GB/T 26915-2011
基本信息
标准号： GB/T 26915-2011
中文名称：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
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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相关标签： 太阳能 光催化 分解 制氢 体系 能量 转化 效率 计算
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标准简介
GB/T 26915-2011 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
GB/T26915-2011
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标准内容
ICS19.020
中华人民共和国国家标准
GB/T26915-2011
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
Determination of energy conversion efficiency and quantum yield for hydrogenproduction in the solar photocatalytic water splitting system2011-09-29发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2012-03-01实施
GB/T26915-2011
1范围
规范性引用文件
术语和定义
测试基本要求
测量方法及步骤
光-氢能量转化效率及量子产率计算测试报告
附录A（资料性附录）推荐仪器及装置附录B（规范性附录）
附录C（资料性附录）
辐照度测试
计算实例
本标推按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会（SAC/TC20)提出。本标准由全国氢能标准化技术委员会（SAC/TC309）归口。GB/T26915—2011
本标准起草单位：西安交通大学、中国标准化研究院、中国电子工程设计研究院、中国科学院兰州化学物理研究所、中国科学院大连化学物理研究所、上海交通大学。本标准主要起草人：郭烈锦、赵亮、王處、吕功煊、上官文峰、张卫、敬登伟、李法兵、李越湘、刘欢、李明涛、张凯、张相辉、陈玉彬、刘茂昌。I
1范围
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
GB/T26915—2011
本标准规定了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测试与计算过程应遵守的方法。
本标准适用于自然太阳光和模拟太阳光光催化分解水制氢反应系统。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/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T8981气体中微量氢的测定气相色谱法HG/T3579化工标准物质通则
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
光催化分解水制氢反应photocatalyticwatersplittingreaction forhydrogenproduction光催化剂受光激发产生电子空穴对，光生电子与水或水溶液中氢离子发生还原反应产生氢气，同时光生空穴氧化水或牺性剂而被消耗的过程。3.2
制氢光催化剂photocatalystforhydrogenproduction一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进光催化分解水制氢化学反应的物质。3.3
制氢反应牺性剂sacrificialagentforhydrogen productionreaction光催化分解水制氢反应过程中，作为电子给体还原光生空穴，促进制氢反应进行，同时自身发生不可逆化学转化而被消耗的物质。3.4
光催化制氢反应溶液photocatalyticreaction solutionforhydrogenproduction作为原料或反应物参加光催化制氢反应并被分解而产生氢气的溶液，通常为水或含牲剂的水溶液，也可是非水溶液如乙醇胺等。3.4.1
无机牺性剂制氢反应溶液inorganicsacrificialagentreaction solutionforhydrogenproduction以无机物作为栖性剂的光催化制氢反应溶液，如硫化钠/亚硫酸钠牺性剂。1
GB/T269152011
建筑321---标准查询下载dowh.jz321.net有机牺牲剂制氢反应溶液organic sacrificialagentreactionsolutionforhydrogenproduction以有机物作为栖牲剂的光催化制氢反应溶液，如醇类、酸类牺牲剂。3.4.3
海水或天然卤水反应溶液seawaterornatural brinereactionsolution以海水或天然卤水作为反应液的光催化制氢反应溶液。3.4.4
纯水反应溶液purewater andaqueousreaction solution以不含有牺性剂的纯水或水溶液作为光催化反应溶液。3.4.5
非水反应溶液non-aqueous reaction solution以其他非水介质作为反应液的光催化制氢反应溶液，如三乙醇胺等。3.5
