光化學反應儀的原理和反應過程介紹
光催化反應儀(yi) 又稱為(wei) 光化學反應儀(yi) ,多功能光化學反應器,光催化反應裝置,多功能光化學反應儀(yi) 等。
光催化反應儀(yi) 適合應用於(yu) 化學合成、環境保護及生命科學等研究領域,光催化反應儀(yi) 係統具有技術合理、結構簡單、操作便捷、運行穩定、保護人體(ti) 、自由組合、靈活定做等*優(you) 勢!
光化學反應儀(yi) 是近20年才出現的處理技術,在足夠的反應時間內(nei) 通常可以將有機物礦化為(wei) CO2和H2O等簡單無機物,避免了二次汙染,光化學反儀(yi) 簡單高效而有發展前途。由於(yu) 以二氧化鈦粉末為(wei) 催化劑的光催化氧化法存在催化劑分離回收的問題,影響了該技術在實際中的應用,因此光化學反應器固定在某些載體(ti) 上以避免或更容易使其分離回收的技術引起了國內(nei) 外學者的廣泛興(xing) 趣。
光化學反應與(yu) 一般熱化學反應相比有許多不同之處,主要表現在:加熱使分子活化時,體(ti) 係中分子能量的分布服從(cong) 玻耳茲(zi) 曼分布;而分子受到光激活時,原則上可以做到選擇性激發,體(ti) 係中分子能量的分布屬於(yu) 非平衡分布。所以光化學反應的途徑與(yu) 產(chan) 物往往和基態熱化學反應不同,隻要光的波長適當,能為(wei) 物質所吸收,即使在很低的溫度下,光化學反應仍然可以進行。
光化學的初級過程是分子吸收光子使電子激發,分子由基態提升到激發態。分子中的電子狀態、振動與(yu) 轉動狀態都是量子化的,即相鄰狀態間的能量變化是不連續的。因此分子激發時的初始狀態與(yu) 終止狀態不同時,所要求的光子能量也是不同的,而且要求二者的能量值盡可能匹配。
由於(yu) 分子在一般條件下處於(yu) 能量較低的穩定狀態,稱作基態。受到光照射後,如果分子能夠吸收電磁輻射,就可以提升到能量較高的狀態,稱作激發態。如果分子可以吸收不同波長的電磁輻射,就可以達到不同的激發態。按其能量的高低,從(cong) 基態往上依次稱做激發態、D二激發態等等;而把高於(yu) 激發態的所有激發態統稱為(wei) 高激發態。
激發態分子的壽命一般較短,而且激發態越高,其壽命越短,以致於(yu) 來不及發生化學反應,所以光化學主要與(yu) 低激發態有關(guan) 。激發時分子所吸收的電磁輻射能有兩(liang) 條主要的耗散途徑:一是和光化學反應的熱效應合並;二是通過光物理過程轉變成其他形式的能量。
光物理過程可分為(wei) 輻射弛豫過程和非輻射弛豫過程。輻射弛豫過程是指將全部或部分多餘(yu) 的能量以輻射能的形式耗散掉,分子回到基態的過程,如發射熒光或磷光;非輻射弛豫過程是指多餘(yu) 的能量全部以熱的形式耗散掉,分子回到基態的過程。
決(jue) 定一個(ge) 光化學反應的真正途徑往往需要建立若幹個(ge) 對應於(yu) 不同機理的假想模型,找出各模型體(ti) 係與(yu) 濃度、光強及其他有關(guan) 參量間的動力學方程,然後考察何者與(yu) 實驗結果的相符合程度Z高,以決(jue) 定哪一個(ge) 是Z可能的反應途徑。
光化學研究反應機理的常用實驗方法,除示蹤原子標記法外,在光化學中Z早采用的猝滅法仍是有效的一種方法。這種方法是通過被激發分子所發熒光,被其他分子猝滅的動力學測定來研究光化學反應機理的。它可以用來測定分子處於(yu) 電子激發態時的酸性、分子雙聚化的反應速率和能量的長程傳(chuan) 遞速率。
由於(yu) 吸收給定波長的光子往往是分子中某個(ge) 基團的性質,所以光化學提供了使分子中某特定位置發生反應的Z佳手段,對於(yu) 那些熱化學反應缺乏選擇性或反應物可能被破壞的體(ti) 係更為(wei) 可貴。光化學反應的另一特點是用光子為(wei) 試劑,一旦被反應物吸收後,不會(hui) 在體(ti) 係中留下其他新的雜質,因而可以看成是“Z純”的試劑。如果將反應物固定在固體(ti) 格子中,光化學合成可以在預期的構象(或構型)下發生,這往往是熱化學反應難以做到的。