光化學反應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)反應介質中的光敏劑或催化劑，使其產生自由基或激發(fā)態(tài)分子，從而引發(fā)分子間的電子轉移、斷裂或重組反應。這一過程將光能直接轉化為化學能，實現(xiàn)常溫常壓下難以進行的化學反應。例如：

　　水處理：利用紫外線激活二氧化鈦催化劑，產生羥基自由基（OH），將有機污染物（如染料、農藥）分解為二氧化碳和水。

　　藥物合成：通過準確控制光照波長和強度，實現(xiàn)特定化學鍵的選擇性斷裂，減少副產物生成。

　　根據應用場景和反應特性，光化學反應器可分為以下類型：

　　按催化劑存在形式

　　流化床反應器：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，適用于實驗室研究。

　　固定床反應器：催化劑負載于載體表面，廢水循環(huán)處理，實現(xiàn)催化與分離一體化，工業(yè)應用廣泛。

　　按反應器結構

　　平板型：結構簡單，光程短，適用于溫和條件下的簡單反應。

　　管式反應器：流體流型接近理想流體，適用于加壓或熱效應大的反應，如有機合成。

　　環(huán)型反應器：內部流動均勻，反應效率高，常用于大規(guī)模連續(xù)化生產。

　　光學纖維束反應器：利用光纖傳輸光線，實現(xiàn)局部光照，適用于對光照條件敏感的反應。

　　按光源照射方式

　　非聚焦式：采用垂直照射，結構簡單但光利用率低，適合實驗室研究。

　　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)應用。

　　光化學反應器的操作規(guī)范與安全指南：

　　設備檢查：確保光源（如汞燈、氙燈）、反應容器、冷卻水循環(huán)裝置連接正確，電源接地良好。

　　試劑準備：使用高純度試劑，避免雜質影響反應結果。例如，光催化反應中催化劑純度需≥99.9%。

　　光源調節(jié)：根據反應需求選擇波長（如365nm紫外線用于降解有機物），功率設置在50-200W之間。

　　溫度控制：通過冷卻水循環(huán)維持反應溫度在20-40℃，避免催化劑失活。

　　攪拌速度：根據反應體系粘度調整攪拌速度（50-500rpm），確保反應物均勻混合。

　　個人防護：佩戴防護眼鏡（防止紫外線傷害）和實驗服，避免直接接觸高溫部件。

　　通風要求：實驗室內通風量需≥6次/小時，防止有害氣體（如臭氧）積聚。

　　應急處理：汞燈破裂時，立即關閉電源，用硫粉覆蓋汞滴（生成硫化汞穩(wěn)定化合物），并通風30分鐘以上。

　　設備清潔：用乙醇擦拭反應容器和光學元件，避免殘留物腐蝕設備。

　　光源更換：汞燈壽命約1000小時，需定期更換并記錄使用時間。

　　數據記錄：詳細記錄實驗參數（如光照時間、溫度、攪拌速度）和結果，為后續(xù)優(yōu)化提供依據。