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深度:全向解读福特领界EV电动汽车技术亮点

沉静的寒风
长情的水池
2023-01-29 16:45:28

深度:全向解读福特领界EV电动汽车技术亮点

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2026-04-03 13:02:41

2019年8月,江铃福特领界EV正式上市了,作为福特品牌在新能源汽车市场投放的第一台新能源汽车,新车共推出两款车型,补贴后售价区间为18.28-20.68万元。作为合资品牌的电动SUV,福特领界EV的车身尺寸为4570*1936*1674mm,轴距达到了2716mm的电动SUV,在细分车型中并无任何对手的存在。

领界EV的外观内装设计调性延续了燃油版的风格,车辆前部依旧采用了目前福特六边形进气格栅的家族式语言风格,不过EV版本采用的是全封闭的中网。车身侧面线条很具有冲击力,并且福特领界EV车型专门匹配了18寸低风阻的铝合金轮毂,用来降低电耗。

内装最抢眼的应该是新能源汽车比较热衷的旋钮式换挡装置,整体设计和燃油版车型差别不大,两块液晶屏幕构成了福特领界EV智能互联系统,能够显示非常详细的数据信息。

与“造车新势力”喜欢弄一块巨大尺寸的触摸屏并取消尽可能多的物理按键不同,福特领界EV在设定合适尺寸的显示屏幕同时,保留了使用频率最多的空调、音响、自动泊车、能量回收以及“HOME”按键,便于驾驶员行驶中安全、快速且准确的操控。

在驾驶员用多功能显示屏中,可以进行多种风格的调节。无论哪种风格,都具备显示能量输出/回收、车速、电池SOC、电动机转速、能量回收级别、驾驶模式以及电压和电流输出状态等较为重要的行车信息。

其中,掌握好驾驶模式(ECO/SPORT)、能量回收级别(1、2、3)、驱动电机转速(表显0-15000转/分,实际最高转速12000转/分)等数据之间的关联,有诸如提高行车效率降低百公里综合电耗。

另外通过手机互联App,车主还可以在手机端对车辆进行定位、远程控制空调、检查剩余电量、查看剩余充电时间、查找附近充电桩、远程查看并控制充电情况。

在福特领界EV的中央显示屏的一级目录中,采用横向”滑屏“的动作展开二级子目录,可以对正副驾驶员座椅进行加热控制,直接调节空调系统出风模式、温度和风量,并直接进入”全车影像“二级目录。

既可以在中央显示屏的一级目录中选择虚拟的“快捷键”进入“全车影像”二级目录,也可以在切入R挡时自动调取。根据实时车辆位置和周边障碍物的距离,可以显示车头或车尾向前的3D状态,也可以手动选择更直观的2D显示状态。

由于摄像头清晰度较高,无论静态还是动态显示效果都由于同级别的主流的传统车和新能源车。

在中央显示屏的诸多二级子页面中,可以获取关键的行车数据。用柱状表格和数字显示,过去的100公里的行车电耗、 实时的SOC值、续航里程和总行驶里程。在同一二级页面的车辆信息显示系统中,可以读取车辆胎压状态、行驶模式等信息。

福特领界EV在智能驾驶和互联系统方面配置也比较齐全。领界EV搭载前碰撞预警、泊车辅助系统、盲点监测、车道偏离预警、智能远光灯控制及交通标志识别等驾驶辅助功能,并配备飞鱼车载互联系统。

福特领界EV在底部装配了一组几乎完全“镶嵌”进车身焊接的动力电池总成,因此牺牲了一定车内的空间。然而通过笔者的实测,整体空间舒适性还是不错,特别是全景天窗起到了一定的帮助。福特领界EV的轴距为2716mm,使得后排乘客的腿部空间有着较为充裕的表现。遗憾的是后排座椅稍微偏短,并且中间有一定幅度隆起。

上图为福特领界EV底部特写(从车尾向车头方向拍摄)1。带有副车架的多连杆独立悬架(转向节采用铝合金材质),中置的动力电池被塑料护板“立体”包裹。

上图为福特领界EV底部特写(从车头向车尾方向拍摄)2。前副车架及散热器下护板呈圆弧过渡,与中置的动力电池总成下护板“无缝连接”,具备倒流降低风阻的功能。

在随后的操控和续航测试中,外部温度处于8-18摄氏度。以10摄氏度为分界点,低于10摄氏度开启驾驶舱空调制暖系统(24摄氏度、2挡出风量)反之则关闭。以满电状态出发,选取高速公路、城市快速路、城区联络线以及拥堵路况和爬坡的盘山道。

