(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211248837.9 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 大连海事大学 地址 116026 辽宁省大连市高新园区凌海 路1号 (72)发明人 赵凤娇　尹鸿鸣　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 专利代理师 李洪福 (51)Int.Cl. G01N 30/02(2006.01) G01N 1/24(2006.01) B01J 19/12(2006.01) B01D 19/00(2006.01) (54)发明名称 一种光催化产生气体 燃料的测量装置 (57)摘要 本发明提供一种光催化产生气体燃料的测 量装置， 涉及气体测量技术领域， 包括： 光源， 所 述光源用以对样品池内待测样品进行照射； 样品 池， 所述样品池 上设置有用以进气除氧的第一气 口、 用以排出氧气 的第二气口、 用以气体采样的 第三气口和备用的第四气 口； 磁力搅拌器， 所述 磁力搅拌器设置于样品池外； 除氧系统， 所述除 氧系统包括惰性气体， 所述惰性气体连接样品池 的第一气 口后进入样品池底部； 数据采集系统， 所述数据采集系统包括气相色谱仪。 本发明通过 结合样品池和高分辨气相色谱仪器的设计， 实现 了光催化反应产生气体燃料的实时的、 连续测量 的功能， 解决了原有测量方法只能人工单点测量 的弊端。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115541764 A 2022.12.30 CN 115541764 A 1.一种光催化产生气体燃料的测量装置， 其特 征在于， 包括： 光源， 所述 光源用以对样品池内待测样品进行照射； 样品池， 所述样品池上设置有用以进气除氧的第 一气口、 用以排出氧气的第 二气口、 用 以气体采样的第三气口和备用的第四气口； 磁力搅拌器， 所述磁力搅拌器设置于样品池外， 所述磁力搅拌器通过磁力带动设置于 样品池内的磁子旋转； 当待测样品为液体样品时， 所述磁力搅拌器用以对样品池内的液体 样品进行不间断搅拌； 除氧系统， 所述除氧系统包括惰性气体， 所述惰性气体连接样品池的第一气口后进入 样品池底部； 数据采集系统， 所述数据采集系统包括相连的气相色谱仪和控制电脑， 所述气相色谱 仪与第三气口相连， 所述数据采集系统用以对样品气体进行抽取和测量， 所述测量的方式 包括单点测量、 连续测量、 分时段测量。 2.根据权利要求1所述的光催化产生气体燃料的测量装置， 其特征在于， 当进行自然光 广谱研究测试时， 所述光源为太阳光模拟 器； 当需要 单一波长激发光时， 所述光源为高分辨 波长可调染料激光器。 3.根据权利要求1所述的光催化产生气体燃料的测量装置， 其特征在于， 所述高分辨波 长可调染料激光器通过选择不同的染料在190 ‑1850nm范围内输出任意单一激发波长， 所述 高分辨波长可调染料激光器的分辨 率的最大值 为0.005nm。 4.根据权利要求1所述的光催化产生气体燃料的测量装置， 其特征在于， 所述第 二气口 为由样品池内至 外部的单向出口。 5.一种光催化反应效率测量方法， 基于权利要求1 ‑4所述的光催化产生气体燃料的测 量装置实现， 其特 征在于， 包括如下步骤： 对所述光源的输出功率进行 标定； 当光源为单一波长时， 所述光源的输出功率为吸收光子强度， 所述吸收光子强度的公 式为： Δh ν＝P η(1‑10‑OD) 其中， Δhν是样品吸收光子的强度， P是特定波长光源的功率， η是样品池单层 透光率， OD 是样品在特定波长的吸光度； 通过所述吸收光子强度得到量子产率， 所述 量子产率的公式为： 其中， Φ是量子产率， Δgas是气体产量。 6.一种光催化产生气体燃料的测量方法， 基于权利要求1 ‑4所述的光催化产生气体燃 料的测量装置实现， 其特 征在于， 包括如下步骤： 将待测样品装 入样品池； 开启除氧系统， 使用惰性气体对样品进行除氧； 开启光源照 射至样品池， 使样品池内的待测样品吸收激发光发生光催化反应产生样品 气体；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541764 A 2高分辨气相色谱仪从样品池的连接口抽取样品气体进行测量。 7.根据权利要求6所述的光催化产生气体燃料的测量方法， 其特征在于： 每次高分辨气 相色谱仪测得的气体样品的数量需要经 过校正， 样品气体校正方法为： 标定连接样品池与气相色谱仪的气管内的体积， 计入气体总体积， 此时的总体积记为 初始体积V0， 当进行第一次抽取测量时， 抽取体积为Vi1， 测得燃料分子数量为Ni1， 根据初始体积、 第 一次抽取体积和第一次抽取的燃料分子数量得到此时样品池内燃料分子数量为N1， N1的公 式为： 当进行第n次抽取测量时， 背底气体总体积较上一次减少了Vi(n‑1)， 此时样品池内燃料 分子数量 为Nn， Nn的公式为： 8.根据权利要求6所述的光催化产生气体燃料的测量方法， 其特征在于： 开启除氧系统 除氧时， 将连接样品池与气相色谱仪的气管用除氧所用的惰性气体进行冲洗， 所述气相色 谱仪单次抽取气体的体积大于连接管内的气体 体积。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541764 A 3