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光催化实验中,你计算的量子产率就真的是AQY吗?

我相信你也有这样的时刻。做光催化实验需要计算量子产率。查阅文献后,您发现光催化相关文献中有量子产率QY量子效率QE表观量子产率AQY表观量子效率AQE各种词汇,如。

所以灵魂三连问:这些量子产率是什么意思?我想用哪个量子产率来解释我研究中的问题?如何计算这些量子产率值?

接下来,系统地了解文献中的量子产率、量子效率和表观量子产率AQY和STH其他参数指标的计算方法及其差异。

光化学中的量子产率和量子效率

1.量子效率(Quantum Efficiency, QE)[1]:光化学反应速率与特定波长范围内吸收光子通量的比例。计算公式如下:

qp:光子通量;

光子通量qp[2]:光源在单位时间间隔内辐射的光子数是波长λ的函数。

2.量子产率(Quantum Yield, QY)[1]:反应系统在单色光刺激下产生或消耗的分子数与吸收的光子数之比。计算公式如下:

3.光子效率(Photonic Efficiency)[2]:在指定时间间隔(通常是初始条件)内测量的光反应速率与特定波长范围内的入射光子通量之比。计算公式如下:

:入射光子通量。

4.光子产率(Photonic Yield)[2]:在指定的时间间隔(通常是初始条件)内测量的光反应速率与单色光的入射光子通量之比。计算公式如下:

反应系统入射光子数的概念强调光子效率和光子产率,可以直接计算。此外,光子产率和光子效率特别强调在指定的时间间隔(通常是初始条件)内测量。

从量子效率和光子效率的定义和公式可以看出,效率强调的入射光是特定波长范围内的入射光,是连续光谱。在计算过程中,波长λ进行积分。

从量子产率和光子产率的定义和公式可以看出,产率强调入射光为单色光。

5.表观量子产率(Apparent Quantum Yield, AQY)[3]:在特定单色波长下,反应系统的电子数与入射光子数之比。

Ne:反应转移电子总数;

Np:入射光子数。

[4]:在指定的时程Δt内、光子通量时间积分,无量纲。

I:光功率密度(W·m-2);

A:进入光照面积(m2);

λ:入射光波长(nm);

t:时间(s);

h:常量(6.62×10-34J·s);

c:光速(3.0×108m·s-1)。

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6.STH能量转化效率:输入太阳能转化为氢能的效率,详见3分钟学习STH测量能量转化效率!

以上部分是光催化中光电能转化效率相关参数指标的描述。如果您想了解光催化实验中的量子产率介绍,请点击文章关于光催化实验中的量子产率和量子效率。

[1]Qureshi Muhammad, Takanabe Kazuhiro *, Insights on measuring and reporting heterogeneous photocatalysis: efficiency definitions and setup examples[J]., 2017, 29, 158.

[2]Braslavsky Silvia E., Braun André M., Serpone Nick*, et. al., Glossary of terms used in photocatalysis and radiation catalysis (IUPAC Recommendations 2011)[J]., 2011, 83, 931.

[3]Lin Huiwen, Chang Kun*, Ye Jinhua* et. al., Ultrafine nano 1T-MoS2monolayers with NiOx as dual co-catalysts over TiO2photoharvester for efficient photocatalytic hydrogen evolution[J]., 2020, 279, 119387.

[4]Zhong Tao, Yu Zebin*, Zou Binsuo*, et. al., Surface-activated Ti3C2Tx MXene cocatalyst assembled with CdZnS-formed 0D/2D CdZnS/Ti3C2-A40 Schottky heterojunction for enhanced photocatalytic hydrogen evolution [J]., 2100863. DOI: 10.1002/solr.202100863.

在光催化实验中,你计算的量子产率真的是AQY吗?

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