;enproduction 反应物可以连续输送，反应产物连续排出的光催化分解水制氢系统a3. 10 光催化反应的产氢速率the rate of photocatalytic hydrogen production 单位时间内光催化分解水制氢反应中生成的氢气的物质的量，用符号RH2表示，单位为mol.S-I。3. 10. 1 光催化反应的时间平均产氢速率the time-averaged rate of photocatalytic hydrogen production 在指定反应时程.t内，光催化反应的产氢速率的时间平均值，用符号:-RH2表示，单位为mol S-I 0 3.10.2
17、f严dtn一一-., .t 光催化反应的最大产氢速率the maximum rate of photocatalytic hydrogen production 反应时间t内，光催化反应的产氢速率的最大值，用符号RRX表示，单位为mol.s一1。3.10.3 . ( 3 ) 单波长下的时间平均产氢速度time-averaged rate of photocatalytic hydrogen production under monochromatic Iight 在指定反应时程.t内，人射的单色光波长为A时的时间平均量子产率，用符号RH2()表示。3.10.4 窄波段下的时间平均产氢速率tim
18、e-卢a盯ve叮r吨e叫drate of pho侃10倪ca刻ta刽ly抖tichydrogen production under narrow-band incident light 在指定反应过程.t内，入射光波长范围为-.+.(.10nm)时的时间平均量子产率，用符号RH2(士时)表示。3.10.5 宽波段下的时间平均产氢速率time-averaged rate of photocatalytic hydr吨enproduction under wide-band incident Iight 在指定反应时程.t内，人射光波长范围为I儿(.2- .1 20 nm)时的时间平均量子产率，用
19、符号RH, (I2)表示。3. 11 光催化制氢反应的量子产率quantum yield of photocatalytic hydrogen production 光催化分解水制氢反应过程中，反应产生的氢的原子数与催化剂吸收的光子数的比值，用符号4 GB/T 26915-2011 表示。=2nH)N =2RH2NA/;-HH-. . . ( 4 ) 注:由于实际反应过程中催化剂吸收的光子数以现有手段难以测定，本标准以人射到系统的光子数代替催化剂吸收的光子数进行盘子产率计算，称为表观量子产率(apparentquantum yield of photocatalytic hydrogen pr
20、oduc tion) ，用符号a表示。 =2nH2/N =2RH2NA/i ( 5 ) 3. 11. 1 单波长下的量子产率quantum yield of monochromatic Iight 波长为的单色人射光的量子产率，用符号.()表示。3. 11. 2 窄波段下的量子产率quantum yield of narrow-band incident Iight 入射光波长范围为-.6+ .6(.610 nm)时的量子产率，用符号.(:l:61.)表示。20 nm)时的量子产率，用符号.(I2)表示。作f=n，Nl.(I 2) = 1-I () T I d( 7 ) J jL. NJ 3.
21、 11.4 时间平均量子产率time-aver吨edquantum yield 在指定反应时程.6t内，光催化分解水制氢反应量子产率的时间平均值，用符号a表示。豆=2瓦/N= L, 20 nr时时的时间平均量子产率，用符号a(I2)表示。20nm)时的能量转化效率，用符号可(I2)表示。可以1 2)二jEd( 14 ) 3.12.4 时间平均光-氢能量转化效率time-averaged photon-hydrogen energy conversion efficiency 在指定反应时程f:，.t内，光催化分解水制氢反应过程能量转化效率的平均值，用符号?表示。= L，TJ也/f:,.t .