光催化制氢反应体系photocatalyticreactionsystemforhydrogenproduction包含有制氢光催化剂、反应溶液及反应气氛的反应体系。3.5.1
非均相光催化制氢反应体系heterogeneousphotocatalyticreactionsystemforhydrogenproduction又称多相光催化制氢反应体系，指由气态或液态反应物与固态制氢光催化剂在两相界面上发生光催化制氢反应的体系。
悬浮光催化制氢反应体系suspendingphotocatalyticreactionsystemforhydrogenproduction制氢光催化剂以离散悬浮颗粒形式随反应液悬浮运动的制氢反应体系。3.5.3
固定光催化制氢反应体系fixedphotocatalyticreactionsystemforhydrogenproduction制氢光催化剂附着在一定的基质上，不随反应溶液运动的制氢反应体系。3.5.4
均相光催化制氢反应体系homogeneousphotocatalyticreactionsystemforhydrogenproduction制氢光催化剂与反应物处于同一物相的光催化制氢反应体系。3.6
光催化制氢反应器photocatalyticreactorforhydrogenproduction具有一定受光面积和有效容积的用于光催化制氢的反应容器或装置。3.6.1
反应器主要特性参数themajorparametersof reactor3.6.1.1
反应器受光面积（A）thephoticareaofreactor光催化制氢反应器接收入射光源的有效面积。3.6.1.2
反应器容积（V）thevolumeofreactor反应器的几何物理空间所具有的体积。3.6.1.3
有效反应器容积（V）theeffectivevolumeofreactor指有效利用于制氢反应的反应器容积。2
反应器比深度thespecificdepthofreactorGB/T26915-—2011
光催化有效反应器容积V与受光面积AR的比值，用符号DR表示，反映人射光穿过反应容器的平均深度。
DR=-VR/AR
反应器类别classificationofreactors3.6.2.1
（光源）内置式光催化制氢反应器inner-irradiationphotocatalyticreactorforhydrogenproduction如附录A图A.1所示，具有内凹空间，对光源形成包围的光催化反应器。3.6.2.2
（光源）外置式光催化制氢反应器outer-irradiationphotocatalyticreactorforhydrogenproduction如附录A图A2所示，在位置上和光源独立，可用一平面将其与光源隔离的光催化反应器。3.7
光催化反应光源lightsourceforphotocatalysis以辐射形式为光催化分解水制氢反应提供光能的物体，如自然太阳光、自然汇聚光源，人工模拟光源（如高压汞灯、短弧氙灯、二极管阵列光源等）。3.7.1
光催化反应光源的标准光谱standardspectrumof lightsourceforphotocatalysis以地面处太阳光的紫外光和可见光的波长范围（300nm～760nm）为基准的光谱。3.7.2
光催化制氢反应效率评价基准光谱standardspectrumof evaluationphotocatalytichydrogenpro-duction efficiency
单色入射光基准monochromaticincidentlightbenchmark选取特定波长单色人射光为基准，用以评价光催化分解水制氢体系的量子产率和能量转化效率。3.7.2.2
窄波段入射光基准narrow-bandincidentbenchmarks以较窄波段（入一A～入+Aa，△≤10.0nm）的人射光为基准，用以评价光催化分解水制氢体系的量子产率和能量转化效率。
宽波段入射光基准wide-band incidentbenchmarks以较宽波段（a～入，入z一入>20nm）的人射光为基准，用以评价光催化分解水制氢体系的量子产率和能量转化效率。
等效波长equivalentwavelength用辐通量（或辐照度）计算光子通量（或光子辐照度）时所用的波长，用符号入表示；当在指定的波长范围△入内，光谱一定时，入是常量。=Nphe
-（2）
光催化分解水制氢反应装置photocatalyticwatersplittingapparatusforhydrogenproduction由光源、光催化反应器以及驱动和测控等辅助设备组成，能够利用光催化剂在光照射下将反应溶液3
GB/T26915—2011
分解产生氢气的装置。
建筑321---标准查询下载dow.jz321.net光催化分解水制氢系统photocatalyticwatersplittingequipmentforhydrogenproduction由光催化分解水制氢反应体系和反应装置共同组成的制氢系统3.9.1
间歇式光催化分解水制氢系统intermittentphotocatalyticwatersplittingequipmentforhydrogenproduction
制氢系统内反应物和光催化剂一次性地加人，并且反应体系与外界没有质量交换，反应进行一段时间后需补充反应物方可继续进行。3.9.2
连续式光催化分解水制氢系统continuousphotocatalyticwatersplittingequipmentforhydrogenproduction反应物可以连续输送，反应产物连续排出的光催化分解水制氢系统。3.10
光催化反应的产氢速率therateof photocatalytiehydrogenproduction单位时间内光催化分解水制氢反应中生成的氢气的物质的量，用符号RH.表示，单位为mol·s-13.10.1
