PhchemIII 光化學反應儀技術白皮書

——面向光化學、光催化、光降解研究與應用的實驗

 

1. 前言

光化學、光催化及光降解研究在化學合成、環境保護、生命科學等領域具有廣泛需求。傳統單管或低通量光反應裝置存在實驗效率低、條件一致性差、溫度干擾大等問題，難以滿足現代科研對高通量、可重復、控光的要求。

PhchemIII 光化學反應儀是 Phchem 系列的*型號，采用 500W 氙燈 + 500W 汞燈雙光源，支持 12 個平行樣（1–75 ml/管）同步反應，具備雙攪拌模式（自轉+公轉）、雙層石英冷阱控溫、濾光片*選光等功能，可廣泛應用于光化學合成、光催化反應、光降解及環境修復等實驗場景。

 

2. 應用與配置方案

2.1 光化學合成

實驗場景

• 有機光合成：光誘導偶聯、環加成、光異構化。
• 藥物中間體合成：利用可見+紫外光促反應。
• 天然產物光修飾：光氧化、光重排。

PhchemIII 配置

• 光源：500W 氙燈（300–780 nm 連續光譜，主峰 365 nm 紫外+可見）
• 雙攪拌：自轉+公轉，轉速可調，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
• 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 75 ml 石英反應管，一次完成多條件篩選

預期成果

• 同時測試 12 種底物/條件，顯著縮短研發周期
• 控溫+控光，提高反應產率與重復性
• 可結合電流/電壓監測，分析反應動力學與量子產率

近五年相關課題

1. “基于氙燈光源的可見光催化 C–H 鍵活化反應研究”（2021，有機化學學報）
2. “氙燈照射下吲哚類化合物的光環化反應機制及合成應用”（2020，高等學校化學學報）
3. “模擬日光氙燈條件下光誘導 β-內酰胺開環聚合反應研究”（2022，高分子通報）

 

2.2 光催化反應

實驗場景

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

PhchemIII 配置

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

預期成果

• 快速篩選催化劑種類、比例、負載量
• 控制入射波長，提高目標產物選擇性
• 適用于氣-液-固三相光催化體系

近五年相關課題

1. “氙燈照射下 BiVO?/g-C?N? 異質結光催化水分解性能研究”（2023，催化學報）
2. “模擬日光氙燈光源驅動 CO? 光還原為甲酸的研究”（2019，環境科學）
3. “氙燈光催化體系中芳香硝基化合物選擇性還原為胺”（2021，化學進展）

 

2.3 光降解與環境修復

實驗場景

• 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：持久性有機污染物（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，可同時測試不同污染物濃度或催化劑配方
• 雙攪拌提升傳質效率
• 濾光片：ZWB 系列紫外濾光片，或 ZJB 系列可見濾光片

預期成果

• 快速獲得不同工藝參數下的降解曲線
• 定量分析反應動力學常數與量子產率
• 可同時開展多污染物、多催化劑的對比研究

近五年相關課題

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理”（2020，環境工程學報）
2. “氙燈光照降解水體中磺胺類抗生素的實驗研究”（2022，環境科學）
3. “汞燈/光催化雙模式降解醫院污水中抗生素與病原體”（2023，給水排水）

 

3. 核心技術優勢

功能模塊	技術特點	科研與生產價值
雙光源系統	500W 氙燈（模擬日光）+ 500W 汞燈（高強紫外），可選低壓/中壓汞燈	覆蓋紫外–可見全波段，滿足不同反應激發需求
雙攪拌模式	自轉+公轉，轉速可調	樣品均勻受光，避免局部過曝或反應不均
冷阱控溫	雙層石英冷阱，可通冷卻水循環	消除光源發熱對反應的干擾，保障長時間穩定運行
高通量并行	12×75 ml 石英反應管，獨立可控	一次實驗完成多條件篩選，顯著提升效率
*濾光	ZJB 可見濾光片 / ZWB 紫外濾光片可選	控制入射波長，提高反應選擇性
監測與控制	電流表實時監控	便于記錄光源狀態，結合動力學與量子產率分析

4. 采購建議與配套方案

基礎配置（PhchemIII）

• 反應暗箱（400×480×860 mm）
• 12×75 ml 石英反應管 + 玻璃塞 + 通氣管
• 水冷石英冷阱
• 自轉公轉攪拌器 + 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）用于光源降溫
• 低壓汞燈（254 nm）或中壓汞燈（313 nm）增強紫外反應
• 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. 結語

PhchemIII 光化學反應儀集高通量、*控光、穩定控溫、雙光源靈活切換于一體，能夠同時滿足光化學合成、光催化研究、光降解與環境修復等多領域實驗需求。其12 位平行反應能力與雙攪拌模式顯著提升了實驗效率和數據一致性，是高校、科研所及環保技術企業開展光化學相關研究的理想平臺。

 

Phchem多位光化學反應儀12位平行反應/配置汞燈、氙燈/公轉自轉攪拌

Phchem系列光化學反應儀（也稱為光化學反應器）可提供分析反應產物和自由基的樣品，測定反應動力學常數，測定量子產率等，廣泛應用化學合成、環境保護以及生命科學等研究領域。主要用于研究氣相或液相介質、固定或流動體系、紫外光或模擬可見光照、以及反應容器是否負載TiO2光催化劑等條件下的光化學反應。此反應儀的出現大大加快了實驗步伐，實現12個平行樣的反應,每個反應容量1-75ml，大大地提高了實驗效率，有效保證實驗條件的一致性。

NBET-UVPR系列紫外光化學反應儀

UVPR系列紫外光化學反應儀廣泛應用于光化學實驗、環境保護以及生命科學等研究領域。適用各類光分解實驗：乙醛、酮、鹵素誘導體、硫代化合物、石蠟、雜環化合物、芳香點分子核、共軛二烯烴、聚烯化合物、環氧化合物、ICH 光安定測試、模擬日光紫外老化試驗、催化劑制備、化工產品的光化學合成和污染物質的光化學降解研究。因此是化工行業、環保領域和科研所、高等校有關*實驗教學的儀器。