Фотокатализатори

Зашто изабрати нас

Богато искуство
Са деценијама искуства у истраживању, производњи и маркетингу органских хемикалија, постали смо глобални добављач хемијских истраживања, развоја и производње.

Стручни тим
Гение Цхемицал има високо квалификован тим за истраживање и развој од више од 200 људи.

Услуга{0}}на једном месту
Инспекција квалитета, контрола производње и{0}}услуга након продаје, пружање услуге на једном месту.

КЦ
Добио је ИСО 9001 сертификат и успоставио наменски центар за тестирање за имплементацију строгих стандарда контроле квалитета у свим фазама производног процеса. Инспектори квалитета пажљиво прате процес производње сваког производа како би осигурали квалитет финалног хемијског производа.

Шта је фотокатализатор

Фотокатализатори су материјали, посебно полупроводници као што су титанијум диоксид и цинк оксид, који убрзавају хемијске реакције под светлосним зрачењем. Када фотони довољне енергије ударе у површину фотокатализатора, генеришу се парови електронских{1}}рупа. Ово покреће редокс реакције које разграђују органске загађиваче и дезинфикују патогене који се преносе водом. Свестрани и ефикасни фотокатализатори користе соларно или вештачко светло за покретање ових реакција, нудећи тако обновљиво и еколошки{4}}решење.

Предности фотокатализатора

Дезодоранс Ефекат

Фотокатализатори садрже компоненту која се зове титанијум диоксид. Када се овај титанијум диоксид изложи ултраљубичастом или флуоресцентном светлу, настају реактивне врсте кисеоника. Апсорбује мирис-што изазива супстанце са којима долази у контакт и разлаже их на воду и угљен-диоксид. Има предност у уклањању свих мириса у просторији, као што су мириси цигарета, буђи и ципела.

Разградња и уклањање штетних материја: уклањање формалдехида, уклањање мириса

Фотокатализатор такође има функцију разлагања и уклањања "формалдехида". Ове штетне материје се испаравају из грађевинског материјала и намештаја и узрок су алергијских обољења у просторијама. Поред тога, за разлику од метода уклањања хемикалија или токсичних супстанци, фотокатализатор који реагује на видљиво светло-веома активно се састоји од супстанце која се зове нано-титанијум диоксид апатит, која се такође може користити као адитив за храну, безбедан је и нема нежељених ефеката.

Антибактеријски ефекат

Фотокатализатор има дезодорирајући ефекат. Има ефекат разлагања и уклањања норовируса, грипа, ешерихије коли, салмонеле и гљивица. Плесни, посебно, распршују споре док се размножавају, а премазивање зидних облога или плафона фотокатализаторима је веома ефикасно против ових спора.

Ефекат против-алги и{1}}плесни

Фотокатализатори који садрже јоне сребра имају антибактеријски ефекат, тако да чак и мала количина светлости може имати антибактеријски ефекат. Поред тога, фотокаталитички титанијум оксид има ефекат разлагања штетних материја које производе бактерије, а које се не могу разградити традиционалним антибактеријским агенсима када умру. На пример, штити од бактерија као што су О-157, Е. цоли и буђи, а због свог антифунгалног дејства спречава појаву непријатних мириса.

Антивегетативни ефекат

Фотокатализатор има функцију разлагања и уклањања хемијских супстанци као што је амонијак у контакту са зидном облогом. Због тога има ефекат сузбијања жутила изазваног цигаретама и сл.

Врсте фотокатализатора

Хомогена фотокатализа

Хомогена фотокатализа, подразумева постојање реактаната и фотокатализатора у истој фази, односно оба могу бити у облику гасова. Један од веома честих примера коришћених хомогених фотокатализатора су озон и фото-Фентон системи (Фе+ и Фе+/Х2О2). Овде реактивна врста треба да буде хидроксилни радикал (•ОХ) који има тенденцију да се користи у различите сврхе и циљеве. Овај механизам производње хидроксил радикала (•ОХ) помоћу озона може пратити ова два пута наведена у наставку.

Хетерогена фотокатализа

Очигледно је из дефиниције да "хетерогена катализа" подразумева да су катализатори и реактанти у различитим фазама. Хетерогена фотокатализа је предмет који укључује релативно велики број реакција, које укључују, али нису ограничене на; благе или потпуне реакције оксидације, процес дехидрогенације, реакција преноса водоника, реакција изотопске размене 18О2–16О2 и деутеријум-алкана, таложење метала, детоксификација воде, процес уклањања гасовитих загађивача, итд. Уопштено и уобичајено коришћени хетерогени фотокатализатори укључују оксиде прелазних метала и јединствене карактеристике полупроводника.

