光催化应用方案

光催化反应过程涉及光生载流子的分离、迁移与表面反应，气相产物的实时监测对于揭示反应路径、评估催化剂性能及优化反应条件至关重要。荆谱若科技推出的微分电化学质谱仪PM-DEMS可实现对光催化过程中气体产物的原位、实时、高灵敏度监测，为反应机理研究提供关键数据支持。

♦  水分解（HER/OER）：光催化水分解是将太阳能转化为化学能的重要途径，其反应涉及氢气和氧气的同步生成。通过DEMS实时监测m/z=2（H₂）和m/z=32（O₂）的信号，可准确评估催化剂的光解水活性与稳定性。结合同位素标记实验（如使用D₂O或H₂¹⁸O），可进一步验证氢气与氧气的来源及反应路径，区分光催化反应与背景干扰。

♦  二氧化碳还原反应（CO₂RR）：光催化CO₂RR可将CO₂转化为CO、CH₄、C₂H₄等有价值化学品，其反应路径复杂，产物多样性高。DEMS可同时监测多种产物信号（如m/z=28、16、26等），实时绘制产物选择性随光照强度、波长或反应时间的变化曲线。通过¹³CO₂同位素标记，可追踪碳原子流向，明确产物的碳源，为C-C耦合机理研究提供直接证据。

♦  氮还原合成氨（NRR）：光催化氮气还原合成氨的反应产物浓度低、副反应多。DEMS具备高灵敏度与低检测限，可实时监测m/z=17（NH₃）信号，实现氨产率的半定量或定量分析。结合¹⁵N₂同位素标记，可明确氨分子中氮原子的来源，区分催化还原与背景污染。

♦  有机物降解与VOCs处理：光催化技术广泛应用于挥发性有机物（VOCs）降解与空气净化。DEMS可实时监测反应过程中VOCs的消耗与降解产物（如CO₂、H₂O、小分子酸等）的生成，评估催化剂的降解效率与矿化程度。通过多离子追踪模式，可同时分析多种VOCs的降解动力学，为催化剂设计与工艺优化提供数据支持。

荆谱若科技客户发表部分案例

Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63(37): e202409876.

J.Am.Chem.Soc. 2025, 147(39): 36016-36026.

Angew.Chem.Int.Ed. 2026, 65(14): e24978.