在城市工况测试中,福特领界EV设定为ECO状态(黄色箭头)、能量回收设定1级(红色箭头)、开启驾驶舱空调制热模式、车速保持在60-70公里/小时,驱动电机转速维持在约3000转/分。

备注:由于在行驶中胎压监测系统提示,左后轮压力有些高,黄色警示灯在组合仪表常亮

在多弯道和坡道的山路,福特领界EV设定为SPORT状态,能量回收设定1级、关闭驾驶舱空调制热模式、驱动电机扭矩输出成最大状态,完成超越前车和上坡动作干脆。

本着测试车辆状态为主,续航里程为辅的状态驾驶福特领界EV,最终行驶296.3公里、续航里程为37公里。在总行驶的296.3公里的续航里程中,开启驾驶舱空调制热模式行驶里程约为70公里。比对续航里程360公里的官方设定,福特领界EV的续航表现相对相同价位的德系合资品牌车型优势显著。

上图为福特领界EV动力舱细节特写1(护板拆卸后的状态)。

蓝色箭头:OBC控制模块

红色箭头:DCDC+PDU“2合1”高压配电系统

绿色箭头:驱动电机控制模块

黄色箭头:铝合金悬置

近距离目测,福特领界EV电驱动系统采用分散式布局,DCDC和PDU进行了“2合1”总成华、单独设定的OBC模块由FOMOCO即福特汽车提供(疑似借用蒙迪欧PHEV相同分系统)、最大输出功率120千瓦的驱动电机由博格华纳提供。承载OBC控制模块、驱动电机控制模块和DCDC+PDU“2合1”控制总成的托架及悬置,最大程度的采用多种工艺加工而成的铝合金材质,用来换取更好的轻量化设定。

上图为福特领界EV动力舱细节特写2(护板拆卸后的状态)。

黄色箭头:驾驶舱空调制热系统循环管路补液壶(45kPa)

绿色箭头:动力电池液态热管理循环系统的补液壶(45kPa)

黄色箭头:驱动电机、电机控制系统、OBC和DCDC+PDU“2合1”控制总成共用的循环管路补液壶(45kPa)

绿色区域:驾驶舱空调制热系统控制模块(PTC-1)

蓝色区域:动力电池液态热管理系统的低温预热控制模块(PTC-2)

福特领界EV具备完整的动力电池液态热管理系统,将低温预热和高温散热循环管路分开设定,并且将低温预热温度需求不同的驾驶舱控制制热系统和电池低温预热系统,由2组不同功率的PTC模块控制。

在副驾驶员一侧的防火墙,设定了1组用于动力电池高温散热的水冷板控制模块(蓝色箭头)。在这组可以进行‘冷交换’的控制模块,一端用于动力电池循环出来的冷却液导入“热量”(绿色箭头);一端用于电动压缩机循环出来的制冷剂导入“冷量”(黄色箭头),进过冷却后的冷却液再循环如动力电池为电芯进行高温散热伺服。

需要注意的是在整套防火墙,都铺设了隔热、防火的保温材料。这是笔者首次见到包括国产品牌与合资品牌车型,首次应用这种降低能耗的功能。

被铝合金托架支撑、设定在OBC、DCDC+PDU“2合1”控制模组下端,根据热功耗效率又花了PTU-2(红色箭头)和PTU-1(绿色箭头)布放顺序。

上图为在开启驾驶舱空调制热模式后,PTC-1模组加热冷却液使得补液壶内表面温度升高至22.摄氏度;动力电池液态热管理循环管路补液壶表面温度处于15-18摄氏度范围。

笔者有话说:

以合资品牌身份进入到2020年中国新能源市场的福特领界EV,首要竞争对手并不是同价位的国产品牌,而是合资品牌。扣除补贴后18万元、续航360公里、完整的动力电池液态热管理系统、足够大的空间和有效的“智能驾驶”配置,与上汽通用微蓝-6技术状态相同,比续航270公里、动力电池采用被动风冷散热的大众高尔夫EV、奥迪Q2-eTron更具竞争优势。

当然,在与其他一些品牌服务上门不同的地方,福特领界EV上市时发布了最多包含7大权益的大管家服务包,其中售价最高的臻享版服务包提供了不限次数代客充电、不限电量免费充电、不限次数免费取送车、1次免费保养、7天免费代步车、不限次数免费道路救援、24G免费流量,能够尽可能的提高消费者用车的便利性和舒适性。

