在光化學(xué)研究領(lǐng)域，反應(yīng)儀的性能優(yōu)劣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果起著至關(guān)重要的作用。隨著科技的不斷進(jìn)步，新一代 LED 光化學(xué)反應(yīng)儀應(yīng)運(yùn)而生，其獨(dú)特的雙光路獨(dú)立可調(diào)設(shè)計(jì)理念，為光化學(xué)研究帶來(lái)了性能突破。

一、設(shè)計(jì)理念

      傳統(tǒng)的光化學(xué)反應(yīng)儀多采用單光路設(shè)計(jì)，在反應(yīng)過(guò)程中往往難以精準(zhǔn)模擬復(fù)雜的光環(huán)境，無(wú)法滿足對(duì)反應(yīng)條件精細(xì)化控制的需求。新一代 LED 光化學(xué)反應(yīng)儀的雙光路獨(dú)立可調(diào)設(shè)計(jì)則是對(duì)這一現(xiàn)狀的革新，其核心設(shè)計(jì)理念在于實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)體系更為精準(zhǔn)、靈活的光照控制。

      該設(shè)計(jì)理念的本質(zhì)是從 “單一光場(chǎng)激發(fā)" 向 “多光場(chǎng)協(xié)同調(diào)控" 的范式轉(zhuǎn)變。通過(guò)設(shè)置兩條獨(dú)立的光路，儀器能夠?yàn)榉磻?yīng)體系同時(shí)提供不同波長(zhǎng)、強(qiáng)度和光照時(shí)間的光線，模擬出自然環(huán)境中或特定實(shí)驗(yàn)需求下更為復(fù)雜的光環(huán)境。例如，在某些光催化反應(yīng)中，不同波長(zhǎng)的光可能對(duì)催化劑的活性位點(diǎn)產(chǎn)生不同影響，雙光路設(shè)計(jì)可使研究人員精確控制各波長(zhǎng)光的作用，探索最佳光催化條件。

二、模塊化與靈活性

      雙光路系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，各個(gè)光路模塊相對(duì)獨(dú)立又協(xié)同工作。這意味著在實(shí)際應(yīng)用中，研究人員可根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)需求，便捷地更換或調(diào)整光路中的光學(xué)元件、LED 光源等模塊。比如，在進(jìn)行光催化產(chǎn)氫實(shí)驗(yàn)時(shí)，可選用一組發(fā)射紫外光的 LED 模塊用于激發(fā) TiO?產(chǎn)生電子 - 空穴對(duì)，另一組發(fā)射可見(jiàn)光的 LED 模塊驅(qū)動(dòng) CdS 量子點(diǎn)加速質(zhì)子還原，通過(guò)模塊組合實(shí)現(xiàn)寬光譜響應(yīng)，為復(fù)雜反應(yīng)體系提供精準(zhǔn)的光質(zhì)調(diào)控工具。

三、精準(zhǔn)控制與智能化

      新一代光化學(xué)反應(yīng)儀配備先進(jìn)的控制系統(tǒng)，能夠?qū)﹄p光路的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。操作人員可通過(guò)操作界面，輕松預(yù)設(shè)光照時(shí)間、強(qiáng)度、波長(zhǎng)以及反應(yīng)溫度、攪拌速度等參數(shù)。同時(shí)，控制系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋調(diào)節(jié)功能，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，確保實(shí)驗(yàn)條件的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性。以日本某研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的雙光路系統(tǒng)為例，其支持 “光強(qiáng)比例動(dòng)態(tài)掃描" 功能，在光催化 CO?還原反應(yīng)中，可通過(guò)程序預(yù)設(shè)不同波長(zhǎng)光強(qiáng)的梯度變化，自動(dòng)篩選出光質(zhì)配比，這種智能化調(diào)控突破了單光路的靜態(tài)操作模式，實(shí)現(xiàn)了光化學(xué)反應(yīng)參數(shù)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

四、性能突破

      基于上述創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，新一代 LED 光化學(xué)反應(yīng)儀在性能上實(shí)現(xiàn)了多維度的突破。

