Фото катализатора: Наглядные фото катализаторов отработавших свой срок | Скупка катализаторов

Наглядные фото катализаторов отработавших свой срок | Скупка катализаторов

Катализаторы это такие фильтры в выхлопной системе автомобилей, помогающие минимизировать вред от выхлопных газов. Их придумали автоконцерны для соответствия экологическим нормам.

Средний срок службы катализаторов около 100 тысяч — 150 тысяч км. пробега автомобиля. Все зависит от качества топлива и стиля вашей езды. Когда катализатор подходит к концу своей службы, некоторые элементы начинают оплавляться, крошиться, что пагубно сказывается на работе всей системы выхлопа.

Собрали фото совсем убитых катализаторов, которые мы принимаем в скупку. Да-да, старые б/у катализаторы могут быть сданы в скупку «Катутиль». Мы выкупаем их из-за напыления драгметаллов в их составе, перерабатывает и продаем уже отчищенные металлы производителям.

Ну все, переходим к фото.

Забитые соты катализатора

Забитые соты катализатора

Керамический катализатор просто треснул. Частички могут попасть в двигатель и приведут к необратимым последствиям, вплоть до капиталки.

Керамический катализатор просто треснул. Частички могут попасть в двигатель и приведут к необратимым последствиям, вплоть до капиталки.

Железный катализатор оплавился

Железный катализатор оплавился

Слева катализатор в хорошем состоянии, справа разрушенный катализатор

Слева катализатор в хорошем состоянии, справа разрушенный катализатор

Забитый керамический катализатор

Забитый керамический катализатор

Отечественный железный катализатор

Отечественный железный катализатор

Катализатор осыпался

Катализатор осыпался

Керамический катализатор

Керамический катализатор

Забитый металлический катализатор от БМВ

Забитый металлический катализатор от БМВ

Оплавленные металлические катализаторы БМВ

Оплавленные металлические катализаторы БМВ

Ужас, правда? Поэтому необходимо вовремя диагностировать неполадки и позаботиться о замене катализатора.

А если, что «Катутиль» всегда готов выкупить ваши старые б/у катализаторы в любом состоянии.

«Роснефть» приступила к промышленной эксплуатации уникального катализатора гидроочистки собственного производства

«Роснефть» приступила к промышленной эксплуатации катализатора гидроочистки собственного производства. Промышленная партия уникального катализатора загружена на установке гидроочистки дизельного топлива Рязанской нефтеперерабатывающей компании. 

Это — первый катализатор гидроочистки дизельных фракций для российской нефтеперерабатывающей отрасли, способный полностью заменить иностранные аналоги катализаторов гидроочистки для получения дизельного топлива Евро-5 с ультранизким содержанием серы менее 10 ррм.

 «Роснефть» уделяет особое внимание развитию собственного производства катализаторов для нефтепереработки. Это — ключевое направление для обеспечения технологической устойчивости перерабатывающего сегмента Компании и снижения зависимости от импортных технологий.

 

Ранее катализатор производства «РН-Кат», специализированного предприятия «Роснефти», успешно прошел опытно-промышленные испытания на базе уфимской группы НПЗ Компании.

Катализатор позволяет получать дизельное топливо, которое соответствует самым современным техническим требованиям и обеспечивает высокое качество готовой продукции. Катализатор не только не уступает лучшим мировым аналогам, а по некоторым параметрам даже превосходит их.

В ноябре 2020 года РНПК перевела уже четвертую из пяти установок каталитического риформинга на катализаторы производства НК «Роснефти», которые также имеют высокие эксплуатационные характеристики.  

Промышленное применение отечественных катализаторов позволит заводу повысить экономическую эффективность и технологическую устойчивость производства.

Действующая программа инновационного развития НК «Роснефть» направлена на замещение импортных технологий в производстве высококачественных нефтепродуктов. Одной из главных задач программы является переход нефтеперерабатывающих заводов Компании на использование высокоэффективных катализаторов собственного производства, что позволяет избежать рисков зависимости от поставок зарубежной продукции.

