光催化实验的返工，多数不发生在催化剂制备阶段，而发生在光源与反应系统的配合上：换一台光源，速率就变了；换一间实验室，数据就对不上；反应器窗口一改，光路又要重调。本文面向光解水制氢与污染物降解两类常见实验，把光源选型、辐照度标定与反应器匹配的整案配置逐一讲清。
第一件是光谱与催化剂吸收边对不上。TiO₂带隙约3.2eV，吸收边约387nm，工作区集中在紫外；g-C₃N₄吸收边约460nm，BiVO₄吸收边约520nm，可见光区响应更好。光源光谱若覆盖不到吸收边以内的波长，催化剂吸收不足，测出来的低速率会被误判成催化剂本身性能差，换光源重做就成了必然。
第二件是光强没有统一口径。不同批次实验换了功率档位，或者灯管老化后输出衰减，速率随之漂移，却没有换算基准，前后数据没法对比。第三件是反应器拖后腿：石英窗口与光源没有对准，密封不严导致气体泄漏，循环管路效率偏低，产气量读数本身就带着系统偏差。
光催化速率本质上取决于单位时间进入反应体系的有效光子数。光谱覆盖决定光子能不能被吸收，光斑均匀性决定多通道平行样之间有没有可比性——光斑不匀，各通道效率的差异可能只是光强差异的映射。把光源当作可标定、可复现的光子计量设备来配置，三件返工事才有解。
自然曝晒受季节、时段与天气支配，重复性无从谈起，只适合耐候观察，不适合机理与活性评价。普通灯管的发射光谱是离散谱线，能量集中在少数峰位，与多数催化剂的连续吸收谱对不上，输出还随电源电压与灯管温度漂移，光强读数本身就不稳定。太阳光模拟器提供连续可调的光谱与辐照度，配合标定手段，是光催化实验受控光源的主流选择。
按常用划分，紫外200–400nm，可见400–800nm，红外800–1500nm。光催化主要使用前两段：紫外驱动宽禁带催化剂，可见光段服务可见光响应体系，红外段在常规光催化里基本不参与反应。汞灯特征波长为254nm、313nm与365nm，适合单一波长条件的机理实验，但灯管含汞，报废后需按规范妥善处置；LED光源单色性好、寿命超过20000小时，适合固定波长实验；短弧氙灯光谱连续、接近日光分布，是模拟整体光照的常用光源。
与其先问用什么灯，不如先定反应类型。光解水制氢以紫外或紫外到可见的宽谱为主，必须配密封反应器、气体循环与气相色谱在线分析，产氢量才可定量；CO₂还原同样依赖气密系统，对背景气干扰的控制更严。污染物降解常用可见光响应催化剂，评价对象是降解率随时间的变化曲线，普遍做多通道平行样，对光斑均匀性更敏感。同一台光源很难同时满足三类反应的全部要求，按反应倒推配置才能少走弯路。
速率与光强的关系分两段：低光强下近似线性，高光强下与光强的平方根成正比，这是经验规律。光强稍有波动，速率读数就跟着变；不同光强下测得的数据，也不能直接放在一起比。归一化的做法，是把各条件下测得的速率除以对应的入射光子通量，换算到同一光子通量基准后再作图比较；同时记录光源功率、光斑面积与波长条件，缺一项，数据就退不回去。
下表给出常用光源对比与基础配置口径。
| 项目 | 参考配置 |
|---|---|
| 波段划分 | 紫外200–400nm，可见400–800nm，红外800–1500nm |
| 短弧氙灯 | 光谱连续，300W机型可在150–320W范围调节，寿命约1000–2000小时 |
| 汞灯 | 特征波长254nm、313nm、365nm，含汞，报废后需妥善处置 |
| LED光源 | 单色性好，寿命超过20000小时 |
| 单通道光斑 | Φ60mm左右，取决于反应器尺寸 |
| 供电 | AC190–240V |
以下指标为经验性建议值，不是标准强制要求：单通道光斑均匀性建议不超过15%，多通道平行实验建议不超过10%；时间不稳定性建议不超过±2%，长时间稳定性测试建议不超过±1%。设备交付时，各项实测数据以出厂检验报告为准。
光伏测试测电流与电压，被测对象是器件，信号即时可得，一条特性曲线几分钟就能扫完。光催化测的是产气量或降解率，信号来自化学反应，时间常数以小时计，依赖气密反应器、恒温控制与在线分析。所以在光催化的整案里，反应器与气体回路占的分量并不比光源小：光路要对准窗口，光程与浓度梯度要匹配，密封性与循环效率直接影响产率读数的可信度；窗口结露这类细节也要预先处理，否则辐照度标得再准，读数照样失真。
还要划清一条边界：本页讨论的是1个太阳常数附近光强的常规光催化路线，追求可控与可重复；聚光路线把能流密度提高数倍以上，伴随明显的光热效应，属于另一套配置逻辑，选型思路不宜混用。
太阳光模拟器的选型与应用从催化剂吸收边与光谱匹配的角度讲光源选型的底层逻辑，适合作为本页的前置阅读。
光解水制氢太阳光模拟器专门展开产氢实验的光源配置与测试要点，与本页关键参数一节的制氢部分对照阅读更完整。
正确的顺序是先定反应器，再定光源：反应器口径决定光斑尺寸，石英窗口的透光范围决定波段下限，气体循环方式决定密封与接口形式；光源一侧再按目标反应定波段，按多通道需求定均匀性，按测试时长定稳定性。
滤光片的用法值得单独说清。常规做法是从24种单色光里挑出跨越催化剂吸收边两侧的5个左右波长点，用35种带通滤光片截取窄带、7种常规滤光片滤除红外降低热效应，用于吸收边阈值判定与量子效率分析；做全谱活性评估时则不加滤光，直接在连续光谱下测整体表现。若实验只需要固定单波长条件，LED光源太阳光模拟器可以省去滤光片轮换。整套设备的品类与完整参数可查看实验室光催化反应光源。
如果还不确定反应器与光源怎么搭配，可以把实验目标、催化剂类型、反应器口径与气体分析方式整理成一份清单，联系科迎法获取波段、光斑与整案配置的选型评估。
