在（光催化實(shí)驗(yàn)的光源，一文解析光催化光源問題！）中提到，選擇光源時(shí)需要綜合考慮光照強(qiáng)度、光源穩(wěn)定性和光斑均勻性等因素，氙燈光源是與太陽(yáng)光譜最接近的光源設(shè)備，但在光化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，氙燈光源并不能滿足大面積照射的實(shí)驗(yàn)需求，隨著“氫農(nóng)場(chǎng)[1]”概念的逐漸深入和當(dāng)前光催化分解水產(chǎn)氫光催化劑效率的提升[2]，光催化分解水產(chǎn)氫設(shè)備也開始從實(shí)驗(yàn)室逐步走向小試規(guī)模化生產(chǎn)的階段。
實(shí)驗(yàn)室階段時(shí)，光催化分解水產(chǎn)氫的反應(yīng)器受光面積只有40 cm2大小，氙燈光源的光斑大小可以滿足，但到了小試規(guī)模階段時(shí)，光催化分解水產(chǎn)氫的反應(yīng)器大小不僅僅只有40 cm2大了，規(guī)模化生產(chǎn)時(shí)需要平米級(jí)的反應(yīng)器，而此時(shí)，氙燈光源的光斑大小就無法滿足生產(chǎn)需求了。
首先，氙燈光源直接輸出光斑是不均勻的，光斑特性為中心區(qū)域較強(qiáng)，從圓心向外擴(kuò)散光強(qiáng)逐漸衰減，如圖1所示。
圖1 氙燈光斑實(shí)物圖和光斑中心點(diǎn)與邊緣位置光功率實(shí)測(cè)對(duì)比
其次，氙燈光源是熱光源，在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的熱量，不但直接影響氙燈燈泡的使用壽命還會(huì)對(duì)照射的材料造成熱影響。為解決熱量的問題，氙燈光源通常需要多個(gè)散熱部件及濾光結(jié)構(gòu)，所以大面照射的氙燈光源體積通常較大，當(dāng)有大面積照射需求時(shí)，如把多臺(tái)氙燈光源共同使用，對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地空間及供電功率有較大要求。
基于光斑特性和設(shè)備體積因素的制約，氙燈光源無法應(yīng)用于大面積照射的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。為解決大面積照射光源的問題，泊菲萊科技采用LED作為發(fā)光載體，針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景研發(fā)出兩種不同的大面積照射光源：PLS-DPCR-1.0平米級(jí)光催化反應(yīng)示范裝置和PLS PGL-O1000 LED大面積輻照光源。
圖2 PLS-DPCR-1.0平米級(jí)光催化反應(yīng)示范裝置和PLS PGL-O1000 LED大面積輻照光源
當(dāng)氙燈光源無法應(yīng)用于大面積照射的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，之所以選擇使用LED作為發(fā)光載體，首先是因?yàn)長(zhǎng)ED光源是冷光源，輸出光的熱量很少，其散熱組件的體積也很小。其次，LED光源在結(jié)構(gòu)上發(fā)光體為單個(gè)燈珠，可根據(jù)使用場(chǎng)景集成為面陣發(fā)光體、柔性燈帶、剛性燈條等不同的結(jié)構(gòu)。同時(shí)，LED光源的發(fā)光波長(zhǎng)除了能輸出窄帶波長(zhǎng)外，還可通過多燈珠擬合實(shí)現(xiàn)模擬太陽(yáng)光光譜等特殊要求。
在“雙碳”背景下，氫能源作為無碳可再生的清潔能源得到重視，光催化分解水產(chǎn)氫是制備氫氣的重要方法之一。
PLS-DPCR-1.0平米級(jí)光催化反應(yīng)示范裝置主要針對(duì)大面積5~10 cm近距離照射實(shí)驗(yàn)條件下使用，輻照面積1×1 m2，在工作距離內(nèi)輸出光輻照度300 mW/cm2，模擬太陽(yáng)光譜，均勻性90%，搭配1×1 m2平板反應(yīng)器用于光催化分解水產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)，平板反應(yīng)器具有氣體收集結(jié)構(gòu)并用質(zhì)量流量計(jì)來計(jì)量產(chǎn)氣速率。
圖3 PLS-DPCR-1.0平米級(jí)光催化反應(yīng)示范裝置和PLS PGL-O1000 LED大面積輻照光源示意圖
光催化降解包含光催化降解有機(jī)污染物、光催化降解VOCs、光催化處理污水和光催化殺菌等研究方向，在現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外疫情常態(tài)化防護(hù)的情形下，利用光催化方式殺菌的方法被得到重視。光催化劑受光照后產(chǎn)生活性基團(tuán)，活性基團(tuán)可以殺滅細(xì)菌或病毒，從而達(dá)到大面積殺菌消毒的目的。
PLS PGL-O1000 LED大面積輻照光源主要應(yīng)用于大面積空間照射，可應(yīng)用于大面積光催化殺菌研究領(lǐng)域，可用于如實(shí)驗(yàn)臺(tái)、化驗(yàn)分析臺(tái)面、走廊、醫(yī)院病房等需要大面積光照消毒殺菌的應(yīng)用場(chǎng)景。標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài)下，光源角度可調(diào)節(jié)，滿足水平、傾斜、垂直等不同角度的光照需求，平均輻照度≥9 mW/cm2，均勻性≥80%，底部自帶滑輪，可自由移動(dòng)，便于收納，LED光源可更換不同波長(zhǎng)的燈珠，滿足不同光照波長(zhǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。
以上氙燈光源、LED光源的光譜及光功率均可按需定制，如有實(shí)驗(yàn)光源需求歡迎進(jìn)網(wǎng)站咨詢。