光催化CO₂还原制燃料是碳中和技术的重要方向，但催化剂性能受多种因素影响（半导体类型、助催化剂、负载量、制备方法），需大量实验优化。多通道催化剂评价装置可同时运行多个平行光反应器，大幅提高筛选效率。北京中教金源科技有限公司开发的6/8/16通道光催化评价系统，已用于金属有机框架（MOF）、金属氧化物、单原子催化剂等筛选。

一、装置结构与原理

多通道评价装置通常由以下部分组成：

• 光源：每个反应器上方配备独立LED或通过光纤导入氙灯光源，保证各通道光强一致。

• 反应器阵列：石英或不锈钢材质，体积5-20mL，带石英窗口，可充气密封。

• 自动取样系统：通过多通阀依次将各反应器气体产物送入气相色谱分析。

• 温度控制：各反应器可独立控温或共用恒温箱。

实验时，将不同催化剂装入各反应器，通入CO₂和H₂O（或饱和水蒸气），在相同光强下照射，定期分析H₂、CO、CH₄产量，计算转化率和选择性。

二、筛选案例：TiO₂负载不同贵金属助催化剂

选择8种贵金属（Pt、Pd、Au、Ag、Ru、Rh、Ir、Re）以1wt%负载量通过光沉积法制备TiO₂基催化剂。在8通道装置中同时测试，光照4小时，结果发现Pt/TiO₂产CO速率最高（120 µmol/g/h），Au/TiO₂对CO选择性最高（>95%），而Ru/TiO₂主要产H₂。该筛选结果指导后续深入优化，节省了数月时间。

三、数据一致性的保障

• 光强校正：使用光功率计测量各通道光强，偏差<±2%。

• 反应器一致性：石英窗口透光率、反应器死体积需一致。

• 空白校正：设置一个无催化剂的空白通道，扣除背景产物（如系统泄漏或有机物残留）。

四、应用扩展

多通道装置也可用于电催化CO₂还原（配备电极接口）、热催化（加热炉）和光热协同催化。

北京中教金源科技有限公司提供定制化多通道评价装置，支持气体、液体进料和在线分析，满足各类催化材料的高通量筛选需求。