光化學合成技術是一種利用光能驅動化學反應的先進方法，通過光催化劑或光敏劑吸收光子能量，激發分子發生電子躍遷，進而引發氧化還原、鍵斷裂或重組等反應，最終合成目標產物。其核心優勢在于綠色、高效、選擇性高，是替代傳統高溫高壓化學工藝的關鍵技術。

1、基本原理

      光化學合成技術的核心是光激發過程。當反應物分子吸收特定波長的光后，電子從基態躍遷到激發態。處于激發態的分子具有較高的能量，其化學性質會發生改變，從而能夠發生一些在基態下難以進行的化學反應，進而合成目標產物。

2、特點

      條件溫和：通常不需要高溫、高壓條件，降低了對反應設備的要求，也減少了能源消耗和副反應的發生。

      選擇性好：通過選擇合適的光源和反應條件，可以實現對特定化學鍵的選擇性激發和斷裂，從而提高反應的選擇性，有利于合成具有特定結構和功能的化合物。

      環境友好：光作為一種清潔能源，參與的化學反應通常具有較高的原子經濟性，減少了污染物的排放，符合綠色化學的發展趨勢。

3、 光能轉化機制

      光吸收：光催化劑（如TiO?、CdS、鈣鈦礦）吸收特定波長光（紫外/可見光），產生電子（e?）和空穴（h?）。

      電荷分離：電子與空穴遷移至催化劑表面，參與氧化還原反應。

      還原反應：e?還原質子（H?）生成H?（光解水制氫），或還原CO?生成CH?OH、CH?等燃料。

      氧化反應：h?氧化水生成O?，或降解有機污染物（如農藥、染料）。

4、優勢

      原子經濟性高：光化學反應往往具有較高的原子經濟性，能夠減少副產物的生成，提高原子利用率，符合綠色化學的理念。例如，在一些光催化的有機合成反應中，反應物可以直接轉化為目標產物，避免了傳統方法中可能產生的大量廢棄物。

     條件溫和：與傳統的熱化學反應相比，光化學合成通常在較溫和的溫度和壓力條件下進行，降低了對反應設備的要求，減少了能源消耗，同時也有利于保護敏感的反應物和產物。

    選擇性好：通過選擇合適的光源、光催化劑和反應條件，可以實現對特定化學鍵的選擇性活化和反應，從而合成具有特定結構和功能的化合物，這在藥物合成和材料科學等領域具有重要意義。

5、關鍵要素

      光源：常見的有紫外燈、可見光 LED 等。不同的反應需要選擇合適波長和強度的光源，以滿足反應物的吸收特性和反應需求。例如，紫外光能量較高，可引發一些鍵能較大的化學鍵斷裂；可見光則更為溫和，適用于一些對光能量要求較低的反應。

     光催化劑：能吸收光能并將其轉化為化學能，加速反應進行。常見的光催化劑包括二氧化鈦（TiO?）、氧化鋅（ZnO）等半導體材料，以及一些金屬配合物和有機染料。光催化劑的性能直接影響反應的效率和選擇性，因此研發高效的光催化劑是光化學合成技術的研究熱點之一。

     反應介質：反應通常在特定的溶劑或反應介質中進行。溶劑不僅要能夠溶解反應物和光催化劑，還可能對反應的速率、選擇性和機理產生影響。例如，極性溶劑可能有利于某些離子型光化學反應的進行，而非極性溶劑則更適合一些自由基型光化學反應光源優化：激光、LED陣列或太陽光模擬器匹配催化劑吸收波長。

6、常用光源

     紫外燈：能發射紫外線，波長一般在 200 - 400nm 之間。許多光化學反應需要在紫外光區的特定波長下進行，例如，一些有機化合物的光致異構化、光解反應等常用紫外燈作為光源。

     可見光 LED：具有波長范圍廣、光效高、壽命長、穩定性好等優點。可見光驅動的光化學反應近年來受到廣泛關注，因為它可以利用太陽光中的可見光部分，更加節能環保。例如，在一些光催化有機合成反應中，使用可見光 LED 作為光源，能夠在溫和條件下實現多種有機化合物的合成。

7、應用領域

       藥物合成：用于合成具有特定結構和活性的藥物分子。例如，通過光化學反應可以構建一些用傳統方法難以合成的復雜環狀結構，如利用光催化的 [2 + 2] 環加成反應合成含有四元環結構的藥物中間體。