光催化反应的时间平均产氢速率thetime-averagedrateofphotocatalytichydrogenproduction在指定反应时程△t内，光催化反应的产氢速率的时间平均值，用符号R表示，单位为mol·s-1RH
光催化反应的最大产氢速率themaximumrateofphotocatalytichydrogenproduction反应时间t内，光催化反应的产氢速率的最大值，用符号R表示，单位为mol·s-。3.10.3
·（3)
单波长下的时间平均产氢速度time-averagedrateof photocatalytichydrogenproductionundermonochromatic light
在指定反应时程At内，入射的单色光波长为^时的时间平均量子产率，用符号R（)表示。3.10.4
窄波段下的[时间平均产氢速率time-averagedrateof photocatalytichydrogenproductionundernarrow-band incident light
在指定反应过程△内，人射光波长范围为入一△a～^十(△10nm）时的时间平均量子产率，用符号RH（入+）表示。
宽波段下的时间平均产氢速率time-averaged rate of photocatalytichydrogenproduction underwide-band incident light
在指定反应时程△t内，人射光波长范围为入，～入（入z一入>20nm）时的时间平均量子产率，用符号R（2）表示。
光催化制氢反应的景子产率quantumyieldofphotocatalytichydrogenproduction光催化分解水制氢反应过程中，反应产生的氢的原子数与催化剂吸收的光子数的比值，用符号@4
表示。
D=2m,/N=2RH,NA/@
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注：由于实际反应过程中催化剂吸收的光子数以现有手段难以测定，本标准以人射到系统的光子数代替催化剂吸收的光子数进行量子产率计算，称为表观量子产率（apparentquantumyieldofphotocatalytichydrogen produc-tion）用符号Φ表示。
Φ.=2n/N=2Rh,N/@
单波长下的量子产率quantumyieldofmonochromaticlight波长为入的单色人射光的量子产率，用符号更（入)表示。3.11.2
窄波段下的量子产率quantumyieldofnarrow-band incidentlight入射光波长范围为入一入十入（10nm）时的量子产率，用符号（±α）表示。@（ata）
宽波段下的量子产率quantumyieldunderwide-bandincidentlight人射光波长范围为入～入，（入，一>20nm）时的量子产率，用符号@（～入，）表示。@(～)=
［时间平均量子产率time-averagedquantumyield在指定反应时程△t内，光催化分解水制氢反应量子产率的时间平均值，用符号Φ.表示。0,=2 n,/N, =
单波长下的时间平均量子产率time-averagedquantumyieldundermonochromaticlight在指定反应时程At内，人射的单色光波长为入时的时间平均量子产率，用符号@（a）表示。e.ca)
P.(a)dt/At
·（5）
.（8)
（9）
窄波段下的[时间平均量子产率time-averagedquantumyieldundernarrow-bandincidentlight在指定反应时程△内，人射光波长范围为入一～入+（△1<10nm）时的时间平均量子产率，用符号Φ(a+4)表示。
（a）
更()dt/t=
（10）
宽波段下的[时间平均量子产率time-averagedquantumyield under wide-band incidentlight在指定反应时程A内，入射光波长范围为入，～入（入2一入>20nm）时的时间平均量子产率，用符号更（入，～入）表示。
@,(~)-,(a)de/t=
（11)
光催化制氢的光-氢能量转化效率photon-hydrogen energyconwersion efficiencyforphotocatalytichydrogenproduction
光催化分解水制氢反应过程中，生成氢气所储存的化学能与人射到反应器受光面的光辐射能的比5
GB/T26915-—2011
建筑321---标准查询下载down.iz321.net值，也可称为光-氢能量转化效率，用符号1表示。7=AGH,RH,/E.A)
单色光下的光氢能量转化效率
monochromatic light
（12）
photon-hydrogen energy conversion efficiency under人射光为波长入的单色光时的能量转化效率，用符号入)表示。3.12.2
photon-hydrogen energy conversion efficiency under narrow-band窄波段下的光-氢能量转化效率
incident light
入射光波长范围为入一入入十4入（A≤10nm）时的能量转化效率，用符号(a±）表示。n(aa
（13）
宽波段下的光-氢能量转化效率photon-hydrogen energyconversion efficiencyunderwide-band in-cident light
人射光波长范围为,～入（入z一入20nm）时的能量转化效率，用符号(入～入）表示。(~
-（14）
