双光路独立可调：新一代 LED 光化学反应仪的设计理念与性能突破

在光化学研究领域，反应仪的性能优劣对实验结果起着至关重要的作用。随着科技的不断进步，新一代 LED 光化学反应仪应运而生，其独特的双光路独立可调设计理念，为光化学研究带来了性能突破。

一、设计理念

      传统的光化学反应仪多采用单光路设计，在反应过程中往往难以精准模拟复杂的光环境，无法满足对反应条件精细化控制的需求。新一代 LED 光化学反应仪的双光路独立可调设计则是对这一现状的革新，其核心设计理念在于实现对反应体系更为精准、灵活的光照控制。

      该设计理念的本质是从 “单一光场激发" 向 “多光场协同调控" 的范式转变。通过设置两条独立的光路，仪器能够为反应体系同时提供不同波长、强度和光照时间的光线，模拟出自然环境中或特定实验需求下更为复杂的光环境。例如，在某些光催化反应中，不同波长的光可能对催化剂的活性位点产生不同影响，双光路设计可使研究人员精确控制各波长光的作用，探索最佳光催化条件。

二、模块化与灵活性

      双光路系统采用模块化设计，各个光路模块相对独立又协同工作。这意味着在实际应用中，研究人员可根据具体实验需求，便捷地更换或调整光路中的光学元件、LED 光源等模块。比如，在进行光催化产氢实验时，可选用一组发射紫外光的 LED 模块用于激发 TiO₂产生电子 - 空穴对，另一组发射可见光的 LED 模块驱动 CdS 量子点加速质子还原，通过模块组合实现宽光谱响应，为复杂反应体系提供精准的光质调控工具。

三、精准控制与智能化

      新一代光化学反应仪配备先进的控制系统，能够对双光路的各项参数进行精准调控。操作人员可通过操作界面，轻松预设光照时间、强度、波长以及反应温度、搅拌速度等参数。同时，控制系统具备实时监测与反馈调节功能，能根据实验进程自动调整参数，确保实验条件的稳定性与准确性。以日本某研究团队开发的双光路系统为例，其支持 “光强比例动态扫描" 功能，在光催化 CO₂还原反应中，可通过程序预设不同波长光强的梯度变化，自动筛选出光质配比，这种智能化调控突破了单光路的静态操作模式，实现了光化学反应参数的动态优化。

四、性能突破

      基于上述创新设计理念，新一代 LED 光化学反应仪在性能上实现了多维度的突破。

      双光路的独立设计使得波长选择更加多样化。仪器可集成多种波长的 LED 光源，覆盖从紫外线到可见光，甚至部分近红外光区域。研究人员能够根据实验需求，自由组合不同光路的波长。如德国某光学实验室开发的双光路系统，采用 365nm 紫外光与 520nm 可见光的同轴耦合设计，通过分光棱镜将两组光源汇于同一光路，在光催化产氢反应中实现了协同作用，使产氢速率大幅提升，较单紫外光催化提高了 4 倍，充分展示了双光路在波长协同方面的优势，突破了单光路的光谱限制。

五、光场均匀性显著提升

      光场均匀性是影响光化学反应效果的关键因素之一。新一代光化学反应仪采用 “多光路交叉照射 + 智能校准" 的复合方案，有效提升了光场均匀性。例如，某商用双光路反应器通过两组平行光路从不同角度入射，在反应区形成交叉光场，并配合非球面透镜与抛物面反射罩的组合，将光强均匀性提升至偏差≤3%。美国斯坦福大学利用该技术在光致聚合实验中，实现了微纳结构的高精度制备，聚合物线条宽度误差控制在 5nm 以内，较单光路技术提升了 10 倍精度，为对光场均匀性要求高实验提供了可靠保障。

