به وب سایت گروه مهندسی اوژن اطلس سپهر خوش آمدید.

فوتوکاتالیست

شتاب باریکه نوری در حضور یک کاتالیزور به عنوان فوتوکاتالیز گفته می شود. در فوتولیز کاتالیز شده، از بستر جاذب برای جذب نور استفاده می شود. در كاتالیز تولید شده توسط فوتوكس ، جفت های سوراخهای الکترونی با فعالیت فوتوكاتالیستی (PCA) تولید رادیكالهای آزاد (به عنوان مثال ، رادیكالهای هیدروكسیل )(• OH) ایجاد می شوند كه توانایی انجام واكنش های ثانویه را دارند. کاربرد عملی آن با کشف الکترولیز آب با استفاده از دی اکسید تیتانیوم امکان پذیر شد.

واکنش فوتوکاتالیستی عمدتا به انرژی (فوتون) با طول موج مشخص و کاتالیزور بستگی دارد. عموماً از متریال نیمه هادی به عنوان کاتالیزور استفاده می شود. این مواد به دلیل ساختار الکترونیکی خود به عنوان تشدیدکننده در تابش فرآیند ردوکس ایجاد شده از نور عمل می کنند. این مواد یک باند پر از ظرفیت و یک گروه هدایت خالی دارند.

شتاب باریکه نوری در حضور یک کاتالیزور به عنوان فوتوکاتالیز گفته می شود. در فوتولیز کاتالیز شده، از بستر جاذب برای جذب نور استفاده می شود. در کاتالیز تولید شده توسط فوتوکس ، جفت های سوراخهای الکترونی با فعالیت فوتوکاتالیستی (PCA) تولید رادیکالهای آزاد (به عنوان مثال ، رادیکالهای هیدروکسیل )(• OH) ایجاد می شوند که توانایی انجام واکنش های ثانویه را دارند. کاربرد عملی آن با کشف الکترولیز آب با استفاده از دی اکسید تیتانیوم امکان پذیر شد.

فرآیند

واکنش فوتوکاتالیستی عمدتا به انرژی (فوتون) با طول موج مشخص و کاتالیزور بستگی دارد. عموماً از متریال نیمه هادی به عنوان کاتالیزور استفاده می شود. این مواد به دلیل ساختار الکترونیکی خود به عنوان تشدیدکننده در تابش فرآیند ردوکس ایجاد شده از نور عمل می کنند. این مواد یک باند پر از ظرفیت و یک گروه هدایت خالی دارند.

 

مراحل اساسی در فرآیند فوتوکاتالیز نیمه هادی به شرح زیر است:

 

  • هنگامی که انرژی نور از نظر فوتون روی سطح یک نیمه رسانا قرار می گیرد، اگر انرژی اشعه حادثه معادل یا بیشتر از انرژی پهنای باند نیمه هادی باشد ، الکترون های باند ظرفیت به سمت باند رسانای نیمه هادی حرکت می کنند.
  • در باند ارزش نیمه هادی ها حفره هایی باقی مانده است.این حفره ها می توانند با مولکولهای آب واکنش نشان دهند و رادیکالهای هیدروکسیل را با اکسیداسیون مولکولهای اهداکننده تولید کنند.
  • یون های سوپراکسید با واکنش با الکترون های باند انتقال با گونه های اکسیژن محلول تشکیل می شوند.این الکترونها واکنشهای ردوکس را القا می کنند.
  • این الکترون ها و حفره ها ها ممکن است تحت تأثیر واکنش های ردوکس پی در پی با بسیاری از گونه ها قرار گیرند تا با جذب سطح نیمه هادی ، محصولات لازم را شکل دهند.

مزایا

موارد زیر مزایای ضد عفونی فوتوکاتالیستی است:

  • فوتوکاتالیز از ظرفیت انرژی خورشیدی قابل تجدیدپذیر و بدون آلودگی استفاده می کند ، بنابراین جایگزینی مناسب برای روش های تصفیه مرسوم با انرژی فشرده است.
  • در مقایسه با روشهای تصفیه مرسوم ، فوتوکاتالیز منجر به تشکیل ترکیبات بی ضرر می شود.
  • فاضلاب حاوی ترکیبات خطرناک مختلفی است.فرآیند فوتوکاتالیستی باعث از بین رفتن طیف گسترده ای از این ترکیبات خطرناک در جریان های مختلف فاضلاب می شود.
  • واکنش ها در این فرآیند خفیف است.ورودی شیمیایی کمتری مورد نیاز است و زمان واکنش متوسط است.
  • می تواند در تولید هیدروژن ، فاز گازی و تیمارهای آبی و همچنین برای مراحل فاز جامد (خاک) اعمال شود.
فوتوکاتالیست
فوتوکاتالیست – گروه مهندسی اوژن اطلس سپهر

