單工位光催化反應儀的工作原理

單工位光催化反應儀的工作原理主要基于光催化效應與光能轉化過程，通過光催化劑和光源的協同作用實現化學反應的驅動。其核心機制可概括為以下三個步驟：

光能吸收與電子躍遷

當特定波長的光線（如紫外光或可見光）照射到光催化劑表面時，催化劑吸收光能并激發內部電子從價帶躍遷至導帶，形成電子-空穴對。這一過程使催化劑具備氧化還原活性，為后續反應提供能量載體。例如，二氧化鈦催化劑在紫外光照射下，其價帶電子被激發至導帶，價帶則留下空穴，二者共同構成反應活性中心。

活性物質生成與反應催化

激發態的電子和空穴與反應體系中的分子發生作用。電子與空氣中的氧分子結合生成超氧自由基（·O??），空穴則與水分子反應生成羥基自由基（·OH）。這些自由基具有強氧化性，能夠直接攻擊有機物分子中的化學鍵，使其分解為二氧化碳、水等無機小分子。例如，在廢水處理中，自由基可高效降解有機污染物，實現無害化處理。

反應條件控制與優化

儀器配備精密的溫度控制系統和攪拌裝置，確保反應在恒定條件下進行。通過調節光源波長、光強及反應時間，可實現對特定化學反應的精準控制。例如，在藥物合成中，通過優化光照參數可提高目標產物的選擇性；在環境治理中，調整反應條件可增強對特定污染物的降解效率。