在光化學(xué)研究與工業(yè)應(yīng)用中，平行光化學(xué)反應(yīng)儀因能同時進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)、大幅提升研究效率而成為核心設(shè)備。而動態(tài)光強(qiáng)調(diào)控技術(shù)作為該儀器的關(guān)鍵功能，直接決定了對復(fù)雜光化學(xué)反應(yīng)環(huán)境的模擬能力。隨著研究需求的不斷升級，動態(tài)光強(qiáng)調(diào)控技術(shù)已從早期的單一模式，逐步發(fā)展為可實(shí)現(xiàn)多模式精準(zhǔn)切換的智能化系統(tǒng)，為光催化、光合成等領(lǐng)域的突破性研究提供了強(qiáng)大支撐。

一、單一模式光強(qiáng)調(diào)控的局限：難以應(yīng)對復(fù)雜反應(yīng)需求

      早期的平行光化學(xué)反應(yīng)儀，其動態(tài)光強(qiáng)調(diào)控多采用單一模式，即通過固定的調(diào)控邏輯改變光強(qiáng)，常見的有連續(xù)線性調(diào)節(jié)和階梯式調(diào)節(jié)兩種。

      連續(xù)線性調(diào)節(jié)模式是通過調(diào)節(jié)光源的供電電流，使光強(qiáng)隨時間呈線性上升或下降。這種模式結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，在一些對光強(qiáng)變化要求不高的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中曾被廣泛應(yīng)用，比如某些光催化材料的穩(wěn)定性初步測試。然而，它無法模擬自然環(huán)境中光強(qiáng)的非線性變化，如云層快速遮擋太陽時的光強(qiáng)驟變。

      階梯式調(diào)節(jié)模式則是將光強(qiáng)劃分為若干個固定等級，通過切換不同等級來實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)的變化。雖然相比連續(xù)線性調(diào)節(jié)，它能在一定程度上模擬光強(qiáng)的階段性變化，但相鄰等級之間的光強(qiáng)跳躍式變化，與真實(shí)反應(yīng)場景中光強(qiáng)的平滑過渡存在較大差異，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)難以準(zhǔn)確反映實(shí)際反應(yīng)情況。

      單一模式的光強(qiáng)調(diào)控，由于其調(diào)控方式的固化，無法滿足對復(fù)雜光化學(xué)反應(yīng)機(jī)理研究的需求。例如，在模擬自然光照條件下的光解水制氫實(shí)驗(yàn)中，自然光照的光強(qiáng)變化受天氣、時間等多種因素影響，呈現(xiàn)出復(fù)雜的非線性、隨機(jī)性特征，單一模式根本無法精準(zhǔn)模擬，從而影響了對催化劑性能的準(zhǔn)確評價。

二、多模式切換技術(shù)的突破：實(shí)現(xiàn)復(fù)雜光環(huán)境的精準(zhǔn)模擬

為了克服單一模式的缺陷，平行光化學(xué)反應(yīng)儀的動態(tài)光強(qiáng)調(diào)控技術(shù)向多模式切換方向發(fā)展，通過整合多種調(diào)控邏輯和硬件支持，實(shí)現(xiàn)了對不同光強(qiáng)變化模式的精準(zhǔn)模擬和快速切換。

（一）多模式切換的核心技術(shù)支撐

1. 高精度光源模塊：采用高穩(wěn)定性的 LED 光源陣列，每個光源單元都可獨(dú)立控制，通過調(diào)節(jié)每個單元的發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光時間，實(shí)現(xiàn)整體光強(qiáng)的精確調(diào)控。同時，LED 光源的響應(yīng)速度快，能在微秒級別內(nèi)完成光強(qiáng)的變化，為快速切換光強(qiáng)模式提供了硬件基礎(chǔ)。

2. 智能控制系統(tǒng)：配備先進(jìn)的微處理器和專用控制算法，可預(yù)先存儲多種光強(qiáng)變化模式的參數(shù)，如正弦波模式、脈沖模式、隨機(jī)波動模式等。操作人員通過人機(jī)交互界面，可便捷地選擇所需模式，并能實(shí)時修改模式參數(shù)，如光強(qiáng)的最大值、最小值、變化周期等。

