Catalight——一个开源自动化光催化反应器软件包，以等离子体乙炔加氢为例
化学物理
2025-04-11 v1 材料科学
摘要
我们开发并演示了一个开源模块化Python软件包Catalight，用于自动化（光）催化测量。（光）催化实验需要研究多个参数以评估性能，包括温度、气体流速和组成、光照功率以及光谱轮廓。Catalight在这个复杂的参数空间上编排测量，并系统地存储、分析和可视化结果数据。为了展示Catalight的能力，我们在Al₂O₃负载的等离子体AuPd催化剂上进行了乙炔加氢的自动表观活化能测量，在一个由简单Python脚本控制的多日实验中同时改变激光功率、波长和温度。我们的化学结果意外地显示，光激发下活化能增加，这与先前其他等离子体反应和催化剂的发现相反。我们表明，乙炔和氢气的反应速率级数在光照下不变，表明分子表面覆盖在光激发下没有变化。通过分析激光诱导加热的不均匀性，我们将这些结果归因于部分光热效应与光化学/热电子驱动机制的结合。我们的发现展示了一种新的实验自动化工具的能力；探索了工业相关反应的光催化机制；并识别了规范光催化实验程序中的系统误差来源。
引用
@article{arxiv.2504.07404,
title = {Catalight -- an open source automated photocatalytic reactor package illustrated through plasmonic acetylene hydrogenation},
author = {B. B. Bourgeois and A. X. Dai and C. C. Carlin and L. Yuan and A. Al-Zubeidi and W-H. Cheng and D. F. Swearer and J. A. Dionne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.07404},
year = {2025}
}