【正文】 ，全球最大的屋頂太陽(yáng)能面板系統(tǒng)位于德國(guó)南部比茲塔特 (Buerstadt)，面積為四萬(wàn)平方米，每年的發(fā)電量為 450萬(wàn)千瓦。 光伏板組件可以制成不同形狀，而組件又可連接，以產(chǎn)生更多電力。圖為利用太陽(yáng)能電池提供動(dòng)力的太陽(yáng)能飛機(jī)。真空管集熱器按其材料結(jié)構(gòu)可分為全玻璃型和金屬吸熱體型兩大類(lèi)。 真空管集熱器是在玻璃壁與吸熱體之間抽成一定的真空度，以抑制空氣的對(duì)流和傳導(dǎo)熱損。世界上最大的一面太陽(yáng)能聚光集熱器是法國(guó)比利牛斯山坡上的太陽(yáng)能高溫爐。最常見(jiàn)的太陽(yáng)能集熱器是非聚光式平板型集熱器。吸熱板的向陽(yáng)表面涂有黑色吸熱涂層。目前使用較多的太陽(yáng)能收集裝置有兩種：一種是平板式集熱器，如太陽(yáng)能熱水器等；另一種是聚焦型集熱器，如反射式太陽(yáng)灶、高溫太陽(yáng)爐等。早期最廣泛的太陽(yáng)能應(yīng)用是將水加熱，現(xiàn)今全世界已有數(shù)百萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)能熱水裝置。 太陽(yáng)能利用的缺點(diǎn) 穩(wěn)定性差：受日夜季候的影響，太陽(yáng)能不斷地生變化。這兩大缺點(diǎn)大大限制了太陽(yáng)能的有效利用。 5. 只有很小的比例 (約 %)用於進(jìn)行植物生長(zhǎng)所需的光合作用，太陽(yáng)能被轉(zhuǎn)化儲(chǔ)存在植物體內(nèi)碳?xì)浠衔锏幕瘜W(xué)能。 以下為有關(guān)太陽(yáng)能的一些數(shù)據(jù)： 1. 每年照射到地球表面的太陽(yáng)能，估計(jì)為 1017 W/a，約為目前全世界每年所需能量的一萬(wàn)多倍。地球上的風(fēng)能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能以及部分潮汐能都是來(lái)源于太陽(yáng)；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然氣等）從根本上說(shuō)也是遠(yuǎn)古以來(lái)貯存下來(lái)的太陽(yáng)能。人們發(fā)現(xiàn)二乙基羥胺、苯胺、二苯胺、酚等對(duì)產(chǎn)生的自由基有不同程度的抑制作用，尤其是二乙基羥胺對(duì)光化學(xué)煙霧有較好的抑制作用。 目前對(duì)控制光化學(xué)煙霧的主要對(duì)策有： （ 1）控制污染源 即控制 NOx及烴的濃度，使的濃度符合大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。 這種洛杉磯型煙霧是由汽車(chē)的尾氣所引起，而日光在其中起了重要作用： 2NO+O2→2NO 2 NO2 →NO+O O+O2→O 3 NO2光分解成 NO和氧原子時(shí)，光化學(xué)煙霧的循環(huán)就開(kāi)始了。由于自由基的存在，使大氣中化學(xué)反應(yīng)活躍，它們能誘發(fā)或參與大量其它反應(yīng)，使一次污染物轉(zhuǎn)變成二次污染物。自由基的主要來(lái)源。 ＋ CH3CO HCO和 H＋ HCO＋ HNO2 → H 2O＋ NO2 HO自由基的主要來(lái)源。第三條從 240nm開(kāi)始，隨波長(zhǎng)下降吸收變得很強(qiáng)，直到 180nm，是一個(gè)很強(qiáng)的吸收區(qū)。在 200～ 320nm之間 O3光解生成的兩個(gè)產(chǎn)物都處于激發(fā)態(tài)；而 320～ 440nm之間 (O3光解反應(yīng)發(fā)生了自旋躍遷 (O為 3P態(tài) )； 450～ 850nm之間 O3光解產(chǎn)物都為基態(tài)?？梢?jiàn)光區(qū)還有一個(gè)吸收帶，波長(zhǎng)為 450～850nm這個(gè)吸收是很弱的。 NO2在 290～ 410nm內(nèi)有連續(xù)吸收光譜。 大氣中重要?dú)怏w的光吸收 由于高層大氣中的氧和臭氧近乎完全吸收了波長(zhǎng) λ＜ 290 nm的紫外輻射，因此，低層大氣中的污染物主要吸收波長(zhǎng) λ＝ 300～700 nm(相當(dāng)于 398～ 167kJ／ mol能量 )范圍的光線(xiàn)。 在雙分子的光化學(xué)過(guò)程中，氫摘取是較為重要的反應(yīng)，它們有可能發(fā)生在液相表面或水滴中。 例如：在＜ 430 nm波長(zhǎng)的作用下， NO2光解離產(chǎn)生的是電子基態(tài)的產(chǎn)物： NO2 ＋ hv → NO ＋ O（ 3P） O（ 3P）為三重態(tài)即基態(tài)原子氧，在一個(gè)大氣壓下的空氣中 O（ 3P）會(huì)立即發(fā)生發(fā)應(yīng)： O（ 3P）＋ O2 → O 3 這個(gè)反應(yīng)是對(duì)流層大氣中唯一已知的 O3人為來(lái)源。