[發明專利]一種在線激光脈沖超快動力學檢測設備及其應用方法

有效

• 申請號: 202010529828.1
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111624158B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 楊曉剛;李長明;吳其華;葛德培
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G01N21/01
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發明涉及一種在線激光脈沖超快動力學檢測設備及其應用方法，該設備包括超快脈沖激光器、反射鏡、氣體反應器、前置電壓放大器和示波器；氣體反應器包括至少三個通道，該三個通道依次為石英或者光纖接口的光學通道、電壓信號通道、氣體輸入/輸出通道；氣體反應器內部設置有樣品架，樣品架上放置有三明治結構，三明治結構由上至下依次為透明檢測電極、絕緣層和半導體，半導體與底部電極連接；透明檢測電極和底部電極分別通過低容抗電纜與前置電壓放大器連接，前置電壓放大器的信號輸出端與示波器的信號輸入端連接。本發明簡易，操作簡單，效果顯著。

技術領域

本發明涉及化學反應設備領域，更具體地說，涉及一種在線激光脈沖超快動力學檢測設備及其應用方法。

背景技術

由于能源短缺、環境污染等引發的一系列問題，光催化、光電催化等技術利用半導體材料吸收太陽光能量驅動表面化學反應成為一種可行性的解決方案。為了尋找新型高效的催化劑，人們需要能夠快速檢測催化劑表面化學反應的設備。基于時間分辨技術的瞬態熒光、瞬態紅外吸收、瞬態拉曼光譜、電子順磁共振、同步輻射等技術和設備被已開發出來。例如，專利CN104502535A公開了一種用于研究氣固本征化學反應動力學的微型裝置，包括稱重組件、反應器組件、支架和三向切換閥，根據不同時間固體的質量變化得到化學反應動力學模型。專利110373193A公開了一種基于發光壽命變化的稀土發光探針的制備及應用。專利CN1794079A公開了一種飛秒時間分辨的熒光虧蝕系統，采用間隔時間可調的飛秒脈沖激光先后作用與樣品，觀察樣品的熒光隨間隔時間的變化，從而研究樣品分子的超快動力學行為。專利CN110715911A專利公開了一種利用瞬態吸收光譜預測鑭基鈣鈦礦材料催化劑效率的方法，采用了納秒激光器，檢測瞬態物種的時間變化，能根據所得電子壽命來預測光催化劑的效率。專利CN110514608A公開了一種基于光譜的反應動力學常數的無偏估計方法，通過構建光譜數據結構，根據反應物初始濃度和反應動力學常數初始值，經過計算、比較、迭代反復，獲得反應動力學速率常數。但光譜方法在進行定量研究時仍需其他方式來校準，較為復雜、誤差較大。上述光譜方法在一定程度上能夠解決化學反應動力學測試所面臨的部分問題。然而，到目前為止，人們對于光催化過程的認識還比較有限，一些多步化學反應中間體的含量較低、表面又常被多種中間體覆蓋，進行有效催化反應的選擇性和效率不易控制。特別是針對光生電荷參與表面的反應機制的認識不足，對于表面帶電中間體反應的檢測方法非常有限。