光热协同催化中，催化剂表面因光热效应产生的局部温度往往远高于反应器设定温度。准确测量催化剂表面的真实温度，是理解光热效应贡献、验证协同机制的前提。北京中教金源科技有限公司的光热协同反应系统，配备红外测温窗口和原位光谱接口，支持多种测温方法。

一、红外热成像法

红外热像仪可非接触测量催化剂表面的二维温度分布。

• 原理：所有温度高于绝对零度的物体都发射红外辐射，辐射强度与温度相关（斯蒂芬-玻尔兹曼定律）。

• 操作：通过反应器的红外透光窗口（氟化钙或硒化锌窗口）拍摄催化剂表面，获取温度分布云图。

• 校准：需预先标定催化剂的发射率（可用黑体炉或已知温度的热电偶对照校准）。

优势：空间分辨率高（可达微米级），可捕捉局部热点。局限：只能测量表面温度，无法获得内部温度。

二、拉曼光谱测温法

利用斯托克斯与反斯托克斯散射强度比与温度的关系进行微区温度测量。

• 原理：反斯托克斯/斯托克斯强度比 ∝ exp(-hν/k_BT)，通过测量该比值可计算温度。

• 空间分辨率：亚微米级（共聚焦拉曼）。

• 适用材料：具有强拉曼信号的材料（如TiO₂、CeO₂、碳材料）。

优势：空间分辨率极高，可测量单个催化剂颗粒的温度。局限：需要拉曼光谱仪，测量时间较长。

三、热电偶接触测量

将微细热电偶（直径0.1-0.5mm）直接接触催化剂床层或颗粒表面。

• 优势：简单直接，响应快。

• 局限：接触式测量可能影响催化剂表面状态和光吸收；只能测量单点温度，无法获得分布信息。

四、数据解读与应用

将测温数据与反应活性关联，可揭示：

• 光热效应产生的温升与反应速率提升的相关性。

• 局部热点是否存在，以及热点温度与反应选择性的关系。

北京中教金源科技有限公司的光热协同反应系统，标配红外测温窗口，并可集成拉曼光谱接口，支持多种测温方法的联用。