在光解水反应的活性评价体系中，除了表观量子产率和sth能量转化效率之外，还有一个简便的参数用于评价光解水制氢催化剂的活性——产氢速率(v，μmol·h-1或mmol·h-1)。光解水实验中，产氢速率即单位时间内的产氢量，计算公式如下：
光解水实验中，h2物质的量一般需要通过气相色谱测定，而我们从气相色谱获得的数据是色谱峰面积（μv·s），单纯的峰面积对于定量没有实际意义。此时，我们需要借助于标准曲线来通过“外标法”对h2进行定量。标准曲线是色谱峰面积随待测物质体积/物质的量变化的趋势线。因此，在对h2进行定量前，我们首先要绘制标准曲线。
向光解水反应系统中注入已知体积v1的高纯h2，循环均匀后进样检测，在气相色谱上可得峰面积s1。之后依次向光解水反应系统中注入已知体积(v2-v1)、(v3-v2)、(v4-v3)、(v5-v4) ml高纯h2（累加进样），可分别获得峰面积s2、s3、s4、s5。以h2体积v为横坐标，色谱峰面积s为纵坐标，即可得到标准曲线的原始数据点，经线性拟合后，可得标准曲线。标准曲线的拟合度r2应大于等于0.999，如图1所示。此外，标准曲线h2体积的取点范围应包含光解水实验实际反应的产氢量，但范围不宜过宽，否则色谱峰面积与h2体积不成线性。
图1. 标准曲线示例图
根据标准曲线，将光解水实验所测得的峰面积代入，即可计算出光解水反应产生h2的体积，h2体积除22.4 l·mol-1，即可得到光解水制氢实验h2物质的量。h2物质的量除反应时间即可得到光解水制氢实验的产氢速率。你学会了吗？
一般情况下，大家习惯于将所得产氢速率进行质量归一化(μmol·h-1·g-1或mmol·h-1·g-1)。然而，在非均相催化反应系统中，随着催化剂浓度的增加，由于光穿透深度的降低和入射光束的散射增加，反应速率会达到最大值而保持不变，甚至可能降低，如图2 b-c段和b-d段[1]。因此，对于非均相光催化分解水反应而言，产氢速率单位使用μmol·h-1·g-1或mmol·h-1·g-1并不能够真实反映催化剂的活性，而应使用μmol·h-1或mmol·h-1 [2,3]。
图2. 光催化剂浓度对反应速率的影响[1]
[1]horst kisch*, on the problem of comparing rates or apparent quantum yields in heterogeneous photocatalysis[j]. angewandte.chemie. international. edition. 2010, 49, 9588.
[2]chen shanshan, vequizo junie jhon m., domen kazunari* et. al., surface modifications of (znse)0.5(cuga2.5se4.25)0.5 to promote photocatalytic z-scheme overall water splitting[j]. journal of the american chemical society, 2021, 143, 10633.
[3]ren xiaohui, weisongrui, ye jinhua* et. al., rational construction of dual cobalt active species encapsulated by ultrathin carbon matrix from mof for boosting photocatalytic h2 generation, applied catalysis b: environmental, 2021, 286, 119924.
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