文/新能源情报分析网宋

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

最新回答
舒适的康乃馨
高兴的便当
2026-04-03 13:02:41

从北汽集团独立运营的北京越野车公司,专注发展越野产品,在去年就宣布了新产品定义,20、40、60、80等双数为非承载车身的越野车,而30、50、70、90等单数为承载式车身的城市SUV,叫泛越野。由于早期的BJ20是承载车身的前驱SUV,所以北京越野对其进行小幅修改,命名BJ30,以便完成泛越野产品序列。

BJ20

回顾早年上市的BJ20,可以说高开低走,曾经也于16年12月达到月销6860台的巅峰,随后一路下滑,在18年下半年之后不足百位数直至停产。究其原因,虽然BJ20顶着硬朗外形,20的名号,但发动机外采航天三菱的4A91T,CVT变速器,前驱,性能上没有任何优势,而且没有任何越野装备,所以在同级紧凑级SUV哈弗H4、长安CS55、奇瑞瑞虎3这些自带发动机的销量增长后,BJ20失去竞争力。

BJ20历史销量

从改变的BJ30新外观来看,依然走硬朗路线,紧凑级SUV里只有Jeep城市SUV指南者等是这种风格,用城市SUV玩越野,BJ30就是瞄准Jeep而来。泛越野不能仅靠外观,还要依靠底盘元素。

一个5孔,一个7孔

发动机及底盘配置目前没有细节,但不会改变前横置发动机的前驱平台。由于北汽集团已决定向新能源发展,不会投入传统发动机研发,所以北京越野会继续外采发动机。鉴于BJ40即将装备长城蜂巢的4C20B,所以笔者预计BJ30可能也采购蜂巢的4G15缸内直喷,H4、H6都在用,参数处于主流水平。底盘要加上四驱,否则无法号称“泛越野”。当前紧凑级城市SUV都有适时四驱的版本,大多采用博格华纳的Nexttrac方案。

博格华纳Nexttrac

如果BJ30要想在激烈的竞争中成功,必须实现差异化突出性能,在发动机、变速器、四驱部件外采的条件下,不能拼传统性能,不能拼价格,只能在越野配置上寻找突破,对于前横置平台,提升越野性能,目前是三菱欧蓝德、Jeep城市SUV在做尝试,总结一下,有几个方面可以借鉴。

首先是横置平台四驱,都采用前桥变速器加个取力器英文缩写PTU,使动力转90度连接后传动轴,由于前驱前桥空间有限,将中央差速器电控多片离合器组件布置到后桥输入端,广泛使用的就是博格华纳的Nexttrac,平时是前驱,当监测到前桥打滑时就接通电控多片离合器,驱动后桥脱困。这个系统如强化,就是加上手动电控四驱锁止开关,4WD lock,使多片离合器通电压紧,就是中央差速器锁止状态,也就是简称的中锁,这要求选配强化版多片离合器,中锁有一定的扭矩承载能力,路虎神行、日产奇骏、欧蓝德的顶配四驱就是这种做法,也能达到一定越野水准。同时加个4WD low的开关,并不是四驱扭矩放大,而是自动变速器锁定1档,保证最大扭矩,Jeep指南者/自由侠是这样做的。

再者由于PTU连接后传动轴,所以两驱时后传动轴也在同时旋转耗油,解决办法式PTU输出端加了电控离合器,在两驱时离合器分离,后桥四驱离合器也分离,传动轴就前后完全脱开,达到两驱省油的效果,目前丰田新RAV4、指南者就是这样做的。

带有四驱中锁、四驱low1档锁定

其次就是前桥加上限滑差速器,由于前桥需要转向,加前桥差速锁不如加上限滑差速器,不但可以脱困,还可以改善冰雪、湿滑路面的操控,欧蓝德四驱版就是这种方案。后桥可以加上电控机械差速锁,脱困能力强悍。

如果BJ30考虑强化这几点越野措施,选配AT轮胎,越野能力虽比不上传统非承载四驱,但在城市SUV里绝对突出,以国产价格,欧蓝德四驱的越野能力,中锁、后锁加上前桥限滑,也叫3把锁,以及硬朗外观,加强品控,就可能定义泛越野,在城市SUV里竞争成功,让我们拭目以待。

紧凑级城市SUV对比

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

年轻的路灯
自然的期待
2026-04-03 13:02:41
北京越野BJ30为何被称为小牧马人?这款车有哪些优点?

