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光化學(xué)反應(yīng)器通過特定波長的光源（如紫外線、可見光或近紅外光）激發(fā)反應(yīng)介質(zhì)中的光敏劑或催化劑，使其產(chǎn)生自由基或激發(fā)態(tài)分子，從而引發(fā)分子間的電子轉(zhuǎn)移、斷裂或重組反應(yīng)。這一過程將光能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)常溫常壓下難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。例如：
水處理：利用紫外線激活二氧化鈦催化劑，產(chǎn)生羥基自由基（OH），將有機(jī)污染物（如染料、農(nóng)藥）分解為二氧化碳和水。
藥物合成：通過準(zhǔn)確控制光照波長和強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)特定化學(xué)鍵的選擇性斷裂，減少副產(chǎn)物生成。
根據(jù)應(yīng)用場景和反應(yīng)特性，光化學(xué)反應(yīng)器可分為以下類型：
按催化劑存在形式
流化床反應(yīng)器：催化劑以懸浮態(tài)存在于水溶液中，接觸面積大但回收困難，適用于實(shí)驗(yàn)室研究。
固定床反應(yīng)器：催化劑負(fù)載于載體表面，廢水循環(huán)處理，實(shí)現(xiàn)催化與分離一體化，工業(yè)應(yīng)用廣泛。
按反應(yīng)器結(jié)構(gòu)
平板型：結(jié)構(gòu)簡單，光程短，適用于溫和條件下的簡單反應(yīng)。
管式反應(yīng)器：流體流型接近理想流體，適用于加壓或熱效應(yīng)大的反應(yīng)，如有機(jī)合成。
環(huán)型反應(yīng)器：內(nèi)部流動均勻，反應(yīng)效率高，常用于大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。
光學(xué)纖維束反應(yīng)器：利用光纖傳輸光線，實(shí)現(xiàn)局部光照，適用于對光照條件敏感的反應(yīng)。
按光源照射方式
非聚焦式：采用垂直照射，結(jié)構(gòu)簡單但光利用率低，適合實(shí)驗(yàn)室研究。
聚焦式：利用拋物槽或拋物面收集器聚集太陽光，提高光能效率，適用于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。
光化學(xué)反應(yīng)器的操作規(guī)范與安全指南：
設(shè)備檢查：確保光源（如汞燈、氙燈）、反應(yīng)容器、冷卻水循環(huán)裝置連接正確，電源接地良好。
試劑準(zhǔn)備：使用高純度試劑，避免雜質(zhì)影響反應(yīng)結(jié)果。例如，光催化反應(yīng)中催化劑純度需≥99.9%。
光源調(diào)節(jié)：根據(jù)反應(yīng)需求選擇波長（如365nm紫外線用于降解有機(jī)物），功率設(shè)置在50-200W之間。
溫度控制：通過冷卻水循環(huán)維持反應(yīng)溫度在20-40℃，避免催化劑失活。
攪拌速度：根據(jù)反應(yīng)體系粘度調(diào)整攪拌速度（50-500rpm），確保反應(yīng)物均勻混合。
個人防護(hù)：佩戴防護(hù)眼鏡（防止紫外線傷害）和實(shí)驗(yàn)服，避免直接接觸高溫部件。
通風(fēng)要求：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通風(fēng)量需≥6次/小時，防止有害氣體（如臭氧）積聚。
應(yīng)急處理：汞燈破裂時，立即關(guān)閉電源，用硫粉覆蓋汞滴（生成硫化汞穩(wěn)定化合物），并通風(fēng)30分鐘以上。
設(shè)備清潔：用乙醇擦拭反應(yīng)容器和光學(xué)元件，避免殘留物腐蝕設(shè)備。
光源更換：汞燈壽命約1000小時，需定期更換并記錄使用時間。
數(shù)據(jù)記錄：詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)參數(shù)（如光照時間、溫度、攪拌速度）和結(jié)果，為后續(xù)優(yōu)化提供依據(jù)。
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