O reator fotoquímico é uma tecnologia de processamento que só apareceu há quase 20 anos, geralmente pode ser mineralizado em matérias orgânicas simples como CO2 e H2O em tempo de reação suficiente, evitando a poluição secundária, o reator fotoquímico é simples e promissor. Como a oxidação fotocatalítica do pó de dióxido de titânio como catalisador tem problemas de recuperação de separação do catalisador, afetando a aplicação da tecnologia na prática, a tecnologia de fixação do reator fotoquímico em certos veículos para evitar ou facilitar a sua recuperação de separação tem atraído amplo interesse de acadêmicos nacionais e estrangeiros.
As reações fotoquímicas têm muitas diferenças em comparação com as reações termoquímicas gerais, principalmente quando o aquecimento ativa as moléculas, a distribuição da energia molecular no sistema obedece à distribuição de Boltzmann; Quando as moléculas são ativadas pela luz, em princípio, a estimulação seletiva pode ser feita, e a distribuição da energia molecular no sistema pertence a uma distribuição desequilibrada. Portanto, o caminho da reação fotoquímica e os produtos tendem a ser diferentes da reação termoquímica do estado básico, desde que o comprimento de onda da luz seja apropriado e possa ser absorvido pela substância, mesmo a temperaturas muito baixas, a reação fotoquímica ainda pode ser realizada.
O processo primário da fotoquímica é que a molécula absorve fótons para excitar os elétrons, elevando a molécula do estado básico para o estado excitado. Os estados eletrônicos, vibração e rotação nas moléculas são quantificados, ou seja, as mudanças de energia entre estados vizinhos são discontínuas. Assim, quando o estado inicial da excitação molecular é diferente do estado final, a energia de fótons requerida também é diferente e exige que os valores de energia de ambos sejam iguais quanto possível.
Como as moléculas estão em um estado estável de baixa energia em condições gerais, é chamado de estado básico. Após a exposição à luz, se as moléculas são capazes de absorver a radiação eletromagnética, podem ser elevadas para um estado de alta energia, chamado de estado de excitação. Se as moléculas podem absorver diferentes comprimentos de onda de radiação eletromagnética, podem atingir diferentes estados de excitação. De acordo com os altos e baixos de sua energia, do estado básico para cima é chamado de estado de excitação, segundo estado de excitação, etc.; Todos os estados de excitação acima do estado de excitação são chamados de estados de alta excitação.
A vida das moléculas em estado de excitação é geralmente curta, e quanto maior o estado de excitação, mais curta a sua vida, de modo que não chega a uma reação química, então a fotoquímica está principalmente relacionada com o estado de baixa excitação. A radiação eletromagnética absorvida pelas moléculas durante a excitação pode ter duas vias principais de dissipação: uma é a fusão com o efeito térmico da reação fotoquímica; A segunda é a transformação em outras formas de energia através de processos fotofísicos.
Os processos fotofísicos podem ser divididos em processos de relaxação radiacional e processos de relaxação não radiacional. O processo de relaxação radiacional é o processo de dissipação total ou parcial da energia excessiva na forma de energia radiante e de retorno das moléculas ao estado básico, como a emissão de fluorescência ou fosforescença; O processo de relaxação não radiacional é o processo em que toda a energia excessiva é dissipada sob a forma de calor e as moléculas retornam ao estado básico.
Determinar o caminho real de uma reação fotoquímica muitas vezes requer a criação de vários modelos hipotéticos correspondentes a diferentes mecanismos, identificar os sistemas de modelos e as equações dinâmicas entre a concentração, intensidade da luz e outros parâmetros relevantes e, em seguida, examinar qual é o maior grau de concordância com os resultados experimentais para determinar qual é o caminho possível da reação.
O método experimental comum para o estudo fotoquímico do mecanismo de reação, além do método de marcação atômica de rastreamento, o método de extinção súbita que foi adotado cedo na fotoquímica continua a ser um método muito eficaz. Este método é usado para estudar os mecanismos de reações fotoquímicas através da fluorescência emitida por moléculas excitadas, medidas pela dinâmica de extinção súbita de outras moléculas. Pode ser usado para determinar a acidez da molécula quando está em estado de excitação eletrônica, a taxa de reação da polimerização molecular e a taxa de transferência de energia a longo prazo.