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光化學(xué)反應(yīng)器的核心功能是滿足特定反應(yīng)的光譜、通量及規(guī)模需求。需確定反應(yīng)物或催化劑的吸收波長，例如，若反應(yīng)需在365nm紫外光下進行，需選擇LED光源（單色性好、壽命長）或能覆蓋該波段的氙燈（寬譜光源，但需解決散熱問題）。其次，反應(yīng)規(guī)模直接影響設(shè)備選型：小規(guī)模探索性實驗（如催化劑篩選）適合0.1mL-100mL的小型批式反應(yīng)器，操作靈活；中試放大或常規(guī)合成需100mL-幾升的批式反應(yīng)器或連續(xù)流光反應(yīng)器，后者因易于放大（通過增加反應(yīng)器數(shù)量而非單一設(shè)備體積）、傳質(zhì)傳熱效率高、持液量小（安全性高）而成為現(xiàn)代光化學(xué)合成的主流方向；高通量篩選則需多孔板反應(yīng)器（如24孔、96孔）或多通道連續(xù)流系統(tǒng)，以提升實驗效率。
光源是光化學(xué)反應(yīng)的驅(qū)動力，其穩(wěn)定性直接影響反應(yīng)結(jié)果的可重復(fù)性。LED光源因壽命長（可達數(shù)萬小時）、能耗低、波長可選（如255nm-660nm單波長燈片）且光強可調(diào)，成為中小規(guī)模生產(chǎn)的；氙燈雖光強度高、穩(wěn)定性好，但需配備強制冷卻系統(tǒng)（如液冷）以解決散熱問題，且臭氧產(chǎn)生需額外處理裝置。光源均勻性同樣重要，非聚焦式反應(yīng)器（如平板型）通過平行光束照射確保反應(yīng)物均勻受光，避免局部過熱或反應(yīng)不均；聚焦式反應(yīng)器（如橢球反射鏡設(shè)計）則通過集中光能提升單位體積光強，適合強放熱或快速反應(yīng)，但需優(yōu)化熱管理以防止溫度失控。
光化學(xué)反應(yīng)器的材質(zhì)需耐受反應(yīng)物腐蝕性。石英玻璃因?qū)ψ贤夤夂涂梢姽馔高^率高（透光率≥90%），成為主流選擇；特殊反應(yīng)（如高溫高壓）可能需采用鈦合金等耐腐蝕金屬材質(zhì)。結(jié)構(gòu)上，平板型反應(yīng)器光程短（通常≤10mm），適合對光照均勻性要求高的溫和反應(yīng)；管式反應(yīng)器光程長（可達數(shù)十厘米），適合需長光程照射的反應(yīng)，但內(nèi)部溫度和流動分布可能不均；微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器通過微通道設(shè)計（通道直徑≤1mm）實現(xiàn)快速混合和高效傳熱，提升反應(yīng)速率和選擇性，但制造成本較高。流動狀態(tài)方面，批式反應(yīng)器操作簡單，但放大困難；連續(xù)流反應(yīng)器通過準(zhǔn)確控制流速（停留時間）實現(xiàn)無縫放大，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
現(xiàn)代光化學(xué)反應(yīng)器需具備模塊化設(shè)計，以適應(yīng)多樣化實驗需求。例如，多試管磁力攪拌反應(yīng)器可實現(xiàn)部分試管充氣（如通入氮氣保護），同時攪拌確保反應(yīng)物混合均勻；固體反應(yīng)裝置通過高效聚光模塊提升固體光催化反應(yīng)速率；非實驗階段自動遮光裝置可避免光源開啟初期的閃爍不穩(wěn)定影響實驗精度。
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