北京粤伍德有限公司从北方汽车集团,专注于开发越野产品,宣布新产品定义,20,40,60,80等越野车,30,50,70,90等单打是携带身体的城市苏维。由于早期的BJ20是身体的前驱动器,北京越野修改,即BJ30完成洪水产品序列。北京越野新车BJ30,依靠什么定义

BJ20.审查早年上市的BJ20,可以说高开口将在12月16日前往6,860次月销量的高峰,然后方式不足以阻止100岁。出于这个原因,虽然BJ20具有韧性,但20个名字,但通动发动机在航空航天三菱4A91T,CVT变速器,预驱动,性能无任何优点,而且无偏远设备,如此紧凑的SUV HAVI同样的H4,长安CS55,奇瑞虎3在这些组合引擎的销售后,BJ20丧失了竞争力。

BJ20历史销售从BJ30的新外观的变化来看,我仍然采取硬路线。它只是紧凑型SUV的吉普城市SUV指南。这是这种风格,城市SUV由城市播放。 BJ30旨在吉普车。洪水不能依赖外观,但也依赖于机箱元素。目前可用的发动机和机箱配置,但不要更改发动机前部的前驱动平台。由于北汽集团决定发展新能源,因此它不会投资传统发动机发展,因此北京越野将继续提取发动机。鉴于长城蜂巢的4C20B,作者预期BJ30可以购买蜂窝状的4G15气缸,使用H4,H6,参数处于主流水平。底盘应添加到四轮上,否则不能要求保护“烟道”。目前的Compact City SUV具有及时的四轮驱动版,其中大部分使用Borg Warner的NextTrac。

Borghan Naxttrac.如果BJ30想要在激烈的竞争中取得成功,必须达到差异化的突出性能,在发动机,传动和四轮驱动部件的条件下,不能打通话,不能打价格,只能在休息时找到突破 - 加入配置,对于前交叉平台,增强越野性能,目前三菱欧布吕德,吉普城市SUV正在尝试,总结,有几个方面。

水平平台的四轮驱动,它使用前桥传输加上基于电源的英语缩写PTU将电源连接到后驱动轴。由于前驱动前桥是有限的,中央差动电子控制的多卡组件布置在后桥输入,广泛使用的是Borghanner的NextTrac,通常是前驱动器,当监控前桥时,打开电子控制多板电脑离合器,驱动后桥。

该系统是密集的,添加手动电动控制四驱动锁开关,4WD锁,使得多离合器被按下,即中央差动锁定状态,即缩写的中间锁,这需要可选的加强版本多芯片离合器,中间锁具有一定的扭矩承载能力,陆虎,日产Qijun,欧兰特的顶部有四个洪水是这种方法,你可以达到一定的越野水平。同时,添加4WD低开关,而不是四轮驱动扭矩,但自动变速箱锁1档,保证最大扭矩,吉普指南/免费人为此。

光亮的航空
魁梧的魔镜
2026-04-03 13:02:41
光催化原理及应用起源光触媒,是一个外来词,起源于日本,由于日本文字写成“光触媒”,所以中国人就直接把她命名为“光触媒”。其实日文“光触媒”翻译成中文应该叫“光催化剂”翻译成英文叫“photo catalyst”。 光触媒于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。 在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进行了光线照射,结果 发现水被分解成了氧和氢。这一效果作为 “ 本多 · 藤岛效果 ” (Honda-Fujishima Effect)而闻名于世,该名称组合了藤岛教授 和当时他的指导教师----东京工艺大学校长本多健一的名字。这种现象相当于将光能转变为化学能,以 当时正值石油危机的背景,世人对寻找新能源的期待甚为殷切, 因此这一技术作为从水中提取氢的划时代方法受到了瞩目,但由 于很难在短时间内提取大量的氢气,所以利用于新能源的开发终 究无法实现,因此在轰动一时后迅速降温。1992年第一次二氧化钛光触媒国际研讨会在加拿大举行, 日本的研究机构发表许多关于光触媒的新观念,并提出 应用于氮氧化物净化的研究成果。因此二氧化钛相关的 专利数目亦最多,其它触媒关连技术则涵盖触媒调配的 制程、触媒构造、触媒担体、触媒固定法、触媒性能测 试等。以此为契机,光触媒应用于抗菌、防污、空气净 化等领域的相关研究急剧增加,从1971年至2000年6月 总共有10,717件光触媒的相关专利提出申请。二氧化钛 TiO 2 光触媒的广泛应用,将为人们带来清洁的环境、健 康的身体。催化剂是加速化学反应的化学物质,其本身并不参加反应。典型的天然光催化剂就是我们常见的叶绿素,在植物的光合作用中促进空气中的二氧化碳和水合成为氧气和碳水化合物。光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料,它涂布于基材表面,在光线的作用下,产生强烈催化降解功能:能有效地降解空气中有毒有害气体;能有效杀灭多种细菌,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;同时还具备除臭、抗污等功能。光催化是在光的辐照下使催化剂周围的氧气和水转化成极具活性的氧自由基,氧化力极强,几乎可以分解所有对人体或环境有害的有机物质总的来说纳米光触媒技术是一种纳米仿生技术,用于环境净化,自清洁材料,先进新能源,癌症医疗,高效率抗菌等多个前沿领域。

