书 书 书犐犆犛 ２７ ． ０１０ 犉 １９ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G27 /G28 /G29 /G2A 犌犅 ／ 犜 ３９３５９ — ２０２０ /G21 /G22 /G23 /G24 /G25 /G26 /G27 /G28 /G29 /G2A /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 犐狀狋犲犵狉犪狋犻狀犵狊狆犺犲狉犲犿犲狋犺狅犱犳狅狉狋犺犲狋犲狊狋狅犳犾犻狇狌犻犱 ／ 狊狅犾犻犱狊狌狊狆犲狀犱犲犱狆犺狅狋狅犮犪狋犪犾狔狋犻犮犺狔犱狉狅犵犲狀狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀狉犲犪犮狋犻狅狀 ２０２０  １１  １９ /G33 /G34 ２０２１  ０６  ０１ /G35 /G36 /G27 /G28 /G2B /G2C /G2D /G2E /G2F /G30 /G31 /G32 /G27 /G28 /G29 /G2A /G33 /G2F /G30 /G34 /G35 /G36 /G33 /G34书 书 书目 　　 次 前言 Ⅲ ………………………………………………………………………………………………………… １ 　 范围 １ ……………………………………………………………………………………………………… ２ 　 规范性引用文件 １ ………………………………………………………………………………………… ３ 　 术语和定义 １ ……………………………………………………………………………………………… ４ 　 符号 ２ ……………………………………………………………………………………………………… ５ 　 测试系统 ２ ………………………………………………………………………………………………… ６ 　 测量内容 ３ ………………………………………………………………………………………………… ７ 　 测试要求 ４ ………………………………………………………………………………………………… ８ 　 数据及计算 ４ ……………………………………………………………………………………………… 附录 Ａ （ 资料性附录 ） 　 光学积分球基本原理 ７ …………………………………………………………… 附录 Ｂ （ 规范性附录 ） 　 积分球法光催化制氢反应测量系统 ９ …………………………………………… 附录 Ｃ （ 资料性附录 ） 　 “ 积分球法测量悬浮式液固光催化制氢反应效率 ” 测试案例 １１ ………………… Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ３９３５９ — ２０２０ 前 　　 言 　　 本标准按照 ＧＢ ／ Ｔ１．１ — ２００９ 给出的规则起草 。 本标准由全国氢能标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ３０９ ） 提出并归口 。 本标准起草单位 ： 西安交通大学 、 佛山绿色发展创新研究院 、 中国科学院兰州化学物理研究所 、 上海交通大学 、 中国电子工程设计院有限公司 、 中国标准化研究院 。 本标准主要起草人 ： 郭烈锦 、 敬登伟 、 鲍威 、 杨燕梅 、 吕功煊 、 上官文峰 、 周向荣 、 艾斌 、 刘欢 、 赵亮 、 关详久 、 苏进展 、 刘茂昌 、 沈少华 、 陈玉彬 、 潘珂 、 刘小敏 。 Ⅲ 犌犅 ／ 犜 ３９３５９ — ２０２０ 积分球法测量悬浮式液固光催化制氢反应 １ 　 范围 本标准规定了积分球法测量悬浮式液固光催化制氢反应体系量子效率的测试系统 、 测量内容 、 测试 要求 、 数据及计算要求 。 本标准适用于液固悬浮式太阳能光催化分解水制氢反应体系光谱吸收特征及产氢量子效率的准确 测量 。 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 。 凡是注明日期的引用文件 ， 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 ／ Ｔ８９８１ 　 气体中微量氢的测定 　 气相色谱法 ＧＢ ／ Ｔ２６１７９ 　 光源的光谱辐射度测量 ＧＢ ／ Ｔ２６９１５ 　 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 ＪＣ ／ Ｔ１８５ 　 光学石英玻璃 ３ 　 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 。 ３ ． １ 　 积分球 　 犻狀狋犲犵狉犪狋犻狀犵狊狆犺犲狉犲 光学测量用的中空球体 。 在球的内表面均匀涂有较高反射率且无波长选择性的漫反射性介质 ， 球 内任一方向上的辐照度均相等 。 　　 注 ： 光学积分球基本原理参见附录 Ａ 。 ３ ． ２ 　 光催化反应介质 　 狆犺狅狋狅犮犪狋犪犾狔狋犻犮狉犲犪犮狋犻狅狀犿犲犱犻狌犿 悬浮光催化反应的发生媒介 ， 一般为纯水或水溶液 。 ３ ． ３ 　 自降解产氢效应 　 犲犳犳犲犮狋狅犳犺狔犱狉狅犵犲狀狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀犫狔狊犲犾犳犱犲犵狉犪犱犪狋犻狅狀 在光催化制氢反应过程中 ， 未加入催化剂时 ， 反应介质在入射光辐照下反应产生氢气的效应 。 ３ ． ４ 　 机械催化产氢效应 　 犲犳犳犲犮狋狅犳犺狔犱狉狅犵犲狀狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀犫狔犿犲犮犺犪狀犻犮犪犾犮犪狋犪犾狔狊犻狊 反应介质及光催化剂在无光照的条件下 ， 通过搅拌等机械方式产生氢气的效应 。 ３ ． ５ 　 光热催化产氢效应 　 犲犳犳犲犮狋狅犳犺狔犱狉狅犵犲狀狆狉狅犱狌犮狋犻狅狀犫狔狆犺狅狋狅狋犺犲狉犿犪犾犮犪狋犪犾狔狊犻狊 选择光催化剂本征吸收及反应介质特征吸收以外的光谱区段 ， 在同样入射光功率及相近入射光分 布特性下照射 ， 或采用调制入射光照射方式产生氢气的效应 。 １ 犌犅 ／ 犜 ３９３５９ — ２０２０ ３ ． ６ 　 光催化制氢反应转换数 　 狋狌狉狀狅狏犲狉狀狌犿犫犲狉狅犳狆犺狅狋狅犮犪狋犪犾狔狋犻犮狉犲犪犮狋犻狅狀 制氢反应产生的氢原子数与光催化剂中的原子数的比值 ， 用来判断该反应是否以光催化的途径进行 。 ４ 　 符号 下列符号适用于本文件 。 犈 λ ： 特定波段下的光子能量 ， 单位为焦耳 （ Ｊ ）。 犳 ： 积分球开孔比例 。 犐 ： 积分球内表面的辐照度 ， 单位为瓦特每平方米 （ Ｗ ／ ｍ ２ ）。 犐 ｏ ： 未加载反应器时积分球辐照度 ， 单位为瓦特每平方米 （ Ｗ ／ ｍ ２ ）。 犐 狉 ： 加载空反应器后的积分球辐照度 ， 单位为瓦特每平方米 （ Ｗ ／ ｍ ２ ）。 犐 狉 ＋ 狊 ： 反应器加载光催化反应介质后的积分球辐照度 ， 单位为瓦特每平方米 （ Ｗ ／ ｍ ２ ）。 犐 狉 ＋ 狊 ＋ 犮 ： 反应器加载光催化剂及反应介质后的积分球辐照度 ， 单位为瓦特每平方米 （ Ｗ ／ ｍ ２ ）。 犓 ： 积分球常数 ， 单位为平方米 （ ｍ ２ ）。 犽 狉 ： 反应器的有效接收系数 ， 单位为平方米 （ ｍ ２ ）。 犔 ０ ： 反射面元在其法线方向上的光辐射亮度 。 犔 θ ： 反射面元在 θ 方向上的光辐射亮度 。 犖 ａｐｃ ： 半导体光催化剂吸收的有效光子数 。 犘 ： 光功率 ， 单位为瓦特 （ Ｗ ）。 犘 犮 ： 光催化剂的有效光吸收功率 ， 单位为瓦特 （ Ｗ ）。 犘 狉 ： 反应容器光吸收功率 ， 单位为瓦特 （ Ｗ ）。 犘 狊 ： 无催化剂时反应溶液光吸收功率 ， 单位为瓦特 （ Ｗ ）。 犘 狊 ＋ 犮 ： 光催化反应介质的有效光吸收功率 ， 单位为瓦特 （ Ｗ ）。 犘 狉 ＋ 狊 ＋ 犮 ： 加载光催化剂后的反应溶液光吸收功率 ， 单位为瓦特每平方米 （ Ｗ ／ ｍ ２ ）。 犚 ： 积分球半径 ， 单位为米 （ ｍ ）。 狉 ： 反应容器接收半径 ， 单位为米 （ ｍ ）。 犛 ： 积分球内表面积 ， 单位为平方米 （ ｍ ２ ）。 犛 １ ： 积分球的有效面积 ， 单位为平方米 （ ｍ ２ ）。 犛 ２ ： 积分球的开孔面积 ， 单位为平方米 （ ｍ ２ ）。 α 犮 ： 反应溶液中光催化剂的吸收参数 。 α 狉 ： 反应容器吸收参数 。 α ′ 狉 ： 含催化剂时反应容器的吸收参数 。 α 狊 ： 反应溶液的吸收参数 。 α ′ 狊 ： 含催化剂时反应溶液的吸收参数 。 θ ： 入射光纤与表面法线夹角 。 λ ： 入射光波长 ， 单位为纳米 （ ｎｍ ）。 ρ ： 积分球内表面的反射率 。 Ω ： 反应容器接收立体角 。 ５ 　 测试系统 积分球法测量悬浮式液固光催化制氢反应的测试系统主要包括三部分 ： 稳定可控的单色平行光源 ２ 犌犅 ／ 犜 ３９３５９ — ２０２０ 组件 、 光辐射测量积分组件 、 光催化制氢反应测量组件 ， 详见附录 Ｂ 。 ６ 　 测量内容 ６ ． １ 　 光催化制氢反应判别 ６ ． １ ． １ 　 产氢效应判别顺序 按顺序进行自降解产氢效应 、 机械催化产氢效应及光热催化产氢效应判定 ， 扣除上述产氢效应后 ， 如反应转换数计算值大于 １ ， 则可判定反应为光催化制氢反应 。 ６ ． １ ． ２ 　 自降解产氢效应测试 保证反应器 、 光源 、 反应条件 （ 介质 、 温度 、 压力等 ） 及测试条件一致 ， 不加入光催化剂进行反应 ， 如产 氢速率大于零 ， 说明有自降解效应 。 ６ ． １ ． ３ 　 机械催化产氢效应测试 保证反应器 、 反应条件 （ 光催化剂 、 介质 、 温度 、 压力等 ） 及测试条件一致 ， 关闭光源进行反应 ， 如产氢 速率大于零 ， 说明有机械催化产氢效应 。 ６ ． １ ． ４ 　 光热催化产氢效应测试 以光催化剂本征吸收及反应介质特征吸收以外的光谱区段进行照射 ， 在同样入射光功率及相近入 射光分布特性下进