Справка:

АО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания», дочернее общество НК «Роснефть», входит в четверку крупнейших НПЗ России по объёмам переработки и выпускаемой продукции.

Завод производит широкий ассортимент высококачественных нефтепродуктов: высокооктановые автомобильные бензины, включая экологичный «Евро 6» (произведено более 1,2 млн тонн) и Pulsar 100, дизельное топливо, авиационный керосин, дорожные и строительные битумы и др.

Департамент информации и рекламы

ПАО «НК «Роснефть»
8 декабря 2020 г.

Пандемия в роли катализатора: COVID-19 стал стимулом к решению приоритетных задач в области психического здоровья

9 октября 2021

Пандемия COVID-19, несомненно, вызвала кардинальные перемены как в повседневной жизни каждого из нас, так и нашего глобального общества в целом. Поодиночке и сообща мы пытались понять, что представляет собой этот вирус, перевернувший наш мир; разобраться в том изобилии информации – и дезинформации, – которая служила руководством к нашим ответным мерам; оценить риск для наших семей и сообществ; и разработать стратегии, позволяющие адаптироваться к новым требованиям, перебороть возникшие страхи и разрешить стоящие пред нами дилеммы.

Оптимистично настроенная часть нашего общества надеется, что худшие дни пандемии уже позади. В Соединенных Штатах большинство детей снова ходят в школу, многие из нас вернулись на свои рабочие места, и жизнь, по крайней мере частично, входит в привычный ритм, присущий ей до 2020 года. Однако COVID-19, который более полутора лет преобладал во всех аспектах нашей жизни, усугубляет еще одну, не менее опасную пандемию, связанную с ростом психических заболеваний.

Проблемы психического здоровья не новы, однако пандемия COVID-19 быстро спровоцировала углубление кризиса. В 2019 году, до начала пандемии, каждый пятый взрослый житель Соединенных Штатов страдал каким-либо психическим заболеванием – чаще всего депрессией или тревожным расстройством; кроме того, ожидалось, что с проблемой психического здоровья в течение своей жизни столкнутся половина американцев¹. Сегодня эти цифры значительно выше, и некоторые исследования показывают, что до 80 процентов американцев испытывают тревожные чувства, депрессию, уныние или одиночество.

  

Это неудивительно, учитывая, что COVID-19 продолжает сеять хаос, оставляя все возрастающий след опустошения и горя по всему миру, по мере того как мы привыкаем к «новой норме». С декабря 2019 года по всему миру от COVID-19 скончались свыше 4,8 миллиона человек, зарегистрировано более 236 миллионов случаев заболевания. Вполне вероятно, что миллионы случаев так и не были отражены в статистике. Мы знаем, что эти цифры будут продолжать расти, хотя, хочется надеяться, уже не так быстро, если нам будет сопутствовать удача и мы будем продолжать проявлять бдительность.

Последствия этого экстремального кризиса в области общественного здравоохранения в сочетании с сопутствующими экономическими и социальными потрясениями будут сказываться на протяжении десятилетий, а то и на протяжении жизни целого поколения. Как мать и психолог, я не могу не задумываться о воздействии этой пандемии на детей во всем мире. Для большинства детей школьная жизнь сменилась дистанционным обучением на дому, лишенным социально-эмоционального компонента, который имеет решающее значение для их здорового развития.

Мы еще долгое время будем переживать потери, причиненные пандемией, будь то работа, бизнес, средства к существованию, столь любимое нами время общения с близкими, и более всего – безвременно покинувших нас дорогих сердцу членов семей и сообществ.

Тем не менее пандемия COVID-19 не только привела к росту проблем с психическим здоровьем; она также послужила стимулом к активизации стремления наших сообществ к повышению осведомленности об этих проблемах и к расширению доступа к поддержке и услугам для тех, кого они затрагивают.