22、( 15 ) 3. 12.4. 1 单色光下的时间平均光-氢能量转化效率time-averaged photon-hydrogen energy conversion effi ciency under monochromatic Iight 在指定反应时程f:，.t内，人射光为波长A的单色光时的时间平均能量转化效率，用符号可()表示。而=L，TJ川. ( 16 ) 3. 12.4.2 窄波段下的时间平均光-氢能量转化效率time-averaged photon-hydrogen energy conversion effi ciency under narrow-band incident
23、Iight 在指定反应时程f:，.t内，人射光波长范围为-f:，.+f:，.(f:，.10 nm)时的时间平均能量转化效率，用符号平()表示。r r l+ _一一一-币(士)=1平(士)dt/f:,.t = I TJ()d . ( 17 ) 3.12.4.3 宽波段下的时间平均光-氢能量转化效率time-averaged photon-hydrogen energy conversion effi ciency under wide-band incident Iight 在指定反应时程f:，.t内，人射光波长范围为12 (2 -1 20 nr时的时间平均能量转化效率，用符号平(I2)。平仇3
24、=f川6 4 符号下列符号适用于本文件。AR:反应器受光面积。c.真空中的光速。DR:反应器比深度。E:光辐射照度。E.平均光辐射照度。E!. :光谱辐射照度。h.普朗克常数。NA:阿伏伽德罗常数。NL吸收光子数。N:人射光子数。nH, :反应生成的氢分子数。nH, :指定反应时程.t内，生成的氢分子数。p.辐射通量。RH, :产氢速率。R H, :平均产氢速率。R272最大产氢速率。t:反应进行的时间。V.反应器容积。VR:反应器有效容积。.GH, :反应储存的能量。:光辐射通量。吼:表现量子产率。a: 时间平均表现量子产率。骂:光子通量。吼:吸收光子通量。平:能量转化效率。平:时间平均能量
25、转化效率。5 测试基本要求5. 1 测试环境要求5. 1. 1 环境温度、环境压力以及环境湿度应符合仪器、设备工作要求。5. 1. 2 环境背景光辐照度，不得超过人射光辐照度的1%。5.2 光源5.2. 1 自然太阳光GB/T 26915-2011 用于光催化分解水制氢反应的自然太阳光应在一次测量期间总辐照度(直接辐射十天空散射)的不G/T 26915-2011 稳定度应不大于25%。5.2.2 室内测试光源5.2.2. 1 用于光催化分解水制氢反应的测试光源室内光源，有太阳光模拟器、缸灯、录灯等。5.2.2.2 光源的输出光功率波动不超过3%。5.2.2.3 光接受面处入射光斑辐照度最小值与
26、最大值之比不小于75%。5.2.2.4 人射光散射部分不超过25%。5.2.3 滤光装置5.2.3.1 对于复色光光源，测试需要选取特定波长范围的光谱时，应使用滤光装置。5.2.3.2 滤光装置应适用于所用光源。5.2.3.3 波长范围大于10nm时，应使用截止滤光片获取所需光谱范围。5.2.3.4 波长范围不大于10nm时，应使用带通滤光片或单色仪。5.2.3.5 带通滤光片半高宽小于10nm，单色仪分辨率小于1nmo 5.2.3.6 背景截止深度优于1X10-4o5. 3 光催化反应器5.3. 1 不与反应溶液、产物及光催化剂发生化学反应。5.3.2 应具备控温能力，测试期间，温度波动不大
27、于1oC。5.3.3 受光面平均透过率(300nm760 nr不低于90%，应使用派热克斯(Pyrex)玻璃或石英玻璃。5.3.4 受光面玻璃厚度不超过2mmo 5.3.5 光催化反应器比深度为2cm15 cmo 5.3.6 宜可方便测量透过反应器的辐照度。5.4 测量仪器5.4.1 辐照计5.4. 1. 1 是用于测试入射光辐照度的仪器。5.4. 1. 2 应适用于所测试的光源。5.4. 1. 3 测量范围300nm760 nm，量程范围50.0w cm-25. 00 W cm-2，测量精度3.0。5.4. 1. 4 自然太阳光测量仪器，应具备自动测量记录的功能。5.4.2 气相色谱仪5.4
