光化學(xué)反應儀的原理

光化學(xué)反應儀在足夠的反應時(shí)間內通�？梢詫⒂袡C物完全礦化為CO2和H2O等簡(jiǎn)單無(wú)機物，避免了二次污染，光化學(xué)反儀簡(jiǎn)單高效而有發(fā)展前途。由于以二氧化鈦粉末為催化劑的光催化氧化法存在催化劑分離回收的問(wèn)題，影響了該技術(shù)在實(shí)際中的應用，因此光化學(xué)反應器固定在某些載體上以避免或更容易使其分離回收的技術(shù)引起了國內外學(xué)者的廣泛興趣。

　　光化學(xué)反應與一般熱化學(xué)反應相比有許多不同之處，主要表現在：加熱使分子活化時(shí)，體系中分子能量的分布服從玻耳茲曼分布；而分子受到光激活時(shí)，原則上可以做到選擇性激發(fā)，體系中分子能量的分布屬于非平衡分布。所以光化學(xué)反應的途徑與產(chǎn)物往往和基態(tài)熱化學(xué)反應不同，只要光的波長(cháng)適當，能為物質(zhì)所吸收，即使在很低的溫度下，光化學(xué)反應仍然可以進(jìn)行。

　　光化學(xué)的初級過(guò)程是分子吸收光子使電子激發(fā)，分子由基態(tài)提升到激發(fā)態(tài)。分子中的電子狀態(tài)、振動(dòng)與轉動(dòng)狀態(tài)都是量子化的，即相鄰狀態(tài)間的能量變化是不連續的。因此分子激發(fā)時(shí)的初始狀態(tài)與終止狀態(tài)不同時(shí)，所要求的光子能量也是不同的，而且要求二者的能量值盡可能匹配。

　　由于分子在一般條件下處于能量較低的穩定狀態(tài)，稱(chēng)作基態(tài)。受到光照射后，如果分子能夠吸收電磁輻射，就可以提升到能量較高的狀態(tài)，稱(chēng)作激發(fā)態(tài)。如果分子可以吸收不同波長(cháng)的電磁輻射，就可以達到不同的激發(fā)態(tài)。按其能量的高低，從基態(tài)往上依次稱(chēng)做第一激發(fā)態(tài)、第二激發(fā)態(tài)等等；而把高于第一激發(fā)態(tài)的所有激發(fā)態(tài)統稱(chēng)為高激發(fā)態(tài)。

　　激發(fā)態(tài)分子的壽命一般較短，而且激發(fā)態(tài)越高，其壽命越短，以致于來(lái)不及發(fā)生化學(xué)反應，所以光化學(xué)主要與低激發(fā)態(tài)有關(guān)。激發(fā)時(shí)分子所吸收的電磁輻射能有兩條主要的耗散途徑：一是和光化學(xué)反應的熱效應合并；二是通過(guò)光物理過(guò)程轉變成其他形式的能量。