       天然產物全合成：幫助實現天然產物的高效全合成。許多天然產物具有復雜的結構生物活性，光化學合成技術能夠在溫和的條件下實現一些關鍵步驟的反應，提高合成效率和選擇性。如維生素 D 的合成中，就利用了光化學異構化反應。

       聚合物合成與改性：光引發聚合反應是制備聚合物材料的重要方法之一。通過選擇合適的光引發劑和單體，可以在光照下快速引發聚合反應，制備出具有特定性能的聚合物材料。此外，還可以利用光化學反應對聚合物表面進行改性，改善其親水性、耐磨性等性能。

      納米材料制備：在納米材料的制備過程中，光化學合成技術可以精確控制納米粒子的尺寸和形貌。例如，通過光還原法可以在溶液中制備金屬納米粒子，通過調節光照強度、時間和反應物濃度等參數，可以控制納米粒子的生長和聚集，得到粒徑均勻、分散性好的納米材料。

      光催化降解污染物：利用光催化劑在光照下產生的光生電子 - 空穴對來降解環境中的有機污染物。如二氧化鈦光催化劑在紫外光照射下，可以將水中的有機染料、農藥等污染物分解為二氧化碳和水，從而達到凈化水質的目的。

      二氧化碳還原：光化學合成技術為二氧化碳的轉化和利用提供了一種新途徑。通過設計合適的光催化劑和反應體系，可以在光照下將二氧化碳還原為一氧化碳、甲烷、甲醇等有用的化學品，實現碳的循環利用，同時減少溫室氣體排放。

8、研究前沿與發展趨勢

     新型光催化劑的研發：尋找具有更高光催化活性、穩定性和選擇性的光催化劑是光化學合成技術發展的關鍵。例如，開發基于金屬有機框架（MOFs）、共價有機框架（COFs）等新型材料的光催化劑，以及對傳統半導體光催化劑進行改性和優化，以提高其在可見光區域的吸收和光生載流子的分離效率。

     可見光驅動的光化學反應：由于可見光具有能量較低、安全性高、來源廣泛等優點，可見光驅動的光化學反應成為研究熱點。研究人員致力于發現更多能夠在可見光照射下發生的新型反應，并探索其反應機理，以拓展光化學合成技術的應用范圍。

     光化學合成與其他技術的聯用：將光化學合成技術與電化學、微波技術、流動化學等相結合，形成協同效應，能夠進一步提高反應效率、選擇性和可控性。例如，光電化學合成技術可以通過在電極表面進行光催化反應，實現一些傳統光化學或電化學方法難以完成的合成反應。

產品展示

     微通道連續流智能光合成系統可以用于光化學合成、光催化反應、催化劑的制備，實現連續反應和在線測試分析。光催化反應器采用盤管式模塊化設計，使用成本低，易于更換反應管，具有易于使用、靈活、可擴展且等特性，而不受傳統批次要求的限制。微通道連續流智能光合成系統，將300WLED光源置于10位反應器中心，LED光源旋轉，可以對反應微通道實現同等光功率密度下的照射。輸出波長覆蓋紫外到紅外光區，單色光、光源波長可定制，滿足不同光化學合成、催化反應的需求，反應微通道具備控溫、進液口、出液口等。主要應用光化學催化、光化學合成、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）、環境化學以及生命科學、光催化分解水制氫/氧(可控溫)、光催化全分解水(可控溫)等研究領域。 

產品優勢：

1、高通量平行光照反應裝置，可實現20ml的微通道盤管反應，側面大面積受光，無遮擋，直射和鏡面反射雙重照射，保證入射光的利用率。

2、模塊化設計，更換300WLED燈盤簡單便捷。

3、多波長可選，波長組合可定制。

4、水冷或油冷控溫盤管反應器，用于篩選溫度對實驗結果的影響。

5、標配連續流微通道光化學反應管具備控溫、進液、出液、實時取樣等功能。

6、300WLED光源可以圍繞軸心自旋轉，實現均勻平行照射。

7、LED光源可以在線熱插拔更換不同波長的光源。

8、實現了從365nm-940nm可選的15個單色波長和可見光白光。

9、LED光源功率30W—300W連續可調，實現寬范圍功率變化。

10、LED光源系統光功率、旋轉、溫度分別獨立控制。