28、.2.1 用于测量气体样品中氢气含量。5.4.2.2 测量范围100L样品气体中(5.OX10-45. 0)mol氢气，测量精度3.0。5.4.2.3 应用氮气或氧气为载气。5.4.2.4 应用100L注射进样器为手动微型进样器，0.50 mLl. 0 mL的定量管为自动采样器。5.5 测试要求5.5.1 反应器透过的辐射通量与入射通量的比值小于15%。5.5.2 反应器受光面辐照度介于50.0W.cm-2 5. 00 W cm-2。5.5.3 反应液体积宜不超过反应器容积的2/3。8 GB/T 26915-2011 5.6 光催化剂5.6. 1 对于多相光催化，应对催化剂进行充分研磨，二次聚
29、集态颗粒粒度不大于15m。5.6.2 对于均相光催化，催化剂应完全溶于水，并形成均相的溶液。5.6.3 元非光催化分解水产氢的能力。5.6.4 推荐用量1.0 g/L。5. 7 牺牲剂5.7. 1 应适于所用的光催化剂。5.7.2 元光照射时，不与水及光催化剂发生化学反应。5.7.3 推荐浓度(适用于多相光催化)。5.7.3. 1 硫化铀/亚硫酸铀水溶液体系:(0.35土0.2)mol L一1/(0.25士0.2)mol L 10 5.7.3.2 醇类水溶液体系:体积分数(25土15)%。5.7.3.3 酸类水溶液体系:体积分数(25:e15)%。5.8 试剂5.8. 1 去离子水用于配制溶液
30、，应符合GB/T6682实验室用水二级标准以上。5.8.2 标准气体用于气相色谱仪的标定，应符合GB/T8981中对标准气体的规定。5.8.3 其他试剂其他配制反应溶液的试剂采用分析纯试剂，应符合HG/T3579中的相关要求。6 测量方法及步骤6. 1 气相色谱仪标准工作曲线标定6. 1. 1 在5.1规定的测试环境下运行稳定后进行工作曲线标定。6. 1. 2 依据GB/T8981中标定方法对色谱进行标定。6. 1. 3 建立样品气中氢气体积含量与气相色谱仪氢组分所对应的峰面积之间的关系。6. 1. 4 建立样品气中氢气物质的量与其体积含量的关系。6.2 反应器受光面辐照度测试6.2. 1 以
31、光催化反应器的受光面为准。6.2.2 室内光源运行稳定后进行测试。6.2.3 依室内光源入射光分布特性选择测量点，且每点至少测量3次，见附录B。6.2.4 自然太阳光，宜用自动记录仪进行全程测试。6.3 测量反应器受光面积6.4 光催化分解水制氢反应测试6.4. 1 检查光催化反应测试系统、光源、气相色谱仪。6.4.2 开启光源、气相色谱仪、预热。9 GB/T 26915-2011 6.4.3 在光催化反应器中加入适量催化剂及反应溶液。6.4.4 连接反应测试装置，开启磁力搅拌器及控温设备，检查并确认其可正常运行。6.4.5 对系统进行抽真空或以气体吹扫的方式置换其中的氧气。6.4.6 待系统
32、稳定后，加载入射光，开始计时，进行测试。6.4.6. 1 手动取样:每隔1h，从反应器中取100L气体样，注射到气相色谱仪中进行气体分析。6.4.6.2 自动取样:调节相应的控制器，每隔1h自动采样进行测试分析，采样量为定量管体积。6.4.7 得到样品氢气色谱峰面积-时间关系。6.4.8 结束实验，整理实验台。7 光氢能量转化效率及量子产率计算注:计算实例见附录C.7. 1 基本数据7. 1. 1 平均辐照度见附录Bo7. 1. 2 入射光平均辐射能通量P=E. AR . ( 19 ) 7. 1. 3 入射先子数N:, =Pt 一P hc .( 20 ) 7.2 反应器有效受光照射面积测量并计
33、算反应器发生光催化制氢反应的有效受光照射面积(旷)。7.3 平均光催化反应产氢速率v们7 几-v川一一-H -R . ( 21 ) 式中:t一一反应进行的时间，单位为秒(s); VG 反应器的空余体积，即反应系统中气体体积，单位为升(L); nVo-t时刻，Vo体积内样品中含有的氢气物质的量，按GB/T8981中方法计算，单位为摩尔(mol)。7.4 最大光催化反应产氢速率产氢量与反应时间t的关系曲线上斜率最大点，即为最大光催化反应产氢速率R2707.5 平均光-氢能量转化效率7.5.1 单色光下的平均光-氢能量转化效率一-:-:-I n 7J()dt t:，.GH瓦又万平(;.)=一-.l.
