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光催化剂的研究对于环境保护和可持续能源等领域的发展起着至关重要的作用。传统的光催化剂筛选方法步骤繁多,随着催化剂数量的增加,往往需要大量的时间来完成筛选。近年来,微流控芯片系统由于其独特的性质诸如分子扩散距离短、混合速度快以及比表面积大等已经引起了广泛的关注。在微流控芯片进行催化反应可以缩短实验时间,提高反应速率,降低试样消耗量,增加筛选通量。 第一章首先对催化剂高通量筛选方法的发展和现状进行综述。对近年来发展起来的用于催化剂高通量筛选研究中的六种典型筛选反应器及高通量筛选技术进行了介绍。 第二章建立了一种基于微流控芯片的光催化剂快速筛选系统。该系统由多通道芯片、紫外光源、CCD照相机组成,利用多通道芯片可实现多个光催化剂反应平行进行。提出了一种新的微流控试样引入方法用来实现芯片通道内固体颗粒的进样,在不需要额外添加泵和阀的条件下可以实现芯片上多种光催化剂样品的快速进样。以亚甲基蓝为降解染料,采用该系统对不同掺杂元素及掺杂浓度的TiO2催化剂的催化活性进行了考察。利用多通道芯片,10种不同光催化剂的平行筛选反应可在15min时间内完成。与常规催化剂筛选系统相比,本系统中光催化剂的消耗量降低了两个数量级,仅为0.1mg,而反应速率提高了两个数量级。 第三章发展了一种基于液滴阵列芯片的光催化剂快速筛选系统。利用芯片上的小坑阵列实现多个光催化剂筛选反应的同时进行。提出了一种新的盖压式方法用来加快液滴内的光催化反应。采用该系统对不同掺杂元素的TiO2催化剂进行了考察。利用该液滴阵列芯片,在2min内完成了10种不同光催化剂的平行筛选反应。