早在1839 年, Becquere 就发现了光电现象, 然而未能对其进行理论解释。直到1955 年, Brattain 和Gareet才对光电现象进行了合理的解释, 标志着光电化学的诞生。1972 年, 日本东京大学Fu jishmi a和H onda研究发现[ 3] , 利用二氧化钛单晶进行光催化反应可使水分解成氢和氧。这一开创性的工作标志着光电现象应用于光催化分解水制氢研究的全面启动。在过去30 年里, 人们在光催化材料开发与应用方面的研究取得了丰硕的成果。以二氧化钛为例, 揭示了其晶体结构、表面羟基自由基以及氧缺陷对量子效率的影响机制采用元素掺杂、复合半导体以及光敏化等手段拓展其光催化活性至可见光响应范围通过在其表面沉积贵金属纳米颗粒可以提高电子- 空穴对的分离效率, 提高其光催化活性。尽管人们对光催化现象的认知与应用取得了长足的进步, 然而受认知手段与认知水平的限制, 目前对光催化作用机理的研究成果仍不足以指导光催化技术的大规模工业化应用, 亟待大力开展光催化基本原理研究工作以促进这一领域的发展。另一方面, 现有光催化材料的光响应范围窄, 量子转换效率低, 太阳能利用率低, 依然是制约光催化材料应用的瓶颈。寻找和制备高量子效率光催化材料是实现光能转换的先决条件, 也是光催化材料研究者所需要解决的首要任务之一。光催化机理:半导体材料在紫外及可见光照射下,将光能转化为化学能,并促进有机物的合成与分解,这一过程称为光催化。当光能等于或超过半导体材料的带隙能量时,电子从价带(VB)激发到导带(CB)形成光生载流子(电子-空穴对)。在缺乏合适的电子或空穴捕获剂时,吸收的光能因为载流子复合而以热的形式耗散。价带空穴是强氧化剂,而导带电子是强还原剂。大多数有机光降解是直接或间接利用了空穴的强氧化能力。例如TiO2是一种半导体氧化物,化学稳定性好(耐酸碱和光化学腐蚀),无毒,廉价,原料来源丰富。 TiO2在紫外光激发会产生电子-空穴对,锐钛型TiO2激发需要3.2 eV的能量,对应于380 nm左右的波长。光催化活性高(吸收紫外光性能强;能隙大,光生电子的还原性和和空穴的氧化性强)。因此其广泛应用于水纯化,废水处理,有毒污水控制,空气净化,杀菌消毒等领域。

