近日，北京泊菲萊科技有限公司成功研發出首臺可實現光、熱、微波獨立與協同耦合的多功能反應裝置——速熱式多場固定床反應裝置。該裝置中的固定床反應器，打破了不同能量形式因傳播特性不同的空間結構上的耦合難點，更以其卓越的設計理念與性能為多場耦合催化基礎研究與工藝開發，提供了一個嶄新利器，并獲得發明專利。
傳統的催化反應裝置往往局限于單一或兩種能量場的疊加，尤其在多場耦合條件下，因不同能量形式的特性不同，在催化反應界面處，往往在設計上是機械式低效疊加，顧此失彼。一方面，不同的能量源到達反應位的功率比例嚴重失調，尤其是在發揮作用的光輻照的能量（有效波長的能量），往往遠低于所需匹配熱能功率；另一方面，無法精細探究各能量場間的協同機理。泊菲萊速熱式多場固定床反應裝置則打破了這一局面：
•獨立操控：光場、熱場、微波場均可獨立開啟、關閉與精確調控。
•靈活組合：研究者可根據實驗需求，自由組合“光-熱”、“微波-熱”、“光-微波”乃至“光-熱-微波”三種能量場，實現從雙場協同到三場聯動的無縫切換。
• 尤其是，該裝置在固定床反應體系中首次采用了可以靈活更換的LED光源，而非傳統方案中幾乎100%采用的氙燈光源，使得光波長這個關鍵參量可以在光熱固定床反應中被解耦，活化氣體底物更具有可選擇性、更加精準。
這為探索“光活化+熱催化”、“微波活化+熱催化”、“光-等離基元效應”等等許多前沿研究方向，提供了全新的理想平臺。
速熱式多場固定床反應裝置的卓越性能，源于其多項核心技術的重要創新：
No.1 專利反應器設計 光效與熱效的完美統一
• 采用獨特的透明耐壓石英管反應器，三排呈120°分布的高功率LED光源從圓柱面外側、通過光學透鏡整形為矩形光斑，均勻輻照至催化劑載體表面。
• 創新性的“三面輻照縫合”技術，如同為催化劑表面“穿”上一件無縫的光能外衣，解決了傳統爐體開孔式光反應器光照不均、能量損失大（尤其是大量催化劑不能得到充分光照）的痛點，光能利用率與輻照均勻性實現數量級提升。
•實測證明：在僅開啟合計數百瓦電功率的LED光源，且不開啟電加熱情況下，單憑LED光能即可將催化劑表面快速升溫至500攝氏度，實現了“光熱效應”的即啟即用。而光能適當冗余，恰恰是光熱催化中的能量結構匹配的重要條件需求。
No.2 內嵌式焦耳熱 實現超快速程序升溫
• 反應器核心內部集成多孔導電載體（如碳化硅、鈦合金），將高效的焦耳熱概念引入固定床。
• 相比傳統的馬弗爐外加熱方式，該設計實現了由內而外的直接、均勻加熱，溫升速率遠超傳統裝置，能在分鐘級達到目標反應溫度，極大提升了實驗效率并減少了升溫過程熱背景效應的干擾。
No.3 真空隔熱與微波屏蔽 確保低功耗、能量場純凈與高效
• 在耐壓石英管外部，設計有高真空夾套腔體和紅外反射器。它一方面有效阻止了內部反應管的熱傳導耗散，提升了熱效率；另一方面，真空腔為光場的穿透提供了絕佳通道，反射器的設計亦不影響光能傳輸。
• 反應器下端精準布置4個針狀微波饋源，確保微波能量高效、均勻地注入反應體系。真空套管外部覆蓋的微波屏蔽網，嚴格約束了微波場，防止能量泄漏，保障了實驗人員安全與場域的獨立性。
清華大學化工系應用現場
多場耦合催化是當今催化科學發展的重要方向之一。泊菲萊科技的這款三場耦合反應裝置，正是為這一前沿領域量身打造的“獨家利器”。
•對于“光熱催化”研究：裝置能清晰區分單純光催化、單純熱催化以及光熱協同催化的貢獻，精準揭示“光生載流子、光活化”與“熱聲子”如何共同降低反應能壘。
•對于“微波熱催化”研究：研究者可利用微波的體加熱與選擇性加熱特性，結合裝置的快速測溫能力，探索微波對反應過程、路徑的調控機制，促進開發高效的綠色合成與廢棄物轉化工藝。
•對于“三場聯動”探索：更可大膽嘗試在光激發的電子態上，疊加微波場對極性分子或特定化學鍵的定向激活，同時利用焦耳熱維持最佳催化反應溫度，有望在甲烷干重整、CO?高值化利用等“硬骨頭”反應中，發現全新的催化現象與路徑。
泊菲萊發布的速熱式多場固定床反應裝置，以其精準、靈活、高效、快速、節能的特點，將有力推動催化科學、能源化工、環境治理、精細合成等領域的原始創新與技術突破。
