研究目的
研究不同牺牲电子供体在氧化速率、反应机理路径、中间体影响以及对光催化反应中H2O2生成直接作用方面的差异。
研究成果
推荐使用甲醇作为最佳牺牲试剂，因其具有较高的H2O2生成速率和最少的中间产物积累。甲醛和甲酸盐虽有效但可能产生负面副作用。乙醇和2-丙醇可行但会导致乙酸盐和丙酮积累。叔丁醇因法拉第效率低且中间产物堆积而不建议使用。中间产物对电子生成有显著贡献，在光催化应用中必须考虑其影响。
研究不足
该研究未考虑光照强度、催化剂浓度和温度变化的影响，因为所有实验均在恒定条件下进行。模拟中未充分考虑水氧化过程，这可能影响低有机浓度下的准确性。部分中间体缺乏真实标准品以实现精确定量。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用聚焦过氧化氢生成动力学及机理路径的简易装置，检测牺牲试剂降解产生的中间体。运用Langmuir-Hinshelwood动力学模型进行模拟，并采用Levenberg-Marquardt算法进行数值优化。
2：样本选择与数据来源：
选取醇类、醛类和羧酸类作为牺牲电子供体。使用磷酸盐缓冲液（pH 7）中的TiO2（P25）悬浮液，按设定时间间隔取样。
3：实验设备与材料清单：
玻璃反应器、紫外LED（365 nm，M365LP1，Thorlabs）、准直光学元件（SM1P25-A，Thorlabs）、磁力搅拌器、氧气鼓泡系统、超声波玻璃棒（UP200 St，Hielscher）、离心机、GC-FID（Focus，Thermo Fischer）、离子色谱仪（Dionex，Thermo Fischer）、微孔板读数器（PowerWave HT，BioTek和SynergyMx，BioTek）、HPLC（Nexera X2，Shimadzu）、LCMS（LCMS-8040，Shimadzu）?；约晾醋訡arl Roth、Merck EMD、Sigma-Aldrich、Alfa Aesar、VWR、abcr。
4：实验流程与操作步骤：
TiO2悬浮液在紫外光照射和氧气鼓泡条件下反应。取样后经离心处理，采用GC、IC、HPLC和荧光法分析反应物、中间体及过氧化氢含量。
5：数据分析方法：
基于Langmuir-Hinshelwood方程的动力学建模，采用欧拉-柯西方程进行数值模拟，通过最小二乘法进行非线性优化。对反应速率和效率进行统计分析。
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Separates and quantifies DNPH-derivatized substances.
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LCMS
LCMS-8040
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Identifies and quantifies compounds using mass spectrometry.
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Ultrasound Glass Finger
UP200 St
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Disperses TiO2 powder in buffer using ultrasound.
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PowerWave HT
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Measures absorbance for formaldehyde quantification.
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SynergyMx
BioTek
Measures fluorescence for H2O2 quantification.
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