Примена фотокатализатора

Третман воде

У процесима пречишћавања отпадних вода различити бинарни и тернарни полупроводници се користе као фотокатализатори. Титанијум диоксид (ТиО2) и цинк оксид (ЗнО) фотокатализатори се често користе у пречишћавању отпадних вода. Фотокатализатор цинк оксида је одлична оксидациона супстанца која се у великој мери користи у третману отпадних вода у индустријама као што су фармацеутска, штампарска преса и фарбање, индустрија папира и целулозе, итд. Наноцеви од титанијум диоксида (ТиО2) познате и као (ТНТ) су веома повољни фотокатализатори за фотокатализаторе за деконтаминацију воде. Бењвал ет ал. (2015) студије показују да су тернарни нанокомпозити засновани на графенском оксиду–ТиО2/Фе3О4 од потенцијалне примене у третману отпадних вода.

Уклањање метала у траговима

Неки од елемената у траговима као што су жива (Хг), хром (Цр) и олово (Пб), као и други метали, изузетно су опасни по људско здравље. Коришћењем хетерогене фотокатализе у сврху одржавања квалитета воде, као и здравља људи, оваква токсичност метала се може успешно уклонити, чак и при нижим концентрацијама попут делова на милион (ппм).

Цепање воде

За реакцију раздвајања воде произведене су различите врсте као што су сулфиди, оксиди и селениди као фотокатализатори. Наночестице титанијум диоксида (ТиО₂), неколико полупроводника (спрегнутих) као што је ЦаФе204/ТиО₂, хетероспојница ВО3/БиВО4, као и нановлакна језгра или љуске попут ЦдС/Зно, и још много тога, пружају веома корисне начине за производњу водоника из воде.

Функције{0}}самочишћења

Титанијум диоксид (ТиО₂) фотокатализатор је стекао много признања као корисна фотофункционална супстанца, разлог је тај што чишћење стаклених површина и површина плочица захтева хемијске детерџенте, исцрпљује се високом енергијом, а такође је и скупо. Самочишћућа површина на бази титанијум диоксида чини да се неоргански и органски молекули апсорбују и разграђују на њој без напора. Након тога, постаје лако опрати водом због високе хидрофилности ТиО₂ филма. Наведени исход ТиО2 постаје функционалан под овим условом; када је брзина апсорбованих органских загађивача на површини материјала мања од брзине упадних соларних фотона у јединици времена. Премази, бојени материјали за зидове зграда и грађевински процеси су у великој мери изложени лошим временским условима као што су природне падавине и јака сунчева светлост, тако да

Фактори који побољшавају перформансе фотокатализатора

Композити/спојнице

Још једна одржива техника да фотокатализатори буду ефикасни у видљивој светлости за различите примене је спајање полупроводника или композита. Тако да су полупроводници са великим размаком и малим зазором повезани заједно, тако да имају негативнији ниво појаса проводљивости (ЦБ). Дакле, резултат ће бити; електрони проводног појаса (ЦБ) се могу убризгати из полупроводника са малим појасом у полупроводник са великим појасом. Ова техника и метода сензибилизације боје су сличне, али једина супротност је то што ће се електрони кретати од једног полупроводника до другог. Испитана је производња водоника преко спрегнутог СнО2, ЦдС, ЦдС/Пт–ТиО2 и НиС/ЗнкЦд1–кС/редукованог оксида графена.

Метализација

Да би се побољшала фотокаталитичка активност полупроводника, коришћени су различити племенити метали као што су Пт, Ау, Аг, Ни, Цу, Рх, Пд, итд. Вероватноћа рекомбинације / поновног спајања електрон-рупа се смањује овим процесом, а то резултира ефикасном раздвајањем наелектрисања као и већим брзинама фотокаталитичке реакције. Због ових својстава племенитих метала може се помоћи трансфер електрона, што доводи до веће фотокаталитичке активности.

Сензибилизација бојама

Сензибилизација бојама је погодна техника за површински развој и модификацију фотокатализатора за коришћење видљиве светлости ради конверзије енергије. Боје поседују карактеристике{1}}редукције оксидације, као и осетљивост на видљиво светло које могу бити корисне за соларне ћелије и фотокаталитичке системе. Каталитичка реакција се може покренути јер када се боје доведу под излагање видљивој светлости, оне убризгавају електроне у појас проводљивости (ЦБ) полупроводника. Брзо и брзо убризгавање електрона и спора повратна реакција су основни услови за претварање апсорбоване светлости директно у електричну енергију са већом ефикасношћу у соларним ћелијама или путем производње водоника.