Прежде всего следствием широкомасштабного воздействия COVID-19 стало то, что диалог о психическом здоровье приобрел более открытый характер, а наши знания в этой области теперь глубже, чем когда-либо прежде. Очень многие из нас знают кого-то, кто в результате пандемии испытывает повышенный стресс, тревогу или другие психологические проблемы, что заставляет нас искать поддержку у своих семей, друзей и коллег, а также обращаться за помощью к услугам специалистов в области психического здоровья.

Пандемия стала катализатором усилий, которые уже давно предпринимают профессиональные сообщества специалистов в области психического и физического здоровья, с тем чтобы обеспечить дестигматизацию проблем психического здоровья, а обращение за помощью при наличии таких проблем сделать вполне естественным. Психическое здоровье является неотъемлемой составляющей здоровья человека, и мы должны в равной степени заниматься вопросами физического и психического здоровья. Мы видим, что в самых разных сообществах и отраслях более открыто обсуждаются самочувствие людей, проблемы, с которыми они сталкиваются, и виды ресурсов, которые они используют для решения этих проблем. Общественное восприятие психических заболеваний движется в сторону смягчения, а тема эта обсуждается чаще, более открыто и в более инклюзивном порядке, особенно среди молодежи.

Д-р Мишель Ниэлон, президент Чикагской школы профессиональной психологии.

Кроме того, в условиях пандемии COVID-19 стало невозможным игнорировать расовое неравенство в плане того, как люди с иным цветом кожи переживают проблемы психического здоровья и в какой мере они могут воспользоваться соответствующими услугами. Нынешний кризис со всей очевидностью продемонстрировал, что в западном обществе люди с иным цветом кожи имеют меньший доступ к медицинской и психологической помощи, а вероятность их обращения за такой помощью ниже. Мы как общество обязаны пересмотреть структуру вариантов оказания соответствующей помощи в целях обеспечения всеохватного и равного доступа для всех сообществ. В целом нам требуется больше не просто психотерапевтов и поставщиков услуг в области психического здоровья, но соответствующих специалистов из разных слоев общества, которые могут лучше сопереживать людям с подобным опытом и поддерживать их.

Мы все должны сыграть свою роль в содействии этим изменениям в нашей системе здравоохранения. Как президент крупного университета, специализирующегося на вопросах психологии, науки о поведенческом здоровье и сестринском деле, я неустанно уделяю внимание набору и выпуску учащихся, которые отражают многообразную идентичность своих сообществ, что позволяет непрерывно пополнять контингент самых разных специалистов, способных коренным образом улучшить здоровье и благополучие будущих поколений.

Пандемия COVID-19 также резко ускорила рост возможностей телемедицины, что помогает расширить доступ к услугам. В начале 2020 года вся наша отрасль с впечатляющей скоростью перешла от очного предоставления медицинских услуг к онлайновому. Это испытание на прочность «здесь и сейчас» подтолкнуло внедрение по нарастающей инноваций в виртуальной терапии: мы увидели успешное взаимодействие между пациентами и поставщиками услуг, повышение качества доступных платформ и услуг, а также рост инвестиций в новые технологии. И, хотя многие возвращаются к личному общению и очным вариантам предоставления медицинских услуг, телемедицина будет оставаться важным средством расширения доступа к новым группам людей, ищущих помощи.

Наконец, на фоне нашего продолжающегося выхода из самого тяжелого этапа пандемии и возвращения к работе мы наблюдаем значительный сдвиг в том, как обсуждение вопросов психического здоровья интегрируется в нашу культуру труда. Вызванный COVID-19 кризис заставил многих работодателей взять на себя более активную роль в укреплении психического здоровья своих сотрудников. Лично меня воодушевляет число руководителей, с которыми я общалась и которые заинтересованы в наращивании экспертного опыта и потенциала в своих организациях в целях решения проблем психического здоровья сотрудников на рабочем месте. Например, многие вкладывают средства в обучение, чтобы руководители могли распознавать признаки психического расстройства и знать наилучшие способы поддержки сотрудников, преодолевающих эти проблемы в производственных условиях.

