Le réacteur photochimique est une technologie de traitement qui n'est apparue que depuis près de 20 ans, dans un temps de réaction suffisant, il est généralement possible de minéraliser la matière organique * en inorganiques simples tels que le CO2 et le H2O, évitant la pollution secondaire, le réflecteur photochimique est simple et prometteur. Comme la méthode d'oxydation photocatalytique avec une poudre de dioxyde de titane comme catalyseur pose des problèmes de récupération séparée du catalyseur, affectant l'application pratique de cette technique, la technique de fixation du réacteur photochimique sur certains supports pour éviter ou faciliter sa récupération séparée a suscité un large intérêt parmi les chercheurs nationaux et étrangers.

Les réactions photochimiques présentent de nombreuses différences par rapport aux réactions thermochimiques générales, qui se manifestent principalement par: la distribution de l'énergie moléculaire dans le système obéit à la distribution de Boltzmann lorsque le chauffage active les molécules; Et lorsque les molécules sont activées par la lumière, en principe, l'excitation sélective peut être réalisée, la distribution de l'énergie moléculaire dans le système appartient à la distribution non équilibrée. Ainsi, la voie de la réaction photochimique est différente de la réaction thermochimique du produit et de l'état fondamental, tant que la longueur d'onde de la lumière est appropriée et peut être absorbée par la matière, même à très basse température, la réaction photochimique peut encore être effectuée.

Le processus primaire de la photochimie est l'absorption des photons par les molécules pour provoquer l'excitation des électrons, et les molécules sont élevées de l'état fondamental à l'état excité. Les états électroniques, les vibrations et les états de rotation dans les molécules sont quantifiés, c'est - à - dire que les changements d'énergie entre les états adjacents sont discontinus. Ainsi, l'état initial au moment de l'excitation de la molécule est différent de l'état final, l'énergie photonique requise est également différente et les valeurs d'énergie des deux doivent correspondre autant que possible.

Parce que les molécules sont dans un état stable de faible énergie dans des conditions générales, il est appelé l'état fondamental. Après l'exposition à la lumière, si la molécule peut absorber le rayonnement électromagnétique, elle peut passer à un état d'énergie plus élevée, appelé état excité. Si les molécules peuvent absorber différentes longueurs d'onde de rayonnement électromagnétique, différents états excités peuvent être atteints. Selon son énergie haute et basse, de l'état fondamental vers le haut, on appelle successivement * L'état excité, le deuxième état excité, etc.; Tous les états excités au - dessus de l'état excité * sont collectivement appelés états excités élevés.

La durée de vie des molécules de l'état excité est généralement courte, et plus l'état excité est élevé, plus sa durée de vie est courte, de sorte que la réaction chimique ne peut pas se produire, de sorte que la photochimie est principalement liée à l'état excité faible. Il existe deux voies principales de dissipation de l'énergie du rayonnement électromagnétique absorbée par les molécules lors de l'excitation: l'une est combinée avec l'effet thermique de la réaction photochimique; La seconde est la transformation en d'autres formes d'énergie par des processus photophysiques.

Les processus photophysiques peuvent être divisés en processus de relaxation radiative et en processus de relaxation non radiative. Par processus de relaxation radiative, on entend le processus par lequel tout ou partie de l'excès d'énergie est dissipé sous forme d'énergie radiative et les molécules retournent à leur état fondamental, tel que l'émission de fluorescence ou de phosphorescence; Le processus de relaxation non radiative est le processus par lequel l'excès d'énergie est entièrement dissipé sous forme de chaleur et les molécules retournent à leur état fondamental.

Déterminer la véritable voie d'une réaction photochimique nécessite souvent de construire plusieurs modèles imaginaires correspondant à différents mécanismes, de déterminer les équations cinétiques entre les systèmes de modèles et les concentrations, les intensités lumineuses et d'autres paramètres pertinents, puis d'examiner ce qui correspond au degré zui élevé des résultats expérimentaux pour décider quelle voie zui est possible.

Les méthodes expérimentales courantes pour l'étude photochimique des mécanismes réactionnels, à l'exception de la méthode de marquage des atomes traceurs, la méthode d'extinction utilisée plus tôt dans la photochimie zui reste une méthode très efficace. Cette méthode étudie le mécanisme des réactions photochimiques par la détermination cinétique de la fluorescence émise par les molécules excitées, éteintes par d'autres molécules. Il peut être utilisé pour déterminer l'acidité d'une molécule lorsqu'elle est dans un état excité électroniquement, la vitesse de réaction de la dimérisation moléculaire et la vitesse de transfert d'énergie à longue distance.