Допинг

Примена допинга је позната као додавање нечистоћа у чисту супстанцу. Допинг је подељен у две подкатегорије које су; (1) Катјонско допирање и (2) Ањонско допирање. Катјонско допирање укључује допирање катјона у полупроводнике, као што су метали као што су Ал, Цу, В, Цр, Фе, Ни, Цо, Мн, итд. сваки различити допант. Допирање метала као и јона неметала повећава фото-одзив на површини фотокатализатора да би стигао до видљивог региона изградњом нових енергетских нивоа (или стања нечистоће) између валентног појаса (ВБ) и проводног појаса (ЦБ) како би се смањио његов појас. Електрони који су побуђени светлошћу се померају из стања нечистоће у појас проводљивости (ЦБ).

Како спречити деактивацију фотокатализатора?

Тровање

Примарни узрок деактивације фотокатализатора је тровање. Односи се на реверзибилну или иреверзибилну хемијску деактивацију фотокатализатора и доводи до губитка каталитичке активности, стабилности и селективности, што узрокује озбиљне проблеме и економске губитке у индустријским каталитичким процесима. Слика 1. приказује тровање сумпором Х2С фотокатализатора никла са и без додавања кисеоника.

Синтеровање

Синтеровање је још један чест узрок деактивације фотокатализатора. То је термичка дегенерација која долази са смањеном површином каталитичке површине и подршком. Што је још горе, каталитичке фазе би се пребациле у не-фазе, ометајући на тај начин планиране хемијске реакције.

Цокинг

Коксовање чини око 20% деактивације фотокатализатора и обично је повезано са зачепљењем. Наиме, угљенични и други материјали у порама фотокатализатора се таложе, смањујући величину пора и спречавајући дифузију молекула реактаната у поре. Обично се ове угљене наслаге могу уклонити гасификацијом воденом паром или водоником, и добијамо ЦХ4, ЦО, односно ЦОк. Дакле, деактивација коксовања је реверзибилан процес. Слика 2. је шематски приказ таложења кокса на немодификованим и металом{7}}модификованим ХЗСМ-5 фотокатализаторима.

Механизам фотокатализе

(1) Процес почиње апсорпцијом светлости и каснијим стварањем носилаца наелектрисања. Када се површина фотокатализатора осветли светлошћу са енергијом која је једнака или већа од енергије појаса метал-халогених перовскита (МХП), долази до тренутне транзиције електрона, што доводи до стварања парова електронских-рупа (е-х). Вреди напоменути да је светлост обично категорисана у два опсега таласних дужина: ултраљубичасто (УВ) светло, које се простире на 200-400 нм, и видљиво светло, које покрива опсег од 400-800 нм. Посебно, када је енергија појасног појаса (Ег) полупроводника нижа од приближно 3,1 електронволта (еВ), материјал може ефикасно да апсорбује видљиву светлост. Ова способност је од великог значаја јер видљиви фотони чине главни део сунчеве светлости, доприносећи око 50% њеног састава.

(2) Следећа кључна фаза укључује раздвајање и кретање ових носача набоја. Како светлост покреће прелаз електрона из валентног појаса (ВБ) у проводни појас (ЦБ), оставља за собом рупе у ВБ. Ово раздвајање електронских-рупа (е-х) је кључни корак у фотокатализи. Међутим, битно је признати да је рекомбинација ових фотогенерисаних електрона и рупа инхерентан и неизбежан процес. Нажалост, ова рекомбинација може ометати ефикасно коришћење носача набоја, на крају умањујући каталитичку активност фотокатализатора.

(3) Следећи корак укључује површинске редокс реакције одговарајућих реактаната. Ово подразумева брз трансфер електрона, способних за редукцију, и рупа, које поседују оксидациони потенцијал, до одређених реакционих места на површини фотокатализатора метал-халид перовскита (МХП). Термодинамички говорећи, постизање успешних редокс реакција захтева прецизно усклађивање између структуре енергетског појаса полупроводника и потенцијала редокс реакције. Ово поравнање налаже да ниво енергије проводног појаса (ЦБ) буде негативнији од редукционог потенцијала, док ниво енергије валентног појаса (ВБ) мора бити позитивнији од оксидационог потенцијала.

Како одржавати фотокатализаторе

01/

Изаберите праве фотокатализаторе
Одабир правог фотокатализатора за специфичну примену је кључан у спречавању деактивације. Различити фотокатализатори имају различите степене стабилности и отпорности на деактивацију. Због тога је важно одабрати фотокатализатор који је погодан за специфичне услове процеса. Дизајн фотокатализатора је такође важан. Можете променити површину, величину пора и величину пелета да бисте спречили тровање фотокатализаторима.