六、动态调控能力增强

      智能控制系统赋予了双光路设备强大的动态调控能力。传统单光路设备的 “开 - 关" 式控制已无法满足复杂实验需求，而新一代光化学反应仪的 PLC 控制系统可实时同步双光路的波长、光强、温度等多个参数。在光催化 CO₂还原反应中，研究人员可通过预设程序，让系统自动调整 365nm 与 460nm 光强的比例，从 1:1 到 3:1 进行梯度变化，进而自动筛选出最佳光质配比，使 CH₄产率提升至 1.8μmol/g・h，较固定光强条件提高了 50%，大大提高了实验效率和准确性，推动了光化学反应从 “被动接受光照" 向 “主动设计光场" 的转变。

七、应用拓展

双光路独立可调的新一代 LED 光化学反应仪凭借其性能，在众多领域展现出广阔的应用前景。

（1）光化学反应机理研究

在反应机理研究层面，双光路技术为复杂光催化体系提供了深入解析的有力工具。通过双波长的时间分辨激发，如纳秒级间隔切换双光路，并结合原位光谱表征技术，科学家能够实时追踪光生载流子的迁移与复合过程，这对于揭示光化学反应的微观机理至关重要，是单光路技术难以企及的突破。

（2）生物医药领域

在生物医药领域，该仪器实现了 “深层穿透 + 精准激活" 的双重目标。例如，近红外光（808nm）可穿透组织深度达 5cm，为深层组织提供光照，而紫外光（365nm）则可触发纳米载体的光响应释放，精准控制药物在特定部位的释放，提高药物治疗效果，减少对正常组织的副作用。

（3）产业化应用

在产业化进程中，双光路技术的模块化设计优势凸显。企业可根据生产需求，灵活升级产线，通过更换不同波长模块，同一设备可适配从医药中间体到精细化工品的多样化生产需求，为企业提供了柔性制造解决方案，降低了生产成本，提高了生产效率和产品质量。

      新一代 LED 光化学反应仪的双光路独立可调设计理念及其带来的性能突破，为光化学研究和相关产业发展注入了新的活力。随着技术的不断进步，相信该仪器将在更多领域发挥重要作用，推动光化学领域迈向新的高度。

产品展示

      SSC-PPCR300平行光化学反应仪，是一款光催化平行反应仪，为光化学合成方法学研究中催化剂及反应条件筛选、底物扩展等过程提供多通道平行反应，保证结果平行可靠的前提下提高反应效率。将300WLED光源置于10位反应器中心，LED光源旋转，实现对任一反应器同等光功率密度下的照射。输出波长覆盖紫外到红外光区，光源波长可定制，满足不同光化学合成反应的需求，反应器具备控温、进气、出气、实时取样、磁力搅拌等功能，可以同时10个样品平行实验。

      平行光化学反应仪可应用到光催化剂的筛选，提高光催化的效率，实现了平行样品的分析。主要用于研究气、液、固相介质，固定或流动体系，紫外光、单色光、可见光或模拟太阳光光照，恒温，同一光强等条件下的光化学反应。

      主要应用光化学催化、光化学合成、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、酚类）、环境化学以及生命科学、光催化分解水制氢/氧(可控温)、光催化全分解水(可控温)等研究领域。 

产品优势：

1)   高通量平行反应装置，可实现1～10反应位的平行实验，侧面大面积受光，无遮挡，保证入射光的利用率。

2)   模块化设计，更新300WLED灯盘简单便捷。

3)   多波长可选，波长组合可定制。

4)   水冷或油冷控温，用于筛选温度对实验结果的影响。

5)   标配反应管具备控温、进气、出气、实时取样、磁力搅拌等功能。

6)   300WLED光源可以围绕轴心自旋转，实现均匀平行照射。

7)   LED光源可以在线热插拔更换不同波长的光源。

8)   实现了从365nm-940nm可选的15个单色波长和可见光白光。

9)   LED光源功率30W—300W连续可调，实现宽范围功率变化。

10)LED光源系统光功率、旋转、磁力搅拌分别独立控制。