      雙光路的獨(dú)立設(shè)計(jì)使得波長(zhǎng)選擇更加多樣化。儀器可集成多種波長(zhǎng)的 LED 光源，覆蓋從紫外線到可見(jiàn)光，甚至部分近紅外光區(qū)域。研究人員能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，自由組合不同光路的波長(zhǎng)。如德國(guó)某光學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的雙光路系統(tǒng)，采用 365nm 紫外光與 520nm 可見(jiàn)光的同軸耦合設(shè)計(jì)，通過(guò)分光棱鏡將兩組光源匯于同一光路，在光催化產(chǎn)氫反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)了協(xié)同作用，使產(chǎn)氫速率大幅提升，較單紫外光催化提高了 4 倍，充分展示了雙光路在波長(zhǎng)協(xié)同方面的優(yōu)勢(shì)，突破了單光路的光譜限制。

五、光場(chǎng)均勻性顯著提升

      光場(chǎng)均勻性是影響光化學(xué)反應(yīng)效果的關(guān)鍵因素之一。新一代光化學(xué)反應(yīng)儀采用 “多光路交叉照射 + 智能校準(zhǔn)" 的復(fù)合方案，有效提升了光場(chǎng)均勻性。例如，某商用雙光路反應(yīng)器通過(guò)兩組平行光路從不同角度入射，在反應(yīng)區(qū)形成交叉光場(chǎng)，并配合非球面透鏡與拋物面反射罩的組合，將光強(qiáng)均勻性提升至偏差≤3%。美國(guó)斯坦福大學(xué)利用該技術(shù)在光致聚合實(shí)驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)了微納結(jié)構(gòu)的高精度制備，聚合物線條寬度誤差控制在 5nm 以內(nèi)，較單光路技術(shù)提升了 10 倍精度，為對(duì)光場(chǎng)均勻性要求高實(shí)驗(yàn)提供了可靠保障。

六、動(dòng)態(tài)調(diào)控能力增強(qiáng)

      智能控制系統(tǒng)賦予了雙光路設(shè)備強(qiáng)大的動(dòng)態(tài)調(diào)控能力。傳統(tǒng)單光路設(shè)備的 “開(kāi) - 關(guān)" 式控制已無(wú)法滿足復(fù)雜實(shí)驗(yàn)需求，而新一代光化學(xué)反應(yīng)儀的 PLC 控制系統(tǒng)可實(shí)時(shí)同步雙光路的波長(zhǎng)、光強(qiáng)、溫度等多個(gè)參數(shù)。在光催化 CO?還原反應(yīng)中，研究人員可通過(guò)預(yù)設(shè)程序，讓系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整 365nm 與 460nm 光強(qiáng)的比例，從 1:1 到 3:1 進(jìn)行梯度變化，進(jìn)而自動(dòng)篩選出最佳光質(zhì)配比，使 CH?產(chǎn)率提升至 1.8μmol/g?h，較固定光強(qiáng)條件提高了 50%，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率和準(zhǔn)確性，推動(dòng)了光化學(xué)反應(yīng)從 “被動(dòng)接受光照" 向 “主動(dòng)設(shè)計(jì)光場(chǎng)" 的轉(zhuǎn)變。

七、應(yīng)用拓展

雙光路獨(dú)立可調(diào)的新一代 LED 光化學(xué)反應(yīng)儀憑借其性能，在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

（1）光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究

在反應(yīng)機(jī)理研究層面，雙光路技術(shù)為復(fù)雜光催化體系提供了深入解析的有力工具。通過(guò)雙波長(zhǎng)的時(shí)間分辨激發(fā)，如納秒級(jí)間隔切換雙光路，并結(jié)合原位光譜表征技術(shù)，科學(xué)家能夠?qū)崟r(shí)追蹤光生載流子的遷移與復(fù)合過(guò)程，這對(duì)于揭示光化學(xué)反應(yīng)的微觀機(jī)理至關(guān)重要，是單光路技術(shù)難以企及的突破。

（2）生物醫(yī)藥領(lǐng)域

在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，該儀器實(shí)現(xiàn)了 “深層穿透 + 精準(zhǔn)激活" 的雙重目標(biāo)。例如，近紅外光（808nm）可穿透組織深度達(dá) 5cm，為深層組織提供光照，而紫外光（365nm）則可觸發(fā)納米載體的光響應(yīng)釋放，精準(zhǔn)控制藥物在特定部位的釋放，提高藥物治療效果，減少對(duì)正常組織的副作用。

（3）產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中，雙光路技術(shù)的模塊化設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)凸顯。企業(yè)可根據(jù)生產(chǎn)需求，靈活升級(jí)產(chǎn)線，通過(guò)更換不同波長(zhǎng)模塊，同一設(shè)備可適配從醫(yī)藥中間體到精細(xì)化工品的多樣化生產(chǎn)需求，為企業(yè)提供了柔性制造解決方案，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

      新一代 LED 光化學(xué)反應(yīng)儀的雙光路獨(dú)立可調(diào)設(shè)計(jì)理念及其帶來(lái)的性能突破，為光化學(xué)研究和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了新的活力。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信該儀器將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動(dòng)光化學(xué)領(lǐng)域邁向新的高度。

產(chǎn)品展示

      SSC-PPCR300平行光化學(xué)反應(yīng)儀，是一款光催化平行反應(yīng)儀，為光化學(xué)合成方法學(xué)研究中催化劑及反應(yīng)條件篩選、底物擴(kuò)展等過(guò)程提供多通道平行反應(yīng)，保證結(jié)果平行可靠的前提下提高反應(yīng)效率。將300WLED光源置于10位反應(yīng)器中心，LED光源旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)任一反應(yīng)器同等光功率密度下的照射。輸出波長(zhǎng)覆蓋紫外到紅外光區(qū)，光源波長(zhǎng)可定制，滿足不同光化學(xué)合成反應(yīng)的需求，反應(yīng)器具備控溫、進(jìn)氣、出氣、實(shí)時(shí)取樣、磁力攪拌等功能，可以同時(shí)10個(gè)樣品平行實(shí)驗(yàn)。

      平行光化學(xué)反應(yīng)儀可應(yīng)用到光催化劑的篩選，提高光催化的效率，實(shí)現(xiàn)了平行樣品的分析。主要用于研究氣、液、固相介質(zhì)，固定或流動(dòng)體系，紫外光、單色光、可見(jiàn)光或模擬太陽(yáng)光光照，恒溫，同一光強(qiáng)等條件下的光化學(xué)反應(yīng)。

      主要應(yīng)用光化學(xué)催化、光化學(xué)合成、光催化污染物降解（如染料、苯及苯系物）、光催化新污染物降解（如抗生素、酚類）、環(huán)境化學(xué)以及生命科學(xué)、光催化分解水制氫/氧(可控溫)、光催化全分解水(可控溫)等研究領(lǐng)域。 

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

1)   高通量平行反應(yīng)裝置，可實(shí)現(xiàn)1～10反應(yīng)位的平行實(shí)驗(yàn)，側(cè)面大面積受光，無(wú)遮擋，保證入射光的利用率。

2)   模塊化設(shè)計(jì)，更新300WLED燈盤簡(jiǎn)單便捷。

3)   多波長(zhǎng)可選，波長(zhǎng)組合可定制。

4)   水冷或油冷控溫，用于篩選溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

5)   標(biāo)配反應(yīng)管具備控溫、進(jìn)氣、出氣、實(shí)時(shí)取樣、磁力攪拌等功能。

6)   300WLED光源可以圍繞軸心自旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)均勻平行照射。

7)   LED光源可以在線熱插拔更換不同波長(zhǎng)的光源。

8)   實(shí)現(xiàn)了從365nm-940nm可選的15個(gè)單色波長(zhǎng)和可見(jiàn)光白光。

9)   LED光源功率30W—300W連續(xù)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)寬范圍功率變化。

10)LED光源系統(tǒng)光功率、旋轉(zhuǎn)、磁力攪拌分別獨(dú)立控制。