主要的光催化剂类型:1.1 金属氧化物或硫化物光催化剂常见的金属氧化物或硫化物光催化剂有TiO,、ZnO、WO3、Fe2O3 、ZnS、CdS和PbS等。其中,CdS的禁带宽度较小,与太阳光谱中的近紫外光段有较好的匹配性,可以很好地利用自然光源,但容易发生光腐蚀,使用寿命有限。TiO,具有催化能力强、化学稳定性好、无毒、价格低等优点,是目前研究和应用最广泛的光催化剂。为提高金属氧化物或硫化物光催化剂的催化性能,可对其进行修饰改性。1)表面修饰的光催化剂:表面修饰的方式主要有沉积贵金属⋯ 、掺杂过渡金属离子 和半导体的复合等。Et本国立先进工业科学技术研究院的科学家发现,固态合成的钢钽氧化物半导体用镍掺杂后制成的In1-x 一 NixTa04( x为0~0.2)催化剂 禁带宽度为1.23eV,可吸收可见光,明显加快水的分解。用N掺杂的TiO 光催化剂TiO2-x一Nx对于可见光下亚甲基蓝和乙醛的光催化降解具有很高的活性,掺杂的N在TiO,中的取代位使光催化剂的禁带宽度明显降低,光催化活性大大提高 j。还有研究者提出用染料修饰TiO2来改善其光催化活性 。2)纳米材料光催化剂 :当催化剂粒度在1nm~lOnm时,呈现纳米材料的表面效应和量子效应,催化活性提高。纳米催化剂还具有可见光透过性好、光吸收能力强、耐热性好、耐腐蚀和无毒等优点。ZnO作为一种重要的光催化剂,是少数可以实现量子尺寸效应的氧化物半导体材料之一。井立强等研究表明,ZnO超微粒子在光催化降解苯酚的过程中比商品ZnO的光催化活性高得多。3)负载型光催化剂:负载型光催化剂避免了光催化悬浮体系中催化剂难分离回收的问题,从而实现连续稳定操作。负载方法可以是在基质上制成催化剂膜,或催化剂以微粒状吸附负载于载体上。4)微波等离子体处理的光催化剂:用微波等离子体处理光催化剂的过程,是利用微波等离子体中的分子离解成化学性质十分活泼的原子或原子团,与光催化剂间进行化学物理作用的过程。Martin等指出 ,用等离子体化学气相沉积法制备的以玻璃珠为载体的TiO2,膜膜层厚度均匀,具有致密性和良好的粘附性,对乙二酸水溶液的光催化降解有较高的效率。李振旦等¨叫将微波辐射技术用于制备固体超强酸SO42- /TiO2,催化剂。与常规加热法相比,微波加热制备的SO42-/TiO2催化剂使乙烯的光催化氧化分解反应的量子效率大大提高。

1.2 分子筛光催化剂分子筛是一种高效、高选择性的光催化剂载体,在分子筛的纳米微孔反应场里有一般光催化系统难以实现的光催化性能。Zhang等⋯ 报道了Ti—MCM一41和Ti—MCM一48中孔分子筛对CO,在H,O中还原的光催化作用,由于MCM一41具有的大比表商积而使其光催化活性有所提高。郑珊等 研究了负载纳米金属Pd的MCM —TiO,光催化剂,认为沉积在介孔孔道中TiO:表面的纳米Pd有良好的吸收电子作用,可有效减少光生电子和空穴的表面复合,改善光催化性能。1.3 有机物光催化剂1)卟啉类化合物光催化剂:具有共轭双键大环的卟琳类化合物在适当的条件下可传递电子,或经光照激发出电子。金星龙等报道¨ ,高分子金属卟啉具有很高的光敏性,在日光照射下有良好的光催化降解效率,能完全降解混合染料,可用于催化降解各种废水,如染料废水、化工废水和生活污水等。2)金属酞菁类化合物光催化剂:酞菁类化合物是一种重要的催化剂,它主要用于催化有机反应。金属酞菁类化合物作为光催化剂,在可见光下对于有机化合物如水杨酸、对羟基苯甲酸、罗丹明B、硫代罗丹明B和结晶紫等都能进行有效的光催化降解 。3)光生物催化反应体系:光生物催化反应体系是将无机半导体和微生物酶偶合的反应体系。例如,利用从微生物中分离出的氢化酶和硫氢化酶,经与TiO2,光催化剂偶合后可有效地光解水 ,也可通过光合作用直接以细菌作为产氢催化剂,和TiO2,等光催化剂偶合放氢。这类体系的产氢机理是光激发半导体产生导带电子,通过电子中继体将电子传递生物体外的酶或细菌中的酶上,再用酶催化产氢,而半导体价带空穴则被体系中的电子给予体消除。光催化技术的应用2.1 光催化在环保方面的应用1)有机污染物的处理:光催化反应能分解多种环保上关注的有机物,还可消毒、脱色等。值得一提的是,光催化能将许多物质降解得十分彻底,最终产物除了CO 和H2O外,初始污染物中含有的卤素、硫、磷和氮等分别被转化为X一、SO42- 、PO43- 、NO3-等无机盐离子,大大减轻甚至完全消除了危害性。

