光化学反应仪是一种用于研究光化学反应的实验设备，其核心功能是通过可控的光照条件引发和监测化学反应。以下是其主要特征和关键组成部分：
1. 光源系统
- 波长范围：通常配备紫外（UV）、可见光（VIS）或近红外（NIR）光源，如汞灯、氙灯、LED阵列或激光器，部分设备支持波长可调。
- 光强控制：通过调节电源功率或使用滤光片精确控制光强，确保实验重复性。
- 单色性：部分高端仪器配备单色仪或窄带滤光片，提供单色光以满足特定反应需求。
2. 反应器设计
- 材质：反应池常用石英（透紫外）或耐化学腐蚀的玻璃（如Pyrex），部分涉及腐蚀性物质时采用特氟龙涂层。
- 结构：包括批量反应器（密闭式）、流动反应器（连续流动）或微反应器（高通量筛选），可能集成搅拌或气体导入装置。
- 温控系统：配备恒温水浴、热电冷却或帕尔贴元件，以维持反应温度恒定（-20°C至150°C常见）。
3. 分析与监测功能
- 在线检测：
- 光谱分析：集成UV-Vis光谱仪、荧光光谱仪或红外探头，实时监测反应物/产物浓度变化。
- 色谱联用：可与HPLC、GC等连接，定时取样分析。
- 电化学监测：部分设备支持pH、氧化还原电位等参数实时记录。
- 时间分辨技术：高级型号可能配备瞬态吸收光谱（TAS）或荧光寿命测量模块，研究短寿命中间体。
4. 环境控制
- 气氛调节：内置惰性气体（如N₂、Ar）通入系统，避免氧气或水分干扰光敏反应。
- 真空兼容：部分反应需在真空或低压条件下进行，设备需密封设计。
5. 自动化与软件
- 程序控制：通过软件调节光照时间（脉冲或连续）、光强及波长，支持多步骤反应编程。
- 数据记录：自动存储光强、温度、光谱等数据，部分支持动力学模型拟合。
6. 安全特性
- 屏蔽设计：防紫外线泄漏的外壳，保护操作者。
- 过热保护：温度传感器与自动断电功能。
- 冷却系统：风扇或水冷装置防止光源过热。
7. 应用场景
- 光催化：如TiO₂降解污染物、水分解制氢。
- 有机合成：光诱导键断裂/形成（如[2+2]环加成）。
- 环境模拟：研究大气或水体中光化学过程（如NOx光解）。
- 材料科学：光聚合、纳米材料光合成。