02/

Одржавајте фотокатализаторе чистим
Један од главних разлога за деактивацију фотокатализатора је накупљање контаминаната на његовој површини. Ове нечистоће могу доћи из сировине или из околине. Да би се то спречило, неопходно је периодично прочишћавати систем или филтрирати сировину.

03/

Избегавајте високе температуре
Фотокатализатори могу бити осетљиви на високе температуре, што може довести до њиховог деактивирања. Од кључне је важности да се избегне излагање фотокатализатора температурама које су изван његовог безбедног радног опсега. Боље је да пратите температуру система и прилагодите процес у складу са тим.

04/

Пратите активност фотокатализатора
Праћење активности фотокатализатора може помоћи да се открију било какве промене у његовом раду. Ово се може постићи редовним мерењем брзине реакције или периодичним тестирањем фотокатализатора. Праћењем активности фотокатализатора, сви проблеми се могу рано идентификовати и предузети корективне мере како би се спречило деактивирање.

Наша фабрика

Са деценијама искуства у производњи и маркетингу висококвалитетних{0}}хемикалија, компанија Гнее Цхемицал, ми испоручујемо органске хемикалије, биохемикалије, фармацеутске интермедијере и још много тога. Гнее Цхемицал има квалификовану радну снагу у истраживању и развоју. Наш тим од више од 200 људи одговоран је за тестирање квалитета, контролу производње и-услугу након продаје као услугу на једном месту{{5}. Пружамо решења за истраживање и развој и производњу нашим глобалним купцима. Придржавамо се принципа „Квалитет на првом месту“ и добили смо ИСО 9001 сертификат. Такође смо успоставили наменски центар за тестирање за имплементацију строгих стандарда контроле квалитета у свим фазама производног процеса. Инспектори квалитета пажљиво прате процес производње сваког производа како би осигурали квалитет финалних хемијских производа.

productcate-1-1

Цертификати

ФАК

П: Која су ограничења фотокаталитичког система?

О: Међутим, многи полупроводнички фотокатализатори нису у стању да апсорбују видљиву светлост сунчевог спектра због свог широког појаса. Показало се да уградња страног елемента као што је допант у решетку ових фотокатализатора смањује њихов појас и побољшава апсорпцију видљиве светлости.

П: Који су технички изазови фотокатализе?

О: Неколико фактора, укључујући рекомбинацију носача{0}}набоја, инхибицију међуфазног преноса наелектрисања, ефикасност деградације и раздвајање наелектрисања, смањују ефикасност процеса фотокатализе када су изложени видљивом спектру [138] . Један од истакнутих изазова који је наглашен је ниско складиштење водоника [83].

П: Да ли се фотокатализатори могу поново користити?

О: Фотокаталитички МоС2 филмови се лако могу вратити и поново користити. Филмови показују високу структурну и хемијску стабилност чак и након 5 циклуса студија деградације.

П: Шта чини добар фотокатализатор?

О: Добар фотокатализатор треба да се одликује: (и) способношћу да апсорбује зрачење из широког спектралног опсега светлости, (ии) одговарајућом позицијом енергетских трака полупроводника у односу на редокс реакционе потенцијале, (иии) високом покретљивошћу и дугом путањом дифузије носилаца наелектрисања, (ив) термодинамиком.

П: Који фактори утичу на фотокатализатор?

О: Степен адсорпције боје зависи од почетне концентрације боје, природе боје, површине фотокатализатора и пХ раствора. пХ одређује површински набој фотокатализатора. Адсорпција боје је минимална када је пХ раствора на изоелектричној тачки (тачка нултог наелектрисања.

П: Зашто су фотокатализатори важни?

О: Фотокатализатори су изванредни материјали који могу лако изменити сунчеву енергију за употребу у активностима оксидације и редукције. Фотокатализатори се користе у неколико области, као што су елиминисање загађивача из ваздуха и воде, цепање воде за стварање Х2, контрола мириса, инактивација ћелија рака и инактивација бактерија.

П: Зашто се проводници не користе као фотокатализатор?

О: У случају проводника, валентни појас и проводни појас се преклапају. За фотокаталитичку реакцију неопходан услов је оксидација и редукција истовремено, али у проводљивости су доступни само слободни електрони. У облику проводника, вршимо само реакцију оксидације у исто време, а не обе реакције истовремено.

П: Шта су најчешћи фотокатализатори?