2)无机污染物的处理:光催化能够解决汞、铬、铅等重金属离子的污染问题。刘森等 以ZnO/TiO2为催化剂,以日光为光源,利用ZnO和TiO2 的协同光催化作用对电镀含铬废水进行处理,使cr6离子还原为Cr3 离子,再以氢氧化物形式除去后者,从而达到治理的目的。光催化过程同样能够处理其他污染性金属。光催化还可降解氰化物等剧毒污染物 ” 。另外SO42-、NO3-等有害气体均可吸附于光催化剂表面,并在光的作用下转化。2.2 金属催化剂的制备和贵金属的回收光催化过程除了用于治理重金属污染外,还可借助其催化还原能力,用于金属催化剂的制备和贵金属的回收。1)金属催化剂的制备:Herrmann等研究表明,在锐钛矿型TiO2的作用下,H PtC1 溶液首先按方程(1)的反应在TiO2 表面沉积出单个的Pt原子¨ ,然后以此为生长点,Pt离子按方程(2)逐步被还原生成单质金属微粒,得到性能改进的负载型催化剂Pt/TiO2。Pt+2H20一→Ptu+4H +O (g) (1)Pt4++ 一→Pt4+ 一→Pt24+一→Pt2 一Pt34+ 一→…一→Ptm (2)由Pt、Pd、Rh、Au、Ag和Ir等贵金属的盐溶液出发,均可在光催化作用下在TiO,、ZnO、WO 等表面沉积出金属颗粒,或制成由半导体化合物负载的Pf— Rh、Ag—Rh、Pt—Pd等双金属催化剂。2)贵金属的回收:利用光催化反应沉积金属离子可实现贵金属的工业提取,例如从银离子溶液中经类似于(1)的反应提取金属银。光催化提取贵金属适用于处理常规方法无能为力的极稀溶液,用较简便的方法使金属富集在催化剂表面后,再用其它方法将其收集回收。2.3纳米二氧化钛的应用随着人们生活质量和水平的不断提高,对TiO2光催化杀菌性能进行了不断的开发和利用,并将其广泛应用于日常生活中。根据需要不同,纳米TiO2可制备成粉末或薄膜材料。将纳米TiO2薄膜涂覆于材料表面制备成抗菌材料,如抗菌陶瓷、抗菌玻璃、抗菌不锈钢等,将纳米TiO2粉末掺杂于其他材料中可制备成抗菌塑料、抗菌涂料、抗菌纤维等。

涂覆TiO2纳米膜的抗菌瓷砖和卫生陶瓷在日本已进行了工业化生产。主要用于医院、食品加工等场所,但抗菌效果受到了光源条件的限制。为了充分利用室内的太阳光和弱光,人们又积极开发了新型的抗菌陶瓷。制备的表面镀有纳米TiO2薄膜的自清洁陶瓷,在无光照条件下,15min 内对金黄色葡萄球菌的灭菌率超过80% 。制备的TiO2 抗菌陶瓷,在普通荧光灯下,对金黄色葡萄球菌的灭菌率可达以85% 。纳米TiO 2 薄膜涂覆于玻璃(如日用玻璃器皿、平板装饰玻璃等)表面,可制成有杀菌功能的玻璃制品,广泛应用于医院、宾馆等大型公共场所。雷阎盈[24]制备的TiO 2 微晶膜玻璃,具有杀菌广谱高效的特点。自然光照射30 m in 后,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色珠菌的杀菌率均达到90% 以上。纳米TiO 2 薄膜涂覆于不锈钢表面可制备成具有杀菌性能的不锈钢,在食品工业、医疗卫生乃至一般家庭都有广泛的应用前景。汪铭[25]制备了涂覆有A g+/TiO 2 薄膜的抗菌不锈钢,与普通不锈钢相比,其材料性能基本相同,抗菌性能随着膜层中含银量的增加而提高。当含银量大于2% 时,不锈钢的抗菌率可达到90% 以上。TiO2 晶型结构示意图2.4 光催化在化学合成方面的应用1)有机物合成:光催化反应不仅可以降解许多有机化合物,在适当的条件下还可用来合成一些有机化合物,尤其是有机聚合物。Hoffman等 研究了量子尺寸CdS光催化剂引发甲基丙烯酸甲酯的聚合反应,并与其它量子尺寸光催化剂作了比较,发现引发该反应的能力依次为:TiO,<ZnO<CdS,即CdS催化剂引发活性最高。与大尺寸半导体相比,量子尺寸的半导体表现出良好的引发聚合效率。2)无机物合成:光催化反应还可用于水分解制氢 、合成氨 ¨等重要无机化学反应过程。利用半导体光催化剂催化水分解制氢,将太阳能转化成化学能,是当今光催化研究领域的热门课题。Karaktisou等的研究表明,当TiO,的表面有其它金属存在时,有利于氢气的生成,双功能Pt—RuO,/TiO,光催化体系是最有效的水分解制氢催化剂,氢的生成速率与溶液pH值呈指数关系,与光照强度和反应体系的搅拌速度呈线性关系。

