

善施科技光反應(yīng)器中LED光源的工作原理基于半導(dǎo)體電致發(fā)光效應(yīng)與光化學(xué)激發(fā)的協(xié)同作用。其核心在于利用LED的PN結(jié)特性實(shí)現(xiàn)電能到光能的高效轉(zhuǎn)化:當(dāng)正向電壓施加于由Ⅲ-Ⅳ族化合物(如GaAs、GaP)構(gòu)成的PN結(jié)時(shí),N區(qū)電子注入P區(qū)并與空穴復(fù)合,電子從高能導(dǎo)帶躍遷至低能價(jià)帶,多余能量以光子形式釋放。光子波長(zhǎng)由半導(dǎo)體材料禁帶寬度決定,通過調(diào)控材料成分可實(shí)現(xiàn)250-975nm光譜范圍內(nèi)的精準(zhǔn)波長(zhǎng)輸出,例如藍(lán)光LED(450nm)常用于光催化反應(yīng)。
在光反應(yīng)器中,LED光源發(fā)出的特定波長(zhǎng)光穿透反應(yīng)室,被光敏物質(zhì)(如催化劑或反應(yīng)物分子)吸收。光子能量使分子內(nèi)電子從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài),形成高活性中間體。這些中間體通過電子轉(zhuǎn)移、能量傳遞或自由基反應(yīng)驅(qū)動(dòng)化學(xué)反應(yīng),如光催化降解有機(jī)物時(shí),激發(fā)態(tài)催化劑產(chǎn)生羥基自由基(·OH)氧化污染物。LED的波長(zhǎng)可調(diào)性、高光效及冷光源特性,使其能精準(zhǔn)匹配反應(yīng)物吸收光譜,同時(shí)避免傳統(tǒng)光源(如汞燈)的高能耗與熱效應(yīng),顯著提升光化學(xué)反應(yīng)的選擇性與能效。
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