PhchemIII 光化學(xué)反應(yīng)儀技術(shù)白皮書

——面向光化學(xué)、光催化、光降解研究與應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)

1. 前言

光化學(xué)、光催化及光降解研究在化學(xué)合成、環(huán)境保護(hù)、生命科學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛需求。傳統(tǒng)單管或低通量光反應(yīng)裝置存在實(shí)驗(yàn)效率低、條件一致性差、溫度干擾大等問題，難以滿足現(xiàn)代科研對高通量、可重復(fù)、控光的要求。

PhchemIII 光化學(xué)反應(yīng)儀是 Phchem 系列的*型號(hào)，采用 500W 氙燈 + 500W 汞燈雙光源，支持 12 個(gè)平行樣（1–75 ml/管）同步反應(yīng)，具備雙攪拌模式（自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)）、雙層石英冷阱控溫、濾光片*選光等功能，可廣泛應(yīng)用于光化學(xué)合成、光催化反應(yīng)、光降解及環(huán)境修復(fù)等實(shí)驗(yàn)場景。

2. 應(yīng)用與配置方案

2.1 光化學(xué)合成

實(shí)驗(yàn)場景

• 有機(jī)光合成：光誘導(dǎo)偶聯(lián)、環(huán)加成、光異構(gòu)化。
• 藥物中間體合成：利用可見+紫外光促反應(yīng)。
• 天然產(chǎn)物光修飾：光氧化、光重排。

PhchemIII 配置

• 光源：500W 氙燈（300–780 nm 連續(xù)光譜，主峰 365 nm 紫外+可見）
• 雙攪拌：自轉(zhuǎn)+公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速可調(diào)，確保樣品均勻受光
• 冷阱：雙層石英，可通冷卻水，避免光源溫升影響反應(yīng)
• 濾光片：可選 ZJB 系列可見濾光片或 ZWB 系列紫外濾光片，控制波長
• 平行樣：12 個(gè) 75 ml 石英反應(yīng)管，一次完成多條件篩選

預(yù)期成果

• 同時(shí)測試 12 種底物/條件，顯著縮短研發(fā)周期
• 控溫+控光，提高反應(yīng)產(chǎn)率與重復(fù)性
• 可結(jié)合電流/電壓監(jiān)測，分析反應(yīng)動(dòng)力學(xué)與量子產(chǎn)率

近五年相關(guān)課題

1. “基于氙燈光源的可見光催化 C–H 鍵活化反應(yīng)研究”（2021，有機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)）
2. “氙燈照射下吲哚類化合物的光環(huán)化反應(yīng)機(jī)制及合成應(yīng)用”（2020，高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào)）
3. “模擬日光氙燈條件下光誘導(dǎo) β-內(nèi)酰胺開環(huán)聚合反應(yīng)研究”（2022，高分子通報(bào)）

2.2 光催化反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)場景

• 光催化水分解制氫（TiO?、g-C?N? 等）
• CO? 光還原為甲醇/甲烷
• 有機(jī)污染物選擇性轉(zhuǎn)化

PhchemIII 配置

• 雙光源：氙燈（模擬日光）+ 汞燈（高強(qiáng)紫外 365 nm）
• 可選配低壓汞燈（254 nm）/中壓汞燈（313 nm）
• 正反轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)模式，便于通氣測試（如 CO? 氛圍）
• 冷阱控溫，保證長時(shí)間光照穩(wěn)定性
• 濾光片：ZWB1/ZWB2 等紫外濾光片，或 ZJB360/ZJB380 可見濾光片

預(yù)期成果

• 快速篩選催化劑種類、比例、負(fù)載量
• 控制入射波長，提高目標(biāo)產(chǎn)物選擇性
• 適用于氣-液-固三相光催化體系

近五年相關(guān)課題

1. “氙燈照射下 BiVO?/g-C?N? 異質(zhì)結(jié)光催化水分解性能研究”（2023，催化學(xué)報(bào)）
2. “模擬日光氙燈光源驅(qū)動(dòng) CO? 光還原為甲酸的研究”（2019，環(huán)境科學(xué)）
3. “氙燈光催化體系中芳香硝基化合物選擇性還原為胺”（2021，化學(xué)進(jìn)展）

2.3 光降解與環(huán)境修復(fù)