محدودیت ها

برای کاربرد مؤثر TiO2 در تصفیه آب ، محدودیت انتقال جرم باید به حداقل برسد زیرا تخریب فوتوکاتالیستی به طور عمده در سطح TiO2 رخ می دهد.  TiO2 میل کمتری نسبت به آلاینده های آلی (به طور خاص آلاینده های آلی آبگریز) دارد بنابراین جذب آلاینده های آلی روی سطح TiO2 کم است که منجر به نرخ تخریب فوتوکاتالیستی کند می شود. بنابراین ، هدف قرار دادن آلاینده ها در اطراف نانوذرات TiO2 برای افزایش راندمان فوتوکاتالیستی نیاز به توجه دارد. علاوه بر این ، نانوذرات TiO2 ممکن است به دلیل بی ثباتی ذرات نانوسیمی تجمع یابد که ممکن است مانع از بروز نور در مراکز فعال و در نتیجه کاهش در فعالیت کاتالیزوری شود. با این حال ، باید توجه داشت که ممکن است که ذرات کوچک پراکندگی بالاتری را نشان دهند ، که می تواند فعالیت فوتوکاتالیستی آنها را در مقایسه با ذرات بزرگتر کاهش دهد. علاوه بر این ، برای سیستم دوغاب ، یکی از چالش های اصلی این است که ذرات TiO2 نانوسیم شده از آب تصفیه شده را از نظر مسائل اقتصادی و ایمنی بازیابی کنید.

 

برای غلبه بر محدودیت های فوتوکاتالیز مبتنی بر TiO2 ، اقدامات متقابل زیر در مطالعات قبلی اتخاذ شده است:

  • اصلاح کاتالیزور TiO2 ، به منظور دستیابی به استفاده از نور مرئی.
  • سنتز کاتالیزور برای به دست آوردن کاتالیزورها با ساختار کریستالی تعریف شده ، میل زیاد به آلاینده های مختلف آلی و اندازه ذرات کوچکتر باید بهینه شود.
  • توسعه و طراحی نسل دوم کاتالیزور TiO2 ، با قابلیت جداسازی بالا ، که می تواند به صورت مؤثر بازیابی و بازسازی شود.
  • هدف از این اصلاحات و پیشرفت ها ، بهبود بهره وری فوتوکاتالیستی ، تخریب کامل آلاینده های آلی ، بهبود جذب نور مرئی ، بهبود ثبات و تکرارپذیری ، و بهبود توانایی های بازیافت و استفاده مجدد از TiO2 است.

 

برای غلبه بر محدودیت های فوتوکاتالیز مبتنی بر، اقدامات متقابل زیر در مطالعات قبلی اتخاذ شده است اصلاح کاتالیزوربه منظور دستیابی به استفاده از نور مرئی
سنتز کاتالیزور برای به دست آوردن کاتالیزورها با ساختار کریستالی تعریف شده ، میل زیاد به آلاینده های مختلف آلی و اندازه ذرات کوچکتر باید بهینه شود
توسعه و طراحی نسل دوم کاتالیزور، با قابلیت جداسازی بالا ، که می تواند به صورت مؤثر بازیابی و بازسازی شود هدف از این اصلاحات و پیشرفت ها ، بهبود بهره وری فوتوکاتالیستی ، تخریب کامل آلاینده های آلی ، بهبود جذب نور مرئی ، بهبود ثبات و تکرارپذیری ، و بهبود توانایی های بازیافت و استفاده مجدد از

ماده نیمه هادی است که به عنوان یک ماده اکسید کننده قوی در هنگام تابش با کاهش انرژی فعال سازی مورد نیاز برای تجزیه ترکیبات آلی و معدنی عمل می کند.برای تولید این دو حامل ، مقدار کافی از انرژی باید توسط یک فوتون تأمین شود تا یک الکترون به باند انتقال منتقل شود ، بنابراین یک حفره در مقایسه با مواد رسانا ، نوترکیب حفره ها و الکترون ها در نوترکیب در فلزات که نسبتاً کند است، با سرعت بسیار بیشتری رخ می دهد.

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “فوتوکاتالیست”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *