一、核心基礎(chǔ)原理

1. 光子被反應(yīng)物、催化劑吸收

   光源輸出紫外 / 可見(jiàn)光光子，照射溶液中的光催化劑（TiO?、g-C?N?等）或底物分子。

2. 電子 - 空穴對(duì)分離（光催化主流機(jī)理）

   催化劑價(jià)帶電子吸收光能躍遷至導(dǎo)帶，形成：

• 導(dǎo)帶：高能電子 e?（強(qiáng)還原性）

• 價(jià)帶：空穴 h?（強(qiáng)氧化性）

3. 界面氧化還原反應(yīng)

• 空穴 h? 氧化水 / 羥基，生成?OH 羥基自由基（強(qiáng)氧化性，降解有機(jī)物）；

• 電子 e? 還原氧氣，生成?O??超氧自由基；

  多種自由基協(xié)同，把污染物徹di分解為 CO?、H?O、無(wú)機(jī)鹽。

4. 循環(huán)再生

   電子與空穴持續(xù)分離復(fù)合，催化劑本身不消耗，可重復(fù)使用。

二、設(shè)備整套工作流程（實(shí)驗(yàn)室光化學(xué)反應(yīng)儀）

1. 光源系統(tǒng)

   氙燈（模擬太陽(yáng)光）、汞燈（紫外光）提供特定波段光源，配濾光片篩選單一波長(zhǎng)，精準(zhǔn)控制激發(fā)能量。

2. 冷卻系統(tǒng)

   燈光發(fā)熱會(huì)升溫干擾實(shí)驗(yàn)，內(nèi)置循環(huán)水冷 / 風(fēng)冷，恒溫控制反應(yīng)體系溫度。

3. 反應(yīng)暗箱 + 反應(yīng)管

   避光密閉腔體，防止光外泄、外界雜光干擾；樣品置于石英反應(yīng)管（石英透紫外，普通玻璃阻隔紫外）。

4. 攪拌 / 通氣裝置

   磁力攪拌讓樣品、催化劑均勻懸浮；通空氣 / 氧氣 / 氮?dú)饪刂茪夥?，調(diào)控氧化還原環(huán)境。

5. 控制系統(tǒng)

   調(diào)控光照時(shí)間、功率、轉(zhuǎn)速、通氣流量，定時(shí)啟停，完成光降解、光合成、光催化制氫、CO?還原等實(shí)驗(yàn)。

三、兩類典型應(yīng)用反應(yīng)原理區(qū)分

1. 光催化降解（污水、VOC、染料實(shí)驗(yàn)）

   光能激發(fā)催化劑產(chǎn)自由基，氧化分解有機(jī)污染物，常用于水質(zhì)污染物光化學(xué)檢測(cè)。

2. 光合成反應(yīng)（有機(jī)合成、光催化制氫）

   光子直接激發(fā)有機(jī)分子，實(shí)現(xiàn)加成、分解、還原合成，溫和條件合成目標(biāo)產(chǎn)物。

四、簡(jiǎn)單通俗總結(jié)