如氯化氫的光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程： HCl ＋ hv → H ＋ Cl （激發(fā) —— 光離解） （ 5） H ＋ HCl → H2 ＋ Cl （反應(yīng)物與生成物反應(yīng)） （ 6） Cl ＋ Cl → Cl2 （生成物之間的反應(yīng)） (7) 其中，式（ 5）為初級(jí)過(guò)程，式（ 6） (7)（ 8）為次級(jí)過(guò)程。后者為 A*與其它分子反應(yīng)生成新的物種。 光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 光化學(xué)初級(jí)過(guò)程和次級(jí)過(guò)程 化學(xué)物種 (分子、原子等 )吸收光量子后，可產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)的初級(jí)過(guò)程和次級(jí)過(guò)程。因此，可見(jiàn)光和近紫外光都不能使 H20分解。 此定律雖然是定性的，但卻是近代光化學(xué)的重要基礎(chǔ)。 ? 第二，一般而言，光活化的分子與熱活化分子的電子分布及構(gòu)型有很大不同，光激發(fā)態(tài)的分子實(shí)際上是基態(tài)分子的電子異構(gòu)體。但從理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)方面來(lái)看，在化學(xué)各領(lǐng)域中，光化學(xué)還很不成熟。光化學(xué)和太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化 潘華 環(huán)境科學(xué)與工程系 1. 光化學(xué) 2. 太陽(yáng)能及其轉(zhuǎn)化 3. 光催化制氫 光化學(xué)概念 光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 大氣中重要?dú)怏w的光吸收 光化學(xué)煙霧 光化學(xué)概念 光化學(xué)是研究光與物質(zhì)相互作用所引起的永久性化學(xué)效應(yīng)的化學(xué)分支學(xué)科。近年來(lái)得到廣泛重視的同位素與相似元素的光致分離、光控功能體系的合成與應(yīng)用等，更體現(xiàn)了光化學(xué)是一個(gè)極活躍的領(lǐng)域。光化學(xué)反應(yīng)受溫度的影響小，有些反應(yīng)與溫度無(wú)關(guān)。 光化學(xué)定律 光化學(xué)第一定律 光化學(xué)第一定律又稱(chēng)格羅杜斯 德拉波（ GrotthusDraper）定律，其內(nèi)容為：只有被體系內(nèi)分子吸收的光，才能有效地引起該體系的分子發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。 H20最大吸收在 λ＝ 5000~8000 nm和 λ＞ 20220 nm的兩個(gè)頻段。 根據(jù) Einstein公式， 1摩爾分子吸收 1摩爾光子的總能量為： E = N0hν = N0hc/λ = 105/λ(kJ/mol) 利用此公式可以從化學(xué)鍵能計(jì)算其相應(yīng)的波長(zhǎng)。 式（ 3）和（ 4）為光化學(xué)過(guò)程，前者為光離解，即激發(fā)態(tài)物種離解成為兩個(gè)或兩個(gè)以上新物種。 次級(jí)過(guò)程 是指在初級(jí)過(guò)程中激發(fā)態(tài)物種分解而產(chǎn)生了自由基，自由基引發(fā)進(jìn)一步的反應(yīng)過(guò)程。對(duì)流層清潔和污染大氣中、平流層大氣中的主要化學(xué)反應(yīng)都與這些自由基或原子的反應(yīng)有關(guān)。如光取向膜用材料的研制。光敏化反應(yīng)可表示為： S（ S0）＋ hv → S （ S1） S（ S1） → S（ T1） S（ T1）＋ A（ S0） → S（ S0）＋ A（ T1） A（ T1） → 參與反應(yīng) 上述化學(xué)過(guò)程以光解最為重要，此過(guò)程可生成反應(yīng)性極強(qiáng)的碎片，從而引發(fā)一系列的化學(xué)反應(yīng)。在低層大氣中，它能吸收全部來(lái)自太陽(yáng)的紫外光和部分可見(jiàn)光。即吸收光波長(zhǎng) λ≤420 nm時(shí)，NO2可發(fā)生光解： NO2 ＋ hv → NO ＋ O O ＋ O2 → O 3 O3的光吸收特性 紫外區(qū)有兩個(gè)吸收帶 200～ 300nm和 300～ 360nm，最強(qiáng)吸收在254nm，主要發(fā)生在平流層