［时间平均光-氢能量转化效率time-averagedphoton-hydrogen energyconversionefficiency在指定反应时程△t内，光催化分解水制氢反应过程能量转化效率的平均值，用符号表示。ndt
?（15）
单色光下的时间平均光-氢能量转化效率time-averagedphoton-hydrogenenergyconversioneffi-ciency under monochromatic light在指定反应时程At内，人射光为波长入的单色光时的时间平均能量转化效率，用符号入）表示。n(a)
(a)dt/
（16）
窄波段下的[时间］平均光-氢能量转化效率time-averagedphoton-hydrogenenergyconversioneffi-ciencyundernarrow-band incident light在指定反应时程△t内，入射光波长范围为入一1～入+入（△<10nm）时的时间平均能量转化效率，用符号(）表示。
(aa)de/Ar
n(a)d)
（17）
宽波段下的[时间平均光-氢能量转化效率time-averagedphoton-hydrogenenergyconversioneffi-ciency under wide-band incident light在指定反应时程△t内，入射光波长范围为入～入z（入z一入，20nm）时的时间平均能量转化效率，用符号(,2)。
n(～)=
n(~a,)dt/ At=
（18)
4符号
下列符号适用于本文件。
AR：反应器受光面积。
C：真空中的光速。
DR：反应器比深度。
E：光辐射照度。
E：平均光辐射照度。
E：光谱辐射照度。
h：普朗克常数。
NA：阿伏伽德罗常数。
N,：吸收光子数。
N,：人射光子数。
nH,：反应生成的氢分子数。
n，：指定反应时程△t内，生成的氢分子数。P：辐射通量。
RH,·产氢速率。
RH,：平均产氢速率。
RH：最大产氢速率。
t：反应进行的时间。
V.反应器容积。
VR：反应器有效容积。
AGH，反应储存的能量。
Φ：光辐射通量。
.表观量子产率。
Φ..[时间]平均表观量子产率。d：光子通量。
Φ.：吸收光子通量。
：能量转化效率。
n=[时间]平均能量转化效率。
5测试基本要求
5.1测试环境要求
5.1.1环境温度、环境压力以及环境湿度应符合仪器、设备工作要求。5.1.2环境背景光辐照度，不得超过人射光辐照度的1%。5.2光源
5.2.1自然太阳光
GB/T269152011
用于光催化分解水制氢反应的自然太阳光应在一次测量期间总辐照度（直接辐射十天空散射）的不7
GB/T26915-2011
稳定度应不大于25%。
5.2.2室内测试光源
建筑321---标准查询下载down.iz321.net5.2.2.1用于光催化分解水制氢反应的测试光源室内光源，有太阳光模拟器、氙灯、汞灯等。5.2.2.2光源的输出光功率波动不超过3%5.2.2.3光接受面处人射光斑辐照度最小值与最大值之比不小于75%。5.2.2.4人射光散射部分不超过25%。5.2.3滤光装置
5.2.3.1对于复色光光源，测试需要选取特定波长范围的光谱时，应使用滤光装置。5.2.3.2滤光装置应适用于所用光源。5.2.3.3波长范围大于10nm时，应使用截止滤光片获取所需光谱范围。5.2.3.4波长范围不大于10nm时，应使用带通滤光片或单色仪。5.2.3.5带通滤光片半高宽小于10nm，单色仪分辨率小于1nm。5.2.3.6背景截止深度优于1×10~。5.3光催化反应器
5.3.1不与反应溶液、产物及光催化剂发生化学反应。2应具备控温能力，测试期间，温度波动不大于1℃。5.3.2
受光面平均透过率（300nm～760nm）不低于90%，应使用派热克斯（Pyrex）玻璃或石英玻璃。5.3.4
受光面玻璃厚度不超过2mm。
5.3.5光催化反应器比深度为2cm~15cm。5.3.6宜可方便测量透过反应器的辐照度。5.4测量仪器
辐照计
是用于测试人射光辐照度的仪器。5.4.1.1
5.4.1.2应适用于所测试的光源。5.4.1.3测量范围300nm~760nm，量程范围50.0μWcm-2~5.00W.cm-2，测量精度3.0。5.4.1.4自然太阳光测量仪器，应具备自动测量记录的功能。5.4.2气相色谱仪
用于测量气体样品中氢气含量。5.4.2.1
5.4.2.2测量范围100μL样品气体中（5.0×10-4~5.0）μmol氢气，测量精度3.05.4.2.3应用氮气或氩气为载气。5.4.2.4应用100μL注射进样器为手动微型进样器，0.50mL1.0mL的定量管为自动采样器。5.5
5测试要求
反应器透过的辐射通量与人射通量的比值小于15%。5.5.2反应器受光面辐照度介于50.0μW·cm-2~5.00W.cm-。5.5.3反应液体积宜不超过反应器容积的2/3。28
5.6光催化剂
GB/T26915-—2011
5.6.1对于多相光催化，应对催化剂进行充分研磨，二次聚集态颗粒粒度不大于15μm。5.6.2对于均相光催化，催化剂应完全溶于水，并形成均相的溶液5.6.3无非光催化分解水产氢的能力。5.6.4推荐用量1.0g/L。
5.7牺性剂
5.7.1应适于所用的光催化剂。
5.7.2无光照射时，不与水及光催化剂发生化学反应。5.7.3推荐浓度（适用于多相光催化）。5.7.3.1硫化钠/亚硫酸钠水溶液体系：（0.35士0.2）molL-/（0.25±0.2）mol·L5.7.3.2醇类水溶液体系：体积分数（25士15）%。5.7.3.3酸类水溶液体系：体积分数（25士15）%。5.8试剂
5.8.1去离子水免费标准bzxz.net
用于配制溶液，应符合GB/T6682实验室用水二级标准以上。5.8.2标准气体
用于气相色谱仪的标定，应符合GB/T8981中对标准气体的规定。5.8.3其他试剂