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光催化原理及应用

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起源

光触媒,是一个外来词,起源于日本,由于日本文字写成“光触媒”,所以中国人就直接把她命名为“光触媒”。其实日文“光触媒”翻译成中文应该叫“光催化剂”翻译成英文叫“photo catalyst”。 光触媒于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。 在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进行了光线照射,结果 发现水被分解成了氧和氢。这一效果作为 “ 本多 · 藤岛效果 ” (Honda-Fujishima Effect)而闻名于世,该名称组合了藤岛教授 和当时他的指导教师----东京工艺大学校长本多健一的名字。

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这种现象相当于将光能转变为化学能,以 当时正值石油危机的背景,世人对寻找新能源的期待甚为殷切, 因此这一技术作为从水中提取氢的划时代方法受到了瞩目,但由 于很难在短时间内提取大量的氢气,所以利用于新能源的开发终 究无法实现,因此在轰动一时后迅速降温。

1992年第一次二氧化钛光触媒国际研讨会在加拿大举行, 日本的研究机构发表许多关于光触媒的新观念,并提出 应用于氮氧化物净化的研究成果。因此二氧化钛相关的 专利数目亦最多,其它触媒关连技术则涵盖触媒调配的 制程、触媒构造、触媒担体、触媒固定法、触媒性能测 试等。以此为契机,光触媒应用于抗菌、防污、空气净 化等领域的相关研究急剧增加,从1971年至2000年6月 总共有10,717件光触媒的相关专利提出申请。二氧化钛 TiO 2 光触媒的广泛应用,将为人们带来清洁的环境、健 康的身体。

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炙热的钢笔
明亮的台灯
2026-04-03 13:02:41

太阳能是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式:辐射),主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的,来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳,并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。

煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

扩展资料

自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为制作食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。

在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

参考资料来源:百度百科-太阳能

生动的服饰
开心的河马
2026-04-03 13:02:41

我们都知道,石油是不可再生能源,石油的形成是需要经过漫长的时间的,这也就意味着短时期石油无法得到补充,所以石油迟早有一天会被开采完的,所以说,寻找可替代能源是当务之急。开采石油一方面会使地球上的不可再生资源一点一点被消耗,另外一方面,大量的开采石油,也会破坏地球的内部结构。

我们知道地下水被大量开采的时候地面就有塌陷的风险,例如上海就是地下水被大量抽取,所以导致上海正在慢慢下沉。简单说来,石油就像是暗河一样存在于地下空间之中,它的存在可以承托着上部的岩层,而一旦石油被抽走,那么岩层失去了受力支撑,就会因此产生破碎、下沉甚至是坍塌的风险。

长此以往会破坏地球的内部结构吗,地球会塌陷碎裂吗?

我们人类开采石油钻的最深油井,是俄罗斯库页岛Odoptu OP-11号井,井深为1.2万多米,然而这口油井的深度,还不到大陆地壳厚度的三分之一,这点深度相对于地球的半径来说,简直就是九牛一毛

地球的平均半径可是有6371千米,而地壳的平均厚度不过才17千米而已,跟地球比起来,地壳只是薄薄的一层而已,即使地壳中的石油全都被人类开采干净了,对于地球总体而言,影响也是微乎其微的。不过呢,过度开采石油也会使地球的地质结构发生改变,也会引发海啸和地震等自然灾害,钻井爆破等工作也会导致水土流失以及土地沙漠化等。

我们偶尔能听到,某地因为煤炭开采导致整体地面下降,但是从未听过因为石油开采,导致的整体地面下沉。石油开采虽然能保证地球内部结构不发生变化,但是我们开采石油会对地面造成很大的污染和破坏。

但是,实际上却很少出现因为开采石油而出现的底层塌陷,这是为什么呢?答案是,石油开采会往地下注水。

工程上在开采石油的时候,往往会往地下注水,这一方面是因为需要通过注水的方式把地下的石油“赶”到吸石油的油泵附近、让油井更加容易打出石油,另一方面也是为了保证地层的安全,如果把地下空间吸成空洞,那么很容导致底层结构的改变,造成地面塌陷,甚至于地震,威胁地面的安全。