Продолжая разбираться с неясными моментами и последствиями пандемии COVID-19, мы должны сохранять приверженность делу повышения осведомленности о психическом здоровье и настойчиво продвигать инновации для решения проблем, с которыми мы сталкиваемся как отдельные люди и как члены глобального общества. Мы должны продолжать расширять доступ к важнейшим услугам, которые могут дать людям возможность справиться с текущим кризисом и разрешить любые проблемы, которые могут возникнуть в будущем. Способствовать продолжению этого диалога и дальнейшему прогрессу – дело каждого из нас.

Примечание:

¹Ronald C Kessler and others, “Lifetime prevalence and age-of-onset distributions of DSM-IV disorders in the national comorbidity survey replication”, Archive of General Psychiatry, vol. 62, No. 6 (June 2005), p. 600.

 

«Хроника ООН» не является официальным документом. Для нас большая честь публиковать статьи высокопоставленных лиц Организации Объединённых Наций, а также видных государственных и общественных деятелей со всего мира. Выраженные в статьях взгляды и мнения принадлежат авторам и могут не совпадать с официальной позицией Организации Объединённых Наций. Подобным образом указанные в статьях, картах и приложениях границы, географические названия и обозначения могут отличаться от официально признанных Организацией.

Катализатор — все статьи и новости

Катализатор — вещество, которое способствует ускорению химической реакции, однако не входит в состав продуктов этих реакций. С помощью катализатора можно осуществлять быстрые реакции при небольших температурах. Процесс, при котором осуществляется ускорение химических реакций благодаря катализаторам, называется катализ. Этот термин ввел шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус в 1835 году. Процесс, при котором катализатором выступает один из продуктов реакции или ее исходных веществ, называют автокатализом.

Катализаторы можно разделить на два типа: гетерогенные и гомогенные. Гомогенные катализаторы находятся в одной фазе с реагирующими веществами. В качестве гомогенных катализаторов используют кислоты и основания. Гетерогенные катализаторы образуют самостоятельную фазу, которая отделена границей раздела от фазы, в которой находятся реагирующие вещества. К гетерогенным катализаторам можно отнести металлы, а также их оксиды и сульфиды.

У всех живых существ метаболизм зависит от биологических катализаторов, которые называются энзимами. Это молекулы РНК или белковые молекулы, а также их комплексы, которые ускоряют процесс обмена веществ, что является жизненно необходимым для живых организмов.

На действии катализаторов основываются и многие промышленные процессы. Так, при производстве аммиака в качестве катализатора выступает железо. Катализаторы также широко используются при переработке нефти и создании новых материалов, например пластмассы.

Также катализатором называют деталь выхлопной системы в автомобилях, которая снижает содержание вредных веществ в выхлопных газах. Благодаря такому катализатору происходит химическая реакция, в которой участвуют такие вредные вещества, как окись углерода (CO), углеводород и оксиды азота. В результате реакции образуются оксид углерода (CO₂) и азот (N₂), которые являются менее вредными.

Вещество, которое, наоборот, замедляет реакцию, называют ингибитором.

Фото: Bdyczewski/Pixabay

Фотокатализаторы — обзор | Темы ScienceDirect

3.3 Фотокатализ и фотокаталитическое разложение органических загрязнителей

Слово «фотокатализатор» означает «свет», а «катализатор» — субстрат, который ускоряет химические реакции путем поглощения фотонов или света. С момента появления фотокатализаторов в качестве жизнеспособного варианта борьбы с загрязнением окружающей среды были предприняты усилия по повышению скорости их реакции или фотокаталитической активности. В последние годы все большее внимание уделяется полупроводниковым оксидным фотокатализаторам в связи с их потенциальным применением в преобразовании солнечной энергии и очистке окружающей среды.Этот процесс известен как АОП и подходит для окисления широкого спектра органических соединений или загрязнителей.