其他配制反应溶液的试剂采用分析纯试剂，应符合HG/T3579中的相关要求。6测量方法及步骤
6.1气相色谱仪标准工作曲线标定6.1.1在5.1规定的测试环境下运行稳定后进行工作曲线标定。6.1.2依据GB/T8981中标定方法对色谱进行标定。6.1.3建立样品气中氢气体积含量与气相色谱仪氢组分所对应的峰面积之间的关系。6.1.4建立样品气中氢气物质的量与其体积含量的关系。6.2反应器受光面辐照度测试
6.2.1以光催化反应器的受光面为。6.2.2室内光源运行稳定后进行测试。6.2.3依室内光源人射光分布特性选择测量点，且每点至少测量3次，见附录B。6.2.4自然太阳光，宜用自动记录仪进行全程测试。6.3测量反应器受光面积
6.4光催化分解水制氢反应测试
6.4.1检查光催化反应测试系统、光源、气相色谱仪。6.4.2开启光源、气相色谱仪、预热。9
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2012-03-01实施
GB/T26915-2011
1范围
规范性引用文件
术语和定义
测试基本要求
测量方法及步骤
光-氢能量转化效率及量子产率计算测试报告
附录A（资料性附录）推荐仪器及装置附录B（规范性附录）
附录C（资料性附录）
辐照度测试
计算实例
本标推按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会（SAC/TC20)提出。本标准由全国氢能标准化技术委员会（SAC/TC309）归口。GB/T26915—2011
本标准起草单位：西安交通大学、中国标准化研究院、中国电子工程设计研究院、中国科学院兰州化学物理研究所、中国科学院大连化学物理研究所、上海交通大学。本标准主要起草人：郭烈锦、赵亮、王處、吕功煊、上官文峰、张卫、敬登伟、李法兵、李越湘、刘欢、李明涛、张凯、张相辉、陈玉彬、刘茂昌。I
1范围
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
GB/T26915—2011
本标准规定了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测试与计算过程应遵守的方法。
本标准适用于自然太阳光和模拟太阳光光催化分解水制氢反应系统。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/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T8981气体中微量氢的测定气相色谱法HG/T3579化工标准物质通则
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
光催化分解水制氢反应photocatalyticwatersplittingreaction forhydrogenproduction光催化剂受光激发产生电子空穴对，光生电子与水或水溶液中氢离子发生还原反应产生氢气，同时光生空穴氧化水或牺性剂而被消耗的过程。3.2
制氢光催化剂photocatalystforhydrogenproduction一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进光催化分解水制氢化学反应的物质。3.3
制氢反应牺性剂sacrificialagentforhydrogen productionreaction光催化分解水制氢反应过程中，作为电子给体还原光生空穴，促进制氢反应进行，同时自身发生不可逆化学转化而被消耗的物质。3.4
光催化制氢反应溶液photocatalyticreaction solutionforhydrogenproduction作为原料或反应物参加光催化制氢反应并被分解而产生氢气的溶液，通常为水或含牲剂的水溶液，也可是非水溶液如乙醇胺等。3.4.1
无机牺性剂制氢反应溶液inorganicsacrificialagentreaction solutionforhydrogenproduction以无机物作为栖性剂的光催化制氢反应溶液，如硫化钠/亚硫酸钠牺性剂。1
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海水或天然卤水反应溶液seawaterornatural brinereactionsolution以海水或天然卤水作为反应液的光催化制氢反应溶液。3.4.4
纯水反应溶液purewater andaqueousreaction solution以不含有牺性剂的纯水或水溶液作为光催化反应溶液。3.4.5
非水反应溶液non-aqueous reaction solution以其他非水介质作为反应液的光催化制氢反应溶液，如三乙醇胺等。3.5
光催化制氢反应体系photocatalyticreactionsystemforhydrogenproduction包含有制氢光催化剂、反应溶液及反应气氛的反应体系。3.5.1
非均相光催化制氢反应体系heterogeneousphotocatalyticreactionsystemforhydrogenproduction又称多相光催化制氢反应体系，指由气态或液态反应物与固态制氢光催化剂在两相界面上发生光催化制氢反应的体系。
悬浮光催化制氢反应体系suspendingphotocatalyticreactionsystemforhydrogenproduction制氢光催化剂以离散悬浮颗粒形式随反应液悬浮运动的制氢反应体系。3.5.3
固定光催化制氢反应体系fixedphotocatalyticreactionsystemforhydrogenproduction制氢光催化剂附着在一定的基质上，不随反应溶液运动的制氢反应体系。3.5.4
