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光化学微反应技术的基础及研究进展

2021-09-28王昱翰沈冲苏远海

化工进展 2021年9期

王昱翰,沈冲,苏远海

(上海交通大学化学化工学院,上海 200240)

光化学转化是实现化学合成的重要途径,可将光能(含可再生的太阳能)高效地转化成化学能。由于其绿色环保的特点,逐渐成为化学化工领域的研究热点。利用微反应技术可实现光化学反应的过程强化,引起了学术界和工业界的广泛关注。与间歇式光反应器相比,光化学微反应器具有比表面积大、混合效率高、热质传递速率快、光照均匀、安全性能高、易过程放大等优势。对于那些反应底物或光催化剂具有较高摩尔消光系数的光化学反应过程,微反应器亚毫米级的特征尺度与光可穿透的距离相吻合,使得反应器内光强分布的均匀性获得较大的提升,有利于提高光化学反应的选择性及收率,实现高效的过程强化。本文介绍了光化学转化及微反应技术的基本特征,概括了光化学微反应器设计、构建及放大的策略,对紫外光、可见光诱导的光化学微反应合成及聚合进行了综述,对光化学微反应合成过程中的能量转化效率与传统釜式光反应器进行了对比,介绍了自动化控制的光化学微反应系统及应用。最后,总结了光化学微反应技术的相关研究,并展望了其未来的发展趋势。

1 光化学转化的基本介绍

光化学转化是绿色、环保、条件温和的化学反应过程,是实现化学合成的重要途径,也是实现利用太阳能的有效手段。利用光子携带的能量,可克服那些热诱导/激发难以逾越的反应能垒,实现化学反应过程。……

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