Примерами катализаторов, инициирующих АОП, являются металлические катализаторы, такие как оксиды титана, железа и цинка (Yu et al., 2017), озон (Facta et al., 2010), Fenton и photo-Fenton (Tamimi et al., 2008) и перекись водорода (Blanco-Brieva et al., 2010). Следует отметить, что УФ-свет работает в диапазоне длин волн 280–400 нм (UVA, 315–400 нм, UVB, 280–315 нм и UVC, 180–280 нм), тогда как видимый свет работает в диапазоне от 400 до 700 нм. нм (Pradhan et al., 2012). Поскольку большинство фотокатализаторов активируется УФ-светом, необходим постоянный источник для обеспечения непрерывности реакции. Для легированного фотокатализатора, который может функционировать в видимом свете, прямого воздействия солнечного света достаточно, чтобы инициировать фотокаталитическую активность.

Появление фотокатализаторов привело к широкому изучению эффективности использования светопоглощающих материалов в поисках средств очистки загрязненной воды. Фотокатализаторы могут производить гидроксильные радикалы (OH ^• ) и супероксид ( ^• O ₂ ), которые представляют собой радикалы-улавливатели, образующиеся из воды при контакте с фотокатализатором.Эти радикалы-поглотители затем неселективно атакуют органические загрязнители и разлагают их до более мелких и менее вредных соединений. Полная минерализация органических загрязнителей приведет к образованию только молекул воды и кислорода (Houas et al., 2001). В таблице 3.3 показаны исследования, которые были проведены по использованию различных типов фотокатализаторов при разложении органических загрязнителей.

Таблица 3.3. Использование различных типов фотокатализаторов для разложения органических загрязнителей

Желтый

Фотокатализатор	Органическое загрязняющее вещество	Категория	Эффективность удаления (%)	Ссылки
Диоксид титана, легированный Fe	Cibacron LS -R с использованием красителя		45	Vargas et al.(2012)
TiO, легированный серебром 2	(основной фиолетовый 3) и краситель метиловый красный	Краситель	99	Gupta et al. (2006)
La 3 + -TiO 2 суспензия	2-меркаптобензотиазол	Ингибитор биокоррозии	61,1	Li et al. (2003)
TiO 2 нанотрубок	2,3-Дихлорфенол	Химические вещества, разрушающие эндокринную систему	93	Лян и Ли (2009)
TiO 2 / HZSM-11	Дикамба	Гербицид	100	Montañez et al. (2015)
TiO 2 / PANI	Метиленовый синий (MB) / Родамин B (RhB)	Краситель	88 и 97 соответственно	Zhang et al. (2008)
TiO 2	Кислотно-оранжевый 7	Краситель	35	Stylidi et al. (2003)
TiO 2	Кислотно-синий 80	Краситель	85	Pramauro et al. (1997)
TiO 2	Реактивный оранжевый 16	Краситель	87	Чен (2009)
Титанатная нанотрубка	Родамин B	Краситель	& gt; 80	Ли и др.(2011)
TiO 2 / композит диатомита	Метиленовый синий (MB)	Краситель	99	Zuo et al. (2014)
TiO 2	Глифосат	Пестицид	89,3	Chen and Liu (2007)