均相光催化制氢反应体系homogeneousphotocatalyticreactionsystemforhydrogenproduction制氢光催化剂与反应物处于同一物相的光催化制氢反应体系。3.6
光催化制氢反应器photocatalyticreactorforhydrogenproduction具有一定受光面积和有效容积的用于光催化制氢的反应容器或装置。3.6.1
反应器主要特性参数themajorparametersof reactor3.6.1.1
反应器受光面积（A）thephoticareaofreactor光催化制氢反应器接收入射光源的有效面积。3.6.1.2
反应器容积（V）thevolumeofreactor反应器的几何物理空间所具有的体积。3.6.1.3
有效反应器容积（V）theeffectivevolumeofreactor指有效利用于制氢反应的反应器容积。2
反应器比深度thespecificdepthofreactorGB/T26915-—2011
光催化有效反应器容积V与受光面积AR的比值，用符号DR表示，反映人射光穿过反应容器的平均深度。
DR=-VR/AR
反应器类别classificationofreactors3.6.2.1
（光源）内置式光催化制氢反应器inner-irradiationphotocatalyticreactorforhydrogenproduction如附录A图A.1所示，具有内凹空间，对光源形成包围的光催化反应器。3.6.2.2
（光源）外置式光催化制氢反应器outer-irradiationphotocatalyticreactorforhydrogenproduction如附录A图A2所示，在位置上和光源独立，可用一平面将其与光源隔离的光催化反应器。3.7
光催化反应光源lightsourceforphotocatalysis以辐射形式为光催化分解水制氢反应提供光能的物体，如自然太阳光、自然汇聚光源，人工模拟光源（如高压汞灯、短弧氙灯、二极管阵列光源等）。3.7.1
光催化反应光源的标准光谱standardspectrumof lightsourceforphotocatalysis以地面处太阳光的紫外光和可见光的波长范围（300nm～760nm）为基准的光谱。3.7.2
光催化制氢反应效率评价基准光谱standardspectrumof evaluationphotocatalytichydrogenpro-duction efficiency
单色入射光基准monochromaticincidentlightbenchmark选取特定波长单色人射光为基准，用以评价光催化分解水制氢体系的量子产率和能量转化效率。3.7.2.2
窄波段入射光基准narrow-bandincidentbenchmarks以较窄波段（入一A～入+Aa，△≤10.0nm）的人射光为基准，用以评价光催化分解水制氢体系的量子产率和能量转化效率。
宽波段入射光基准wide-band incidentbenchmarks以较宽波段（a～入，入z一入>20nm）的人射光为基准，用以评价光催化分解水制氢体系的量子产率和能量转化效率。
等效波长equivalentwavelength用辐通量（或辐照度）计算光子通量（或光子辐照度）时所用的波长，用符号入表示；当在指定的波长范围△入内，光谱一定时，入是常量。=Nphe
-（2）
光催化分解水制氢反应装置photocatalyticwatersplittingapparatusforhydrogenproduction由光源、光催化反应器以及驱动和测控等辅助设备组成，能够利用光催化剂在光照射下将反应溶液3
GB/T26915—2011
分解产生氢气的装置。
建筑321---标准查询下载dow.jz321.net光催化分解水制氢系统photocatalyticwatersplittingequipmentforhydrogenproduction由光催化分解水制氢反应体系和反应装置共同组成的制氢系统3.9.1
间歇式光催化分解水制氢系统intermittentphotocatalyticwatersplittingequipmentforhydrogenproduction
制氢系统内反应物和光催化剂一次性地加人，并且反应体系与外界没有质量交换，反应进行一段时间后需补充反应物方可继续进行。3.9.2
连续式光催化分解水制氢系统continuousphotocatalyticwatersplittingequipmentforhydrogenproduction反应物可以连续输送，反应产物连续排出的光催化分解水制氢系统。3.10
光催化反应的产氢速率therateof photocatalytiehydrogenproduction单位时间内光催化分解水制氢反应中生成的氢气的物质的量，用符号RH.表示，单位为mol·s-13.10.1
光催化反应的时间平均产氢速率thetime-averagedrateofphotocatalytichydrogenproduction在指定反应时程△t内，光催化反应的产氢速率的时间平均值，用符号R表示，单位为mol·s-1RH
光催化反应的最大产氢速率themaximumrateofphotocatalytichydrogenproduction反应时间t内，光催化反应的产氢速率的最大值，用符号R表示，单位为mol·s-。3.10.3
·（3)
单波长下的时间平均产氢速度time-averagedrateof photocatalytichydrogenproductionundermonochromatic light
在指定反应时程At内，入射的单色光波长为^时的时间平均量子产率，用符号R（)表示。3.10.4
