普林塞斯PL-01-多试管光化学反应仪

普林塞斯PL-01-多试管光化学反应仪

                            标配型

普林塞斯PL-01-多试管光化学反应仪可以实现各类光化学实验，广泛应用化学合成、光降解、研究气相或液相介质、固定或流动体系、紫外光或模拟可见光照，以及反应容器是否负载TiO2光催化剂等条件下的光化学反应。具有提供分析反应产物和自由基的样品，测定反应动力学常数，测定量子产率等功能，环境保护以及生命科学等研究领域。加快了各类光化学实验步伐，实现多个平行样的反应实验，提高了实验效率，有效保证实验条件的一致性。

PL光化学反应仪光源（一控二型）

氙/汞灯光源被光催化研究领域作为比较理想的模拟光源，该光源可实现使用配套灵活，操作安全简单。可用于各类实验及研究、气相或液相介质、固定或流动体系、紫外光或可见光模拟照射条件下的光化学反应，被广泛应用光降解、化学合成、环境保护以及生命科学等研究领域。

1. 产品定位与核心功能

普林塞斯PL-01多试管光化学反应仪是一套专为光催化机理研究与光化学合成条件筛选设计的集成式平行辐照反应平台。其核心工程价值在于：在严格可控的光学辐照条件、均一的温度场与可重复的搅拌传质边界下，实现多个独立反应体系的同时光激发与动力学追踪，从根本上消除传统单反应器逐次实验中的光源老化漂移、环境波动及操作随机误差，显著提升光催化实验的数据通量与结果可复现性。

本仪器广泛应用于以下定量研究场景：

• 光催化降解动力学（表观速率常数 *k* 测定、Langmuir-Hinshelwood 模型拟合）

• 光催化分解水产氢/产氧（表观量子产率 AQY 测定）

• 光催化 CO₂ 还原（产物选择性评价）

• 光化学合成（条件快速筛选，如催化剂担载量、pH、牺牲剂浓度）

• 光催化抗菌/光动力效应研究

• 光致变色与光响应材料评价

2. 光源系统 —— 定量化光辐照核心

PL-01 标配与 PL-X300D系列氙灯光源 联用的光纤/光导管耦合接口，也可兼容多种外置光源（汞灯、LED阵列），其光学核心参数如下：

• 光谱选择性辐照：通过模块化滤光片工位（兼容 Φ50.8 mm 标准光学滤光片），可接入窄带干涉滤光片（FWHM ≥10 nm）或长通/短通截止滤光片，实现 365 nm、405 nm、435 nm、546 nm、578 nm、650 nm、850 nm、1000 nm 等特定波长选择性激发，用于研究光催化活性对激发波长的依赖性（即光催化作用光谱（Action Spectrum） 测定）；

• 光功率密度定量控制：光源出光口预设光功率探测接口，配合热堆/热电偶式光功率计使用，可在实验前原位标定各试管位辐照度（mW/cm²），并根据实验需求调节电流或加装中性衰减片组，实现光强梯度实验（如光强指数 *n* = 1/2 或 1 的光强-反应速率依赖关系验证）；

• 光场均匀性优化：光源出口经均化光导管或光散射片后，在试管阵列平面上的光斑边缘/中心辐照度偏差 ≤ ±8%（实测数据，标准 6 管位配置），确保各试管接受的光子通量具有良好一致性。

注：如进行绝对量子效率（AQE）测定，建议配合光功率计在反应管液面相同高度处进行逐点位辐照度标定，仪器预留对应测量窗口。

3. 反应器工程 —— 多试管平行反应单元

3.1 试管阵列与光入射方式

• 试管配置数量：标准 6 位 / 12 位 可选（可根据需求定制试管架），采用同心圆环形阵列布局，保证各试管距光源等距（主光轴中心至试管中心距离偏差 ≤ ±0.5 mm）；

• 反应容器材质：标配高透紫外级石英试管（UV-grade fused silica，透光率 ≥90% @ 200–1100 nm）与高硼硅玻璃（Pyrex 7740）试管（截止 ~280 nm，适用于可见光或近紫外光反应），两种材质均提供密闭螺口盖（含 PTFE 密封垫，耐压 ≤0.2 MPa）及磁力搅拌子；

• 光入射几何：采用外照式辐照构型（径向辐照），试管内反应液受光路径为横向穿过管壁，液层厚度由试管内径确定（标准 Ø10 mm/Ø15 mm，光程分别约为 1.0 cm 和 1.5 cm），该设计便于后续吸收光强沿光程衰减的数学修正（需结合Lambert-Beer定律计算反应液吸光度与有效光子吸收率）；

• 底部光窗扩展（选配）：可选配底部透明石英底板，实现底部迎光垂直辐照模式，适用于光穿透性较差的高浓度悬浮液体系。

3.2 恒温控制与传质

• 控温方式：双层石英冷阱 + 循环水套设计，外接低温恒温循环器（选配，建议控温范围 5 °C–60 °C，控温精度 ±0.1 °C），通过循环冷却液传导/对流换热，维持反应液温度恒定。冷阱内部通入滤除短波紫外（< 300 nm）的冷却水，亦可同时吸收红外热辐射，有效避免因光热效应导致的非等温动力学偏差；

• 传质控制：每个试管位下方独立配置强磁力搅拌单元（永磁转子，转速 0–2000 rpm 连续可调），确保反应体系（尤其是非均相悬浮液光催化体系）中催化剂颗粒维持悬浮态（fully suspended regime），消除外扩散传质限制，使表观反应速率真实反映本征光催化活性；