TiO ₂ , особенно коммерческий P25 Degussa, является одним из наиболее изученных фотокатализаторов. . P25 наделен несколькими характеристиками, способствующими фотокаталитическому процессу.К ним относятся запрещенная зона TiO ₂ (3,2 эВ) (Cheng et al., 2015; Etacheri et al., 2015), что позволяет TiO ₂ поддерживать свою фотокаталитическую активность с низкими скоростями рекомбинации. Кроме того, его смесь кристалличности анатаза и рутила способствовала эффективной фотокаталитической активности в УФ-свете, в отличие от кристалличности чистого анатаза или чистого рутила (Awitor et al., 2008; Ohtani et al., 2010). TiO ₂ с кристалличностью рутила, как известно, способен поглощать более широкий диапазон источников света и теоретически считается более эффективным, чем TiO ₂ анатаза.Однако кристалличность анатаза обеспечивает более высокую фотокаталитическую активность из-за того, что он имеет более высокую плотность локализованных состояний, лучшие поверхностно адсорбированные гидроксильные радикалы и более низкую скорость рекомбинации заряда по сравнению с рутилом TiO ₂ (Lin et al. , 2013).

Поскольку фотокатализаторы демонстрируют хорошие характеристики по уничтожению органических загрязнителей, исследования были усилены для дальнейшего повышения фотокаталитической активности. Чтобы снизить скорость рекомбинации и повысить чувствительность фотокатализатора к видимому свету, было исследовано легирование фотокатализатора добавлением постороннего элемента (металлического или неметаллического).Другой целью легирования является уменьшение энергии запрещенной зоны между зоной проводимости (CB) и валентной зоной (VB) (Li et al., 2013). Разница в уровне энергии между этими двумя полосами — это энергетический барьер, необходимый электронам для возбуждения и перехода на более высокую молекулярную орбиталь, что является основой фотокатализа.

Примерами металлических легирующих добавок являются железо (Hussain et al., 2011), серебро (Ng et al., 2016), золото и платина (Ibrahim et al., 2014). Для неметаллического легирования азот (Morikawa et al., 2005), сера (Lisovski et al. , 2012) и углерод (Mozia et al., 2007). Некоторые фотокатализаторы также легированы полупроводниками, такими как диоксид кремния (Ibhadon and Fitzpatrick, 2013). Поскольку TiO ₂ провозглашается наиболее эффективным фотокатализатором, естественно, что многие исследования допинга были сосредоточены на нем как на основном фотокатализаторе. На рис. 3.1 представлена ​​простая иллюстрация разницы в потреблении энергии между нелегированным металлом и неметаллическим легированным TiO ₂ .

Рис. 3.1. Механизм фотокатализа TiO ₂ , где hv ₁ : чистый TiO ₂ , hv ₂ : металлический TiO ₂ , hv ₃ : неметаллический TiO ₂ .

Как видно на рис. 3.1, оранжевый сегмент представляет запрещенную зону легированного металлом TiO ₂ , а зеленый сегмент представляет собой неметаллический легированный TiO ₂ . Ширина запрещенной зоны для легированного TiO ₂ с использованием металлических или неметаллических элементов меньше по сравнению с анатазным TiO ₂ . Это указывает на то, что для вывода электрона из валентной зоны в зону проводимости потребуется меньше энергии. Фотокаталитическая активность инициируется поглощением фотона hv ₁ с энергией, равной или превышающей ширину запрещенной зоны TiO ₂ (~ 3,2 эВ для фазы анатаза). Это создает пару электрон-дырка на поверхности наночастицы, которая вызывает возбуждение электрона в зоне проводимости, в то время как в валентной зоне создается положительная дырка.С помощью этой реакции дырки могут образовывать высокореакционные гидроксильные радикалы с высоким окислительно-восстановительным потенциалом, такие как • O2-, H ₂ O ₂ и ^• O ₂ , которые могут играть важную роль в фотокаталитических процессах. механизм реакции (Augugliaro et al., 2012; Pelaez et al., 2012).

При легировании количество энергии и длина волны, необходимые для поглощения, будут уменьшены и будут смещены в сторону видимой длины волны и улучшат фотокаталитическую активность (Galstyan et al. , 2013). При легировании улучшаются три характеристики: более узкая запрещенная зона (Morikawa et al., 2005), введение примесного энергетического уровня (Suzuki et al., 2014) и кислородные вакансии (Huang and Chien, 2013). В таблице 3.4 показано легирование TiO ₂ различными легирующими добавками и их применения.