窄波段下的[时间平均产氢速率time-averagedrateof photocatalytichydrogenproductionundernarrow-band incident light
在指定反应过程△内，人射光波长范围为入一△a～^十(△10nm）时的时间平均量子产率，用符号RH（入+）表示。
宽波段下的时间平均产氢速率time-averaged rate of photocatalytichydrogenproduction underwide-band incident light
在指定反应时程△t内，人射光波长范围为入，～入（入z一入>20nm）时的时间平均量子产率，用符号R（2）表示。
光催化制氢反应的景子产率quantumyieldofphotocatalytichydrogenproduction光催化分解水制氢反应过程中，反应产生的氢的原子数与催化剂吸收的光子数的比值，用符号@4
表示。
D=2m,/N=2RH,NA/@
GB/T26915—2011
注：由于实际反应过程中催化剂吸收的光子数以现有手段难以测定，本标准以人射到系统的光子数代替催化剂吸收的光子数进行量子产率计算，称为表观量子产率（apparentquantumyieldofphotocatalytichydrogen produc-tion）用符号Φ表示。
Φ.=2n/N=2Rh,N/@
单波长下的量子产率quantumyieldofmonochromaticlight波长为入的单色人射光的量子产率，用符号更（入)表示。3.11.2
窄波段下的量子产率quantumyieldofnarrow-band incidentlight入射光波长范围为入一入十入（10nm）时的量子产率，用符号（±α）表示。@（ata）
宽波段下的量子产率quantumyieldunderwide-bandincidentlight人射光波长范围为入～入，（入，一>20nm）时的量子产率，用符号@（～入，）表示。@(～)=
［时间平均量子产率time-averagedquantumyield在指定反应时程△t内，光催化分解水制氢反应量子产率的时间平均值，用符号Φ.表示。0,=2 n,/N, =
单波长下的时间平均量子产率time-averagedquantumyieldundermonochromaticlight在指定反应时程At内，人射的单色光波长为入时的时间平均量子产率，用符号@（a）表示。e.ca)
P.(a)dt/At
·（5）
.（8)
（9）
窄波段下的[时间平均量子产率time-averagedquantumyieldundernarrow-bandincidentlight在指定反应时程△内，人射光波长范围为入一～入+（△1<10nm）时的时间平均量子产率，用符号Φ(a+4)表示。
（a）
更()dt/t=
（10）
宽波段下的[时间平均量子产率time-averagedquantumyield under wide-band incidentlight在指定反应时程A内，入射光波长范围为入，～入（入2一入>20nm）时的时间平均量子产率，用符号更（入，～入）表示。
@,(~)-,(a)de/t=
（11)
光催化制氢的光-氢能量转化效率photon-hydrogen energyconwersion efficiencyforphotocatalytichydrogenproduction
光催化分解水制氢反应过程中，生成氢气所储存的化学能与人射到反应器受光面的光辐射能的比5
GB/T26915-—2011
建筑321---标准查询下载down.iz321.net值，也可称为光-氢能量转化效率，用符号1表示。7=AGH,RH,/E.A)
单色光下的光氢能量转化效率
monochromatic light
（12）
photon-hydrogen energy conversion efficiency under人射光为波长入的单色光时的能量转化效率，用符号入)表示。3.12.2
photon-hydrogen energy conversion efficiency under narrow-band窄波段下的光-氢能量转化效率
incident light
入射光波长范围为入一入入十4入（A≤10nm）时的能量转化效率，用符号(a±）表示。n(aa
（13）
宽波段下的光-氢能量转化效率photon-hydrogen energyconversion efficiencyunderwide-band in-cident light
人射光波长范围为,～入（入z一入20nm）时的能量转化效率，用符号(入～入）表示。(~
-（14）
［时间平均光-氢能量转化效率time-averagedphoton-hydrogen energyconversionefficiency在指定反应时程△t内，光催化分解水制氢反应过程能量转化效率的平均值，用符号表示。ndt
?（15）
单色光下的时间平均光-氢能量转化效率time-averagedphoton-hydrogenenergyconversioneffi-ciency under monochromatic light在指定反应时程At内，人射光为波长入的单色光时的时间平均能量转化效率，用符号入）表示。n(a)
(a)dt/
（16）
窄波段下的[时间］平均光-氢能量转化效率time-averagedphoton-hydrogenenergyconversioneffi-ciencyundernarrow-band incident light在指定反应时程△t内，入射光波长范围为入一1～入+入（△<10nm）时的时间平均能量转化效率，用符号(）表示。
(aa)de/Ar
n(a)d)
（17）