О: Титанијум(ИВ) оксид
Упркос обећавајућим својствима цинк оксида, титанијум(ИВ) оксид је и даље најчешће коришћени фотокатализатор. Ово је у великој мери повезано са већом хемијском стабилношћу ТиО2. Титанијум(ИВ) оксид има сличан енергетски јаз као и ЗнО (3,2 еВ) и сличан образац енергетског појаса.

П: Који је најактивнији фотокатализатор?

О: Титанијум диоксид (ТиО2) је најистакнутији фотокатализатор [1,2,3], који се широко користи због своје велике фотокаталитичке активности, хемијске и биолошке стабилности, нерастворљивости у води, киселој и базној средини, отпорности на корозију, нетоксичности, ниске цене и доступности у поређењу са оксидом, сулфидом.

П: Који су захтеви за фотокатализатор?

О: Захтеви за фотокатализатор обухватају најмање један полупроводнички материјал-А са размаком од најмање 3 еВ, најмање један полупроводнички материјал-Б са зазором мањим од или једнаким 3 еВ и најмање један адитив-Ц. Пошто садржај влакана у фотокатализу може више да апсорбује мирисне влакнасте деонице, перформансе су боље, а ефекат дезодоранса је такође бољи. Када је садржај влакана фотокатализатора 80% и 100%, тканине имају добар дезодорирајући ефекат.

П: Који су проблеми са фотокатализом?

О: Изазови у вези са материјалом{0}}укључују синтезу и дизајн фотокатализатора који могу да апсорбују видљиву светлост са високом квантном ефикасношћу, кокатализатора који су селективни и могу да убрзају реакције редукције и/или оксидације и заштитних слојева који олакшавају миграцију мањинских носача на .

П: Које су основе фотокатализатора?

О: У фотокатализи, зрачење се користи за убрзање хемијских реакција. Зрачење је широко подељено на два региона: ултраљубичасту и видљиву, који су истакнуто одабрани на основу катализатора, нпр. Само 4% сунчевог спектра долази под УВ регион.

П: Која је разлика између фотокатализе и фотокатализатора?

О: Фотокатализа укључује реакције које се одвијају коришћењем светлости и полупроводника. Супстрат који апсорбује светлост и делује као катализатор хемијских реакција познат је као фотокатализатор.

П: Шта је деградација фотокатализатора?

О: Фотокаталитичка деградација је напредни процес оксидације, који се може користити за разградњу загађивача високе концентрације, сложености и ниске биоразградљивости [204]. Фотокаталитичка деградација користи светлосну енергију за покретање деградације загађивача.

П: Зашто се УВ светло користи у фотокатализи?

О: Директно побуђивање УВ-светлости дуго је пружало јединствен начин за приступ молекулима у њиховом побуђеном стању и промовисање неконвенционалне реактивности. Са појавом фотокатализе, ова побуђена стања могу се постићи коришћењем мање-енергетских зрачења деловањем фотосензибилизатора.

П: Који метали се користе у фотокатализи?

О: Овде извештавамо о фотокаталитичком процесу који омогућава селективно извлачење седам племенитих метала – сребра (Аг), злата (Ау), паладијума (Пд), платине (Пт), родијума (Рх), рутенијума (Ру) и иридијума (Ир) – из отпадних плоча, троструких аутомобилских и катних.

П: Који су наноматеријали за фотокатализу?

О: Металне наночестице као што су платина, сребро и злато, или њихова комбинација, су одлични материјали у поређењу са неколико металних{0}}оксида. Ови материјали имају добра електронска и фотокаталитичка својства.

П: Која су ограничења фотокатализе?

О: Једно од ограничења је уски опсег светлосног одзива и недовољна способност раздвајања наелектрисања тренутно доступних полупроводничких материјала. Друго ограничење је изазов скалирања фотокатализе на индустријски процес који је по цени-конкурентан постојећим технологијама.

П: Који параметри утичу на фотокатализу?

О: Код фотокаталитичке деградације боја у отпадним водама, следећи су радни параметри који утичу на процес: пХ раствора који се разграђује и пХ раствора прекурсора (раствор катализатора током припреме катализатора); оксидационо средство, температура калцинације, садржај допанта и катализатор ...

П: Да ли фотокатализа производи озон?

О: Да, у зависности од УВ таласне дужине. УВ светло у распону од 160-240 нанометара је идеално за стварање озона из кисеоника. Имајте на уму да молекули кисеоника стварају озон кроз процес познат као фотолиза. Процес обично ремети молекул кисеоника и резултира валентним атомима кисеоника.

Као један од водећих произвођача и добављача фотокатализатора у Кини, срдачно вас поздрављамо на велико јефтиним фотокатализаторима за продају овде из наше фабрике. Сви хемијски производи су високог квалитета и конкурентне цене.