Таблица 3.4. Обзор литературы по приготовлению легированного TiO ₂ с различными металлическими и неметаллическими соединениями

Легирующая добавка	Метод легирования	Прекурсоры	Применение	Ссылки
Fe	Золь-гель	6-гидрат хлорида железа (III), (тетраизопропилортотитанат)	—	Nasralla et al.(2013)
Fe	Hydrothermal	Диоксид титана, нитрат железа (III)	—	Стружко и др. (2011)
Pt	Фотовосстановление	Хлороплатиновая кислота, диоксид титана	Обесцвечивание сточных вод	Cheng et al. (2015)
P	Hydrothermal	Диоксид титана, диметилфосфит	Удаление красителя	Asapu et al. (2011)
Mn	Hydrothermal	Диоксид титана, нитрит марганца (II)	—	Horv et al.(2013)
Cr	Гидротермальный	Диоксид титана, хлорид хрома (III)	Промышленные и экологические сточные воды	Hussain and Siddiqa (2011)
B		Борная кислота, триэтиловый эфир бора, порошок диоксида титана		Grabowska et al. (2009)
Ni	Золь-гель	Тетра-бутоксид титана, ацетилацетонат никеля	Сточные воды красителей	Sharma et al. (2006)
Ag	Химическое восстановление	Нитрат серебра, диоксид титана	Сточные воды POME	Ng et al. (2016)
N	Золь-гель	Тетра-бутоксид титана, мочевина	Нефтяная вода	Hsu et al. (2008)

Безопасность | Стеклянная дверь

Подождите, пока мы убедимся, что вы настоящий человек. Ваш контент появится в ближайшее время. Если вы продолжаете видеть это сообщение, напишите нам чтобы сообщить нам, что у вас проблемы.

Подвеска Veuillez Patient que nous vérifions que vous êtes une personne réelle. Votre contenu s’affichera bientôt. Si vous continuez à voir ce message, contactez-nous à l’adresse pour nous faire part du problème.

Bitte warten Sie, während wir überprüfen, dass Sie wirklich ein Mensch sind. Ihr Вдохните вирд в Kürze angezeigt. Венн Си weiterhin diese Meldung erhalten, informieren Sie uns darüber bitte по электронной почте и .

Даже geduld a.u.b. Terwijl, мы проверяем, что вы склонны. Uw content wordt binnenkort weergegeven. Als u dit bericht blijft zien, stuur dan een e-mail naar om ons te информирует о новых проблемах.

Espera mientras verificamos que eres una persona real. Tu contenido se mostrará en breve. Si Continúas recibiendo este mensaje, infórmanos del проблема enviando un correo electrónico a .

Espera mientras verificamos que eres una persona real. Tu contenido aparecerá en бреве.Si Continúas viendo este mensaje, envía un correo electrónico a para informarnos que tienes issues.

Aguarde enquanto confirmamos que Você é Uma Pessoa de Verdade. Сеу конеудо será exibido em breve. Caso continuerecebendo esta mensagem, envie um e-mail para para nos informar sobre o проблема.

Attendi mentre verifichiamo Che sei una persona reale. Il tuo contenuto verrà visualizzato a breve. Secontini a visualizzare questo messaggio, invia un’email all’indirizzo per informarci del проблема.

Пожалуйста, включите куки и перезагрузите страницу.

Это автоматический процесс. Ваш браузер в ближайшее время перенаправит вас на запрошенный контент.

Подождите до 5 секунд…

Перенаправление…

Заводское обозначение: CF-102 / 6c6549881ec25ab2.

НЧ Cu2O декорированный Фотокатализатор BiPO4 для усиленного разложения органических загрязнителей при облучении видимым светом

Поверхность BiPO ₄ была декорирована наночастицами (НЧ) Cu ₂ O (здесь и далее обозначены как Cu