3. 實(shí)時監(jiān)測與反饋機(jī)制：集成高精度的光強(qiáng)傳感器，實(shí)時監(jiān)測反應(yīng)器內(nèi)的實(shí)際光強(qiáng)，并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)反饋數(shù)據(jù)與設(shè)定值的偏差，及時調(diào)整光源的輸出，確保光強(qiáng)變化嚴(yán)格遵循設(shè)定的模式，提高調(diào)控精度。

（二）常見的多模式及其應(yīng)用場景

1. 正弦波模式：光強(qiáng)隨時間呈正弦曲線變化，可模擬晝夜交替過程中光強(qiáng)的自然變化。在研究光周期依賴性的光化學(xué)反應(yīng)中，如某些植物的光誘導(dǎo)合成反應(yīng)，該模式能為實(shí)驗(yàn)提供接近自然的光照環(huán)境，有助于揭示反應(yīng)的內(nèi)在規(guī)律。

2. 脈沖模式：光強(qiáng)在短時間內(nèi)快速達(dá)到峰值，然后迅速回落至零或基礎(chǔ)值，形成脈沖式變化。這種模式適用于研究光激發(fā)下的瞬態(tài)反應(yīng)，如光致電子轉(zhuǎn)移過程、自由基的生成與湮滅等，可通過調(diào)節(jié)脈沖的寬度、頻率和強(qiáng)度，深入探究反應(yīng)的動力學(xué)特征。

3. 隨機(jī)波動模式：光強(qiáng)隨機(jī)變化，模擬自然界中因云層移動、大氣散射等因素導(dǎo)致的光照不穩(wěn)定情況。在評價光催化材料在實(shí)際環(huán)境中的應(yīng)用性能時，該模式能更真實(shí)地反映材料的適應(yīng)能力和反應(yīng)效率，為材料的實(shí)際應(yīng)用提供可靠數(shù)據(jù)。

4. 自定義模式：允許用戶根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)需求，自由設(shè)定光強(qiáng)隨時間的變化曲線。通過導(dǎo)入自定義的函數(shù)或數(shù)據(jù)序列，控制系統(tǒng)可驅(qū)動光源按照設(shè)定的曲線變化，滿足一些特殊實(shí)驗(yàn)的個性化需求。

三、多模式切換技術(shù)的應(yīng)用價值：推動光化學(xué)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展

      平行光化學(xué)反應(yīng)儀動態(tài)光強(qiáng)調(diào)控技術(shù)從單一模式到多模式切換的發(fā)展，為光化學(xué)領(lǐng)域帶來了諸多顯著的應(yīng)用價值。

      在基礎(chǔ)研究方面，多模式切換技術(shù)使科研人員能夠更精準(zhǔn)地模擬各種復(fù)雜的光環(huán)境，深入研究不同光強(qiáng)變化模式對化學(xué)反應(yīng)的影響。例如，在光催化 CO?還原反應(yīng)中，通過切換不同的光強(qiáng)模式，可研究光強(qiáng)變化對反應(yīng)速率、產(chǎn)物選擇性的影響，進(jìn)而揭示反應(yīng)的機(jī)理，為設(shè)計高效的催化劑提供理論指導(dǎo)。

      在工業(yè)應(yīng)用方面，該技術(shù)提高了平行光化學(xué)反應(yīng)儀的實(shí)用性和靈活性。在催化劑篩選過程中，可同時采用多種光強(qiáng)模式對不同催化劑進(jìn)行測試，快速篩選出在各種光照條件下均表現(xiàn)優(yōu)異的催化劑，縮短研發(fā)周期。在光化學(xué)合成生產(chǎn)中，通過切換合適的光強(qiáng)模式，可優(yōu)化反應(yīng)條件，提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率和純度，降低生產(chǎn)成本。

      此外，多模式切換技術(shù)還為跨學(xué)科研究提供了可能。例如，在生物光化學(xué)研究中，可模擬生物體所處的復(fù)雜光環(huán)境，研究光強(qiáng)變化對生物體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的影響，為理解生命活動的光調(diào)控機(jī)制提供新的視角。

四、未來發(fā)展趨勢：更高精度與更廣適應(yīng)性

      隨著光化學(xué)研究的不斷深入和工業(yè)應(yīng)用需求的持續(xù)提升，平行光化學(xué)反應(yīng)儀的動態(tài)光強(qiáng)調(diào)控技術(shù)將向更高精度、更廣適應(yīng)性的方向發(fā)展。

      一方面，將進(jìn)一步提高光強(qiáng)的調(diào)控精度和穩(wěn)定性，減少外界因素對光強(qiáng)的干擾，使光強(qiáng)變化的誤差控制在更低水平。另一方面，將拓展可切換的模式種類，結(jié)合人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)模式的自主學(xué)習(xí)和優(yōu)化，根據(jù)反應(yīng)的實(shí)時數(shù)據(jù)自動調(diào)整光強(qiáng)變化模式，以達(dá)到最佳的反應(yīng)效果。同時，還將加強(qiáng)與其他檢測技術(shù)的集成，如在線光譜分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)變化與反應(yīng)產(chǎn)物變化的同步監(jiān)測和分析，為光化學(xué)反應(yīng)的研究提供更全面、更深入的數(shù)據(jù)支持。

      總之，平行光化學(xué)反應(yīng)儀動態(tài)光強(qiáng)調(diào)控技術(shù)從單一模式到多模式切換的演進(jìn)，是光化學(xué)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，它不僅提升了儀器的性能，更推動了光化學(xué)研究的深度和廣度，為相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展注入了強(qiáng)大動力。

產(chǎn)品展示

      SSC-PPCR300平行光化學(xué)反應(yīng)儀，是一款光催化平行反應(yīng)儀，為光化學(xué)合成方法學(xué)研究中催化劑及反應(yīng)條件篩選、底物擴(kuò)展等過程提供多通道平行反應(yīng)，保證結(jié)果平行可靠的前提下提高反應(yīng)效率。將300WLED光源置于10位反應(yīng)器中心，LED光源旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對任一反應(yīng)器同等光功率密度下的照射。輸出波長覆蓋紫外到紅外光區(qū)，光源波長可定制，滿足不同光化學(xué)合成反應(yīng)的需求，反應(yīng)器具備控溫、進(jìn)氣、出氣、實(shí)時取樣、磁力攪拌等功能，可以同時10個樣品平行實(shí)驗(yàn)。

      平行光化學(xué)反應(yīng)儀可應(yīng)用到光催化劑的篩選，提高光催化的效率，實(shí)現(xiàn)了平行樣品的分析。主要用于研究氣、液、固相介質(zhì)，固定或流動體系，紫外光、單色光、可見光或模擬太陽光光照，恒溫，同一光強(qiáng)等條件下的光化學(xué)反應(yīng)。

      主要應(yīng)用光化學(xué)催化、光化學(xué)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、酚類）、環(huán)境化學(xué)以及生命科學(xué)、光催化分解水制氫/氧(可控溫)、光催化全分解水(可控溫)等研究領(lǐng)域。 

產(chǎn)品優(yōu)勢：

1)高通量平行反應(yīng)裝置，可實(shí)現(xiàn)1～10反應(yīng)位的平行實(shí)驗(yàn)，側(cè)面大面積受光，無遮擋，保證入射光的利用率。

2)模塊化設(shè)計，更新300WLED燈盤簡單便捷。

3)多波長可選，波長組合可定制。

4)水冷或油冷控溫，用于篩選溫度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

5)標(biāo)配反應(yīng)管具備控溫、進(jìn)氣、出氣、實(shí)時取樣、磁力攪拌等功能。

6)300WLED光源可以圍繞軸心自旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)均勻平行照射。

7)LED光源可以在線熱插拔更換不同波長的光源。

8)實(shí)現(xiàn)了從365nm-940nm可選的15個單色波長和可見光白光。

9)LED光源功率30W—300W連續(xù)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)寬范圍功率變化。

10)LED光源系統(tǒng)光功率、旋轉(zhuǎn)、磁力攪拌分別獨(dú)立控制。