宽波段下的[时间平均光-氢能量转化效率time-averagedphoton-hydrogenenergyconversioneffi-ciency under wide-band incident light在指定反应时程△t内，入射光波长范围为入～入z（入z一入，20nm）时的时间平均能量转化效率，用符号(,2)。
n(～)=
n(~a,)dt/ At=
（18)
4符号
下列符号适用于本文件。
AR：反应器受光面积。
C：真空中的光速。
DR：反应器比深度。
E：光辐射照度。
E：平均光辐射照度。
E：光谱辐射照度。
h：普朗克常数。
NA：阿伏伽德罗常数。
N,：吸收光子数。
N,：人射光子数。
nH,：反应生成的氢分子数。
n，：指定反应时程△t内，生成的氢分子数。P：辐射通量。
RH,·产氢速率。
RH,：平均产氢速率。
RH：最大产氢速率。
t：反应进行的时间。
V.反应器容积。
VR：反应器有效容积。
AGH，反应储存的能量。
Φ：光辐射通量。
.表观量子产率。
Φ..[时间]平均表观量子产率。d：光子通量。
Φ.：吸收光子通量。
：能量转化效率。
n=[时间]平均能量转化效率。
5测试基本要求
5.1测试环境要求
5.1.1环境温度、环境压力以及环境湿度应符合仪器、设备工作要求。5.1.2环境背景光辐照度，不得超过人射光辐照度的1%。5.2光源
5.2.1自然太阳光
GB/T269152011
用于光催化分解水制氢反应的自然太阳光应在一次测量期间总辐照度（直接辐射十天空散射）的不7
GB/T26915-2011
稳定度应不大于25%。
5.2.2室内测试光源
建筑321---标准查询下载down.iz321.net5.2.2.1用于光催化分解水制氢反应的测试光源室内光源，有太阳光模拟器、氙灯、汞灯等。5.2.2.2光源的输出光功率波动不超过3%5.2.2.3光接受面处人射光斑辐照度最小值与最大值之比不小于75%。5.2.2.4人射光散射部分不超过25%。5.2.3滤光装置
5.2.3.1对于复色光光源，测试需要选取特定波长范围的光谱时，应使用滤光装置。5.2.3.2滤光装置应适用于所用光源。5.2.3.3波长范围大于10nm时，应使用截止滤光片获取所需光谱范围。5.2.3.4波长范围不大于10nm时，应使用带通滤光片或单色仪。5.2.3.5带通滤光片半高宽小于10nm，单色仪分辨率小于1nm。5.2.3.6背景截止深度优于1×10~。5.3光催化反应器
5.3.1不与反应溶液、产物及光催化剂发生化学反应。2应具备控温能力，测试期间，温度波动不大于1℃。5.3.2
受光面平均透过率（300nm～760nm）不低于90%，应使用派热克斯（Pyrex）玻璃或石英玻璃。5.3.4
受光面玻璃厚度不超过2mm。
5.3.5光催化反应器比深度为2cm~15cm。5.3.6宜可方便测量透过反应器的辐照度。5.4测量仪器
辐照计
是用于测试人射光辐照度的仪器。5.4.1.1
5.4.1.2应适用于所测试的光源。5.4.1.3测量范围300nm~760nm，量程范围50.0μWcm-2~5.00W.cm-2，测量精度3.0。5.4.1.4自然太阳光测量仪器，应具备自动测量记录的功能。5.4.2气相色谱仪
用于测量气体样品中氢气含量。5.4.2.1
5.4.2.2测量范围100μL样品气体中（5.0×10-4~5.0）μmol氢气，测量精度3.05.4.2.3应用氮气或氩气为载气。5.4.2.4应用100μL注射进样器为手动微型进样器，0.50mL1.0mL的定量管为自动采样器。5.5
5测试要求
反应器透过的辐射通量与人射通量的比值小于15%。5.5.2反应器受光面辐照度介于50.0μW·cm-2~5.00W.cm-。5.5.3反应液体积宜不超过反应器容积的2/3。28
5.6光催化剂
GB/T26915-—2011
5.6.1对于多相光催化，应对催化剂进行充分研磨，二次聚集态颗粒粒度不大于15μm。5.6.2对于均相光催化，催化剂应完全溶于水，并形成均相的溶液5.6.3无非光催化分解水产氢的能力。5.6.4推荐用量1.0g/L。
5.7牺性剂
5.7.1应适于所用的光催化剂。
5.7.2无光照射时，不与水及光催化剂发生化学反应。5.7.3推荐浓度（适用于多相光催化）。5.7.3.1硫化钠/亚硫酸钠水溶液体系：（0.35士0.2）molL-/（0.25±0.2）mol·L5.7.3.2醇类水溶液体系：体积分数（25士15）%。5.7.3.3酸类水溶液体系：体积分数（25士15）%。5.8试剂
5.8.1去离子水免费标准bzxz.net
用于配制溶液，应符合GB/T6682实验室用水二级标准以上。5.8.2标准气体
用于气相色谱仪的标定，应符合GB/T8981中对标准气体的规定。5.8.3其他试剂
其他配制反应溶液的试剂采用分析纯试剂，应符合HG/T3579中的相关要求。6测量方法及步骤
6.1气相色谱仪标准工作曲线标定6.1.1在5.1规定的测试环境下运行稳定后进行工作曲线标定。6.1.2依据GB/T8981中标定方法对色谱进行标定。6.1.3建立样品气中氢气体积含量与气相色谱仪氢组分所对应的峰面积之间的关系。6.1.4建立样品气中氢气物质的量与其体积含量的关系。6.2反应器受光面辐照度测试
6.2.1以光催化反应器的受光面为。6.2.2室内光源运行稳定后进行测试。6.2.3依室内光源人射光分布特性选择测量点，且每点至少测量3次，见附录B。6.2.4自然太阳光，宜用自动记录仪进行全程测试。6.3测量反应器受光面积
6.4光催化分解水制氢反应测试
6.4.1检查光催化反应测试系统、光源、气相色谱仪。6.4.2开启光源、气相色谱仪、预热。9
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