實(shí)驗(yàn)場景

• 廢水處理：染料、酚類、抗生素降解
• 空氣凈化：VOCs 光降解
• 土壤/固廢光修復(fù)：持久性有機(jī)污染物（POPs）

PhchemIII 配置

• 高紫外功率：500W 汞燈（主峰 365 nm），可選 254 nm/313 nm 增強(qiáng)降解
• 雙層石英冷阱控溫，避免熱降解干擾
• 12 位平行樣，可同時(shí)測試不同污染物濃度或催化劑配方
• 雙攪拌提升傳質(zhì)效率
• 濾光片：ZWB 系列紫外濾光片，或 ZJB 系列可見濾光片

預(yù)期成果

• 快速獲得不同工藝參數(shù)下的降解曲線
• 定量分析反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)與量子產(chǎn)率
• 可同時(shí)開展多污染物、多催化劑的對比研究

近五年相關(guān)課題

1. “氙燈模擬日光條件下 TiO? 光催化降解染料廢水的效能與機(jī)理”（2020，環(huán)境工程學(xué)報(bào)）
2. “氙燈光照降解水體中磺胺類抗生素的實(shí)驗(yàn)研究”（2022，環(huán)境科學(xué)）
3. “汞燈/光催化雙模式降解醫(yī)院污水中抗生素與病原體”（2023，給水排水）

3. 核心技術(shù)優(yōu)勢

4. 采購建議與配套方案

基礎(chǔ)配置（PhchemIII）

• 反應(yīng)暗箱（400×480×860 mm）
• 12×75 ml 石英反應(yīng)管 + 玻璃塞 + 通氣管
• 水冷石英冷阱
• 自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)攪拌器 + 12 枚磁子
• 500W 氙燈燈管 + 500W 汞燈燈管
• JB400 可見濾光片 6 片 + UV 紫外濾光片 6 片
• 控制器（電流表/電壓表）

選配

• HW0810 恒溫槽（-20~50℃，外循環(huán)）用于光源降溫
• 低壓汞燈（254 nm）或中壓汞燈（313 nm）增強(qiáng)紫外反應(yīng)
• 單色 LED 光源模塊（PhmemIIIL）拓展至 30+ 波長可選，適用于窄帶光催化研究

5. 結(jié)語

PhchemIII 光化學(xué)反應(yīng)儀集高通量、*控光、穩(wěn)定控溫、雙光源靈活切換于一體，能夠同時(shí)滿足光化學(xué)合成、光催化研究、光降解與環(huán)境修復(fù)等多領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)需求。其12 位平行反應(yīng)能力與雙攪拌模式顯著提升了實(shí)驗(yàn)效率和數(shù)據(jù)一致性，是高校、科研所及環(huán)保技術(shù)企業(yè)開展光化學(xué)相關(guān)研究的理想平臺(tái)。

Phchem多位光化學(xué)反應(yīng)儀12位平行反應(yīng)/配置汞燈、氙燈/公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)攪拌

Phchem系列光化學(xué)反應(yīng)儀（也稱為光化學(xué)反應(yīng)器）可提供分析反應(yīng)產(chǎn)物和自由基的樣品，測定反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)，測定量子產(chǎn)率等，廣泛應(yīng)用化學(xué)合成、環(huán)境保護(hù)以及生命科學(xué)等研究領(lǐng)域。主要用于研究氣相或液相介質(zhì)、固定或流動(dòng)體系、紫外光或模擬可見光照、以及反應(yīng)容器是否負(fù)載TiO2光催化劑等條件下的光化學(xué)反應(yīng)。此反應(yīng)儀的出現(xiàn)大大加快了實(shí)驗(yàn)步伐，實(shí)現(xiàn)12個(gè)平行樣的反應(yīng),每個(gè)反應(yīng)容量1-75ml，大大地提高了實(shí)驗(yàn)效率，有效保證實(shí)驗(yàn)條件的一致性。

NBET-UVPR系列紫外光化學(xué)反應(yīng)儀

UVPR系列紫外光化學(xué)反應(yīng)儀廣泛應(yīng)用于光化學(xué)實(shí)驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)以及生命科學(xué)等研究領(lǐng)域。適用各類光分解實(shí)驗(yàn)：乙醛、酮、鹵素誘導(dǎo)體、硫代化合物、石蠟、雜環(huán)化合物、芳香點(diǎn)分子核、共軛二烯烴、聚烯化合物、環(huán)氧化合物、ICH 光安定測試、模擬日光紫外老化試驗(yàn)、催化劑制備、化工產(chǎn)品的光化學(xué)合成和污染物質(zhì)的光化學(xué)降解研究。因此是化工行業(yè)、環(huán)保領(lǐng)域和科研所、高等校有關(guān)*實(shí)驗(yàn)教學(xué)的儀器。