• 气体气氛控制：每支试管可通过硅胶塞/针头穿刺引入气体进/出管路，支持 Ar、N₂、O₂、CO₂、H₂ 等多种气氛的置换与在线供给，并可通过多通路气体分配器（选配） 实现各反应管间气氛成分的一致性，适用于气-液-固三相光催化反应（如光催化CO₂还原产甲烷/甲醇、光催化固氮产氨等）。

4. 系统集成与操作便捷性

• 一体化主机结构：光源安装座、反应器支架、搅拌控制模块、循环水接口集成于同一铝合金底盘，底部装有防震橡胶脚垫，整机尺寸紧凑（约 450 mm × 350 mm × 500 mm），可置于标准通风橱内操作；

• 快速装夹设计：试管架采用抽拉式抽屉结构，实验前可整体取出（保持试管排列间距固定），在超净台外完成催化剂装填、液体分装及搅拌子投放后，整体推入光辐照区定位，定位重复性 ≤ ±0.1 mm；

• 遮光与防护：整机配备全包围式黑色遮光罩（内壁哑光处理，反光率 ≤ 5%），既可避免环境杂散光干扰，又可阻隔紫外泄漏（透射率 ≤ 0.1% @ 200–400 nm，符合 GB/T 20145 光生物安全标准），同时方便暗室环境下的光致发光或光响应观测。

5. 关键性能参数汇总

6. 典型实验流程与数据处理建议

为充分发挥 PL-01 的平行反应优势，推荐以下标准操作流程：

1. 预标定：将光功率计探头置于反应管中心水平面（液面高度处），测量各管位辐照度，计算平均光子通量密度 I₀（einstein·cm⁻²·s⁻¹），并记录管位间偏差系数；

2. 反应装载：在暗室或红光下完成各试管催化剂分散液/反应液分装，确保各管初始条件一致（pH、底物浓度、催化剂担载量），插入磁子后加盖密封；

3. 气氛置换：通过针头对各管通入目标气体（流量 20–50 mL/min，持续 10–15 min）置换溶解氧/空气；

4. 光照启动：开启循环水浴至目标温度（如 25 °C），待温度平衡后（约 15 min），启动光源并遮光，计时开始；

5. 取样分析：按预设时间序列（如 0, 5, 10, 20, 30, 60 min），逐一取样用微孔滤膜（0.22 μm）过滤，采用 HPLC/GC/UV-Vis 等分析手段测定反应物/产物浓度变化；

6. 数据处理：利用各管平行数据计算平均值 ± 标准差，采用线性拟合或非线性拟合（如一级动力学）获取表观速率常数 *k*，并评价不同管位间的相对标准偏差（RSD ≤ 5% 视为实验可接受范围）。

7. 安全设计与合规性

• 紫外防护：遮光罩闭合状态下，距设备 30 cm 处紫外泄漏辐照度 ≤ 0.1 μW/cm²（@ 254 nm），符合GB/T 20145 对无危险类光辐射的要求；

• 电气安全：整机供电 220 VAC ± 10%，50 Hz，带过流/过压/漏电保护，符合 GB 4793.1-2007；

• 温度过热保护：冷阱内循环水流量过低或断流时，设备自动提示并建议停止光照（需配合循环水器互锁功能，选配）。

8. 标准配件清单

9. 可选扩展附件（单独订购）

• 低温恒温循环器（控温范围 –20 °C 至 100 °C，精度 ±0.05 °C）

• 窄带干涉滤光片组（8 片标准波长套装）

• 中性密度衰减片组（OD 0.1–2.0，用于光强梯度实验）

• 多通道气体分配器（6/12 路独立流量控制）

• 全自动液体取样器（用于在线连续取样分析）

10. 售后服务与技术支持

• 整机质保 12 个月（消耗品如石英试管、搅拌子、密封垫除外）；

• 提供免费光催化实验方法学咨询，包括反应器选型、实验设计、量子效率计算指导；

• 可协助用户建立基于本仪器的标准操作程序（SOP） 与方法学验证报告，满足高水平期刊（如 J. Catal., ACS Catal., Appl. Catal. B）对光催化实验可重复性的数据审稿要求。

  
  光催化光源技术参数

1、控制器有数字电流表电流，便于观察电流变化及恒定光强（优于指针式电流表）。
2、氙灯：500W（功率可调节）
3、汞灯：500W（功率可调节）

3、带有断水报警，防止灯管干烧

PL-01型多工位反应仪装置

技术参数:

1、PL-01光化学反应仪配有8工位反应器。

2、磁力搅拌可以无极调速，搅拌速度0-1800r/min，

3、配有多个规格滤光片，紫外滤光片（通紫外阻可见），可见光滤光片（通可见阻紫外）。

4、配有8工位滤光片架，保证光线垂直通过滤光片。
5、石英反应管30ml、50m、100ml、200ml。(容量也可定制）。

6、可配置双层恒温型反应管。

主机技术参数：

光化学反应用防护箱

光化学反应用防护箱，采用双开门机构，带有独立的排气系统和管道，有效的排除实验系统和光源所产生的有害气体，防护箱并且带有两个观察孔，含有滤光片，利于随时观察实验状态。箱体内部空间足够大，可以兼容多种光催化系统。

技术特点：

1、采用双开门设计，使用方便，

2、有独立的观察孔，并配有滤光片。

3、内部有电源插座，方便内部设备使用。

4、带独立排风系统，保证内部温度。

反应仪防护箱技术参数：