34、J.L.1 R ( 22 ) 10 GB/T 26915-2011 7.5.2 窄波段下的平均光-氢能量转化效率一气-=-1可以士剧)dt .GH瓦石E亏币(:l:A)=川.2.2 ( 23 ) t EAR 7.5.3 宽波段下的光-氢能量转化效率j可以j- 2 ) dt .GH2 R叭队j 2 1/(j 2) = J 0 _一t EAR .( 24 ) 7.6 平均产氢量子产率7.6.1 单色光下的平均产氢量子产率一一一-2nH. 2 RH ()NAt R ()=一-z一=-_-。N()N() 、，/Fhu q缸，、. . . . . . . . . . . 式中:N()一指定反应时程.t内
35、，波长为的单色光入射光子数。7.6.2 窄波段下的平均产氢量子产率一一-.-.-.2nH. 2RH. (士。)NAt也(主)=一一一4一:;=( 26 ) a NL(A) N() 式中:N(士A-l)一一指定反应时程.t内，波长范围为-.-+.(.运10nm)时窄波段入射光子数。7.6.3 宽波段下的平均产氢量子产率2nll. 2 RH t .(j )二一一一_:-一一一二Q -N ( j - 2) N (j2) ( 27 ) 式中:N(1 2)一指定反应时程.t内，波长范围为1-2(2-120 nm)时宽波段入射光子数。7.7 效率评价基准7.7.1 在确定基准光谱条件下测试的光氢能量转化效
36、率或产氢量子产率数据7.7.2 (365士10)nm平均产氢量子产率紫外窄波段光基准下，平均量子产率，用符号.(365士10)表示。7.7.3 (420士10)nm平均产氢量子产率可见窄波段光基准下，平均量子产率，用符号.(420士10)表示。7.7.4 420 nm-760 nm平均产氢量子产率可见光基准下，平均量子产率，用符号.(420-760)表示。7.7.5 300 nm-760 nm平均产氢量子产率紫外可见光基准下，平均量子产率，用符号.(300-760)表示。11 GB/T 26915-2011 7.7.6 (365士10)nm平均光-氢能量转化效率紫外窄波段光基准下，平均能量转化
37、效率，用符号可(365:i:O)表示。7.7.7 (420 :t l0) nm平均光，氢能量转化效率可见窄波段光基准下，平均能量转化效率，用符号以420:i:O)表示。7.7.8 420 nm-760 nm平均光，氢能量转化效率可见光基准下，平均能量转化效率，用符号平(420760)表示。7.7.9 300nm-760nm平均光-氢能量转化效率紫外可见光基准下，平均能量转化效率，用符号以300760)表示。8 测试报告测试报告应包括:被测样品的名称、生产单位等说明，试验环境温度、大气压力，测试装置、反应特性(如反应温度、催化剂用量、反应溶液组成等)，数据结果(包括所选光源的实际人射光强)、测试
38、人员和测试日期，以及与本标准不一致或本标准未规定的情况的说明，具体按如下格式填写:xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx实验室测试报告报告编号共页第页样品编号检测地点样品名称生产日期委托单位样品类别样品数量生产单位送样日期检测时间检测依据委托单位地址检测用仪器和装置检测项目测试条件产氢速率检测结果能量转化效率检测结果量子效率检测结果批准审核主检(盖章)12 A.1 测量仪器及装置A. 1. 1 光催化制氢反应器推荐以下室内光催化制氢反应器。A. 1. 1. 1 光源内置式，如图A.l所示。1 内循环水套22一-气体出入口;3一-有机玻璃夹板;4 密封圈;5一一-外冷却水套;6 反应液z7
39、 柔灯58一一一磁子59一一磁力搅拌器。附录A(资料性附录)推荐仪器及装置图A.1内置式光催化制氢反应器A. 1. 1. 2 光源外置式，如图A.2所示。GB/T 26915-2011 巧u GB/T 26915-2011 1一一溶液入口32一一光接受面;3一一反应容器;4一一控温夹套;5 恒温水入口F6一一恒温水出口。a) 顶照式b) 侧照式图A.2外置式光催化制氢反应器A. 1.2 光源符合第5章中的相关规定。A. 1.3 滤光片滤光片的基本参数如表A.l所示。表A.1滤光片基本参数滤光片主波长半高宽/nm波形系数截止范围/nmLP420 420 4201150 80%10%10 nm B
40、P420 420 510 1. 2 BP340 340 BP365 365 BP380 380 BP450 450 BP480 480 BP510 510 2001150 BP540 540 515 1. 5 BP570 570 BP600 600 BP630 630 BP670 670 BP700 700 BP730 730 LP一一长波通型，主波长为其截止波长。BP-一一带通型，主波长为其中心波长，半高宽。a主要使用，其他滤光片为选配。14 背景深度光源类型0.01% 强光源G/T 26915-2011 A. 1.4 辐照计A. 1.4.1 光电式辐照计，须标定(340士10)nm、(36
