光化學(xué)反應(yīng)器是設(shè)計(jì)用于進(jìn)行由光引發(fā)或加速的化學(xué)反應(yīng)的裝置，通常在紫外線(UV)到可見光譜范圍內(nèi)。這些反應(yīng)器配備了光源(如紫外燈、LED或太陽光)，為光反應(yīng)提供必要的光子能量。它們用于各種應(yīng)用，包括復(fù)雜有機(jī)化合物的合成、污染物的降解和光誘導(dǎo)聚合，受益于對(duì)光強(qiáng)度、波長(zhǎng)和曝光時(shí)間的精確控制，以優(yōu)化反應(yīng)條件和結(jié)果。
那么現(xiàn)在連續(xù)流光化學(xué)反應(yīng)器有哪些問題和挑戰(zhàn)呢:
光源:每個(gè)反應(yīng)都有一個(gè)最佳光源和波長(zhǎng)。必須仔細(xì)考慮特定反應(yīng)的強(qiáng)度和波長(zhǎng)的適用性。
反應(yīng)器材料:光化學(xué)反應(yīng)器需要權(quán)衡。結(jié)構(gòu)材料必須對(duì)光源透明，但同時(shí)能耐受所使用的化學(xué)品。
溫度控制:能夠管理反應(yīng)溫度，因?yàn)楣饣瘜W(xué)反應(yīng)通常會(huì)產(chǎn)生大量熱量。不要忽視光化學(xué)源本身產(chǎn)生的熱量。很少有100%的光強(qiáng)度被反應(yīng)模式吸收，并且會(huì)導(dǎo)致顯著的附帶加熱。危險(xiǎn)與可操作性分析/HAZOP分析應(yīng)仔細(xì)考慮液體流量減少或消失的故障模式，因?yàn)檫@可能導(dǎo)致高溫。不僅會(huì)導(dǎo)致失控反應(yīng)，還會(huì)損壞密封件和光源。
混合效率:確保反應(yīng)物均勻暴露在光線下并防止出現(xiàn)熱點(diǎn)。由于使用較小直徑的反應(yīng)器，這在低流速下更容易。一旦反應(yīng)器直徑變大，光路長(zhǎng)度就會(huì)變長(zhǎng)而衰減。這對(duì)于大型反應(yīng)堆來說是一個(gè)嚴(yán)重的問題。在生產(chǎn)規(guī)模上需要仔細(xì)的流程建模。如果不同的流體塊暴露于不同的光強(qiáng)度，則產(chǎn)物分布可能不均勻并且可能導(dǎo)致選擇性問題。
規(guī)模:是否適合所需的反應(yīng)規(guī)模，從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)生產(chǎn)，必須在初始階段仔細(xì)集思廣益。不要陷入選擇精美光反應(yīng)器的陷阱，但由于供應(yīng)商無法提供更大的生產(chǎn)流量型號(hào)而陷入困境。如果無法擴(kuò)大到中試和生產(chǎn)規(guī)模，那么在實(shí)驗(yàn)室演示化學(xué)反應(yīng)就沒有意義。從第一天開始就詢問您的供應(yīng)商，他們是否能夠支持您擴(kuò)大您購(gòu)買的光化學(xué)反
應(yīng)器的規(guī)模。
對(duì)于我們的大多數(shù)客戶來說，總體而言，光化學(xué)反應(yīng)器是一個(gè)非常有前途的替代方案。如果用于正確類型的反應(yīng)，它是一種具有巨大潛力的應(yīng)用。
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審核編輯 黃宇