41、0土10)nm，(380士10)nm, (420土10)nm、(450士10) nm、(480土10)nm、(510士10)nm、(540士10)nm、(570士10)nm、(600土10)nrn、(630士10)nm、(670土10)nrn、(700:1: 10) nrn、(730土10)nm对应的测试系数，测量范围(0.1 199. 9 X 103 )W.crn-2，误差土3%。A. 1. 4. 2 太阳总辐射表，波长范围0.3m3.0m;分光辐射表，波长范围o.76rn3. 0m，测量范围(10.0200. 0) m W crn-2，误差:1:3%。A. 1.5 气相色谱仪符合5.4.2
42、中的相关规定。A. 1.6 产氢测试系统A. 1. 6. 1 手动测试系统用手动注射进样器取样的测试系统。定时用100L微型进样器取样，测得样品气中氢气的含量，进而得产氢数据。A. 1. 6. 2 自动测试系统如图A.3和图A.4所示，该系统可实现数据自动采集及处理的测试系统，能够直接获得产氢量与时间的关系。积分型系统所测为产氢积累量与时间的关系;微分型系统所测为产氢速率与时间的关系。, - GB/T 26915-2011 ，;.一一-如-一_-一自1 -一磁力搅拌器;2 一一光催化反应器;3 一一光源;4,5 一一球形玻璃冷凝管56 一一手动采样配件;7 一一玻璃磨口58 一一玻璃磁力活塞泵
43、;9 -直形单通真空活塞310 一-十形四通真空活塞;11 ,12 玻璃可伐连接;13 精密真空压力表;14 一一气相色谱;15 一一-时间控制器;16 一一自动六通阀;17 一一热导检测器;18 一洗气气瓶吹扫用); 19 抽真空接口。图.3积分型自动产氢测试系统16 1一一一溶液人口82一一光接受面;3一一反应容器;4一一控温夹套;5一一恒温水入口56一一恒温水出口;7一一气相色谱仪;8一一时间控制器;9俨一一自动六通阀510一一热导检测器;11-高压气瓶(载气);12一一出气口。厂一一-JJA 2 圈A.4微分型自动产氢测试系统GB/T 26915-2011 11 GB/T 26915-
44、2011 B.1 测量点的选取附录B(规范性附录)辐照度测试人射到光催化反应器的光斑，一般是圆形、条形，或光斑曲面展开后是圆形、条形;根据光斑的形状以及光分布特性，进行测量;建议如图B.l方式取测量点。4 a) 圆形b) 条形固B.1 测量点分布示意图B.2 平均辐照度B. 2.1 圆形光斑E = E cente,/3 + 2 E吨./3式中=Ecenter一光斑中心处平均辐照度，单位为瓦每平方米(W.m-2);E吨e一一光斑边缘处平均辐照度，单位为瓦每平方米(W.m-2)。B. 2. 2 条形光斑(或曲面展开后为条形)E= 2.:, NEN/N 式中zEN-一一测量点的辐照度，单位为瓦每平方
45、米(W.m-2);N一一测量点的数目。18 ( B.l ) . ( B.2 ) GB/T 26915-2011 C.1 计算实例1附录C(资料性附录)计算实例入射光为较窄波段下光催化分解水产氢量子产率、光-氢能量转换效率的测定;针对可见光响应制氢光催化剂，使用中心波长为420nm，半高宽为10nm的带通滤光片，测试相应窄波段的产氢性能。C. 1. 1 实验环境压力97.50kPa，温度25.0.C; 使用附录A中的顶照式光催化反应器，系统空余体积30mL; 制氢光催化剂0.2g ,O. 35 mol L -1 Na2S/O. 25 mol L一1Na2S03牺牲剂溶液200mL; 连接恒温循环
46、水泵，设置反应温度25.0.C; 光源:平行光源系统(缸灯)，滤光片:BP420(见附录A); 气相色谱仪器:北分瑞利SP2100气相色谱仪F辐照计:FZ-A型辐照计(已标定)。C. 1.2 数据25.C、标准压力下，100L气体其物质的量为4.034mol。按6.1要求，标定色谱工作曲线，得100L注射器进样时，100L气体中含有的氢气物质的量nVo(mol)与氢气对应的峰面积5HZ之间的关系为:nVo =kSl!z ( C.1 ) 其中h为比例系数，标定得到k为4.45XlO-5以中心波长420nm，半高宽8nm的带通滤光片，放置于光源外置式反成器受光面前进行产氢量子产率的测定。光源测量数据如表C.1所示。表C.l光源测量数据项目FZ-A/(mW. cm-Z) 仪器系数2.06有效光斑半径:1. 8 cm o 产氢数据，(时间)平均峰面积:105380C. 1.3 计算C. 1. 3. 1 平均辐照度按式(B.l)计算:左o. 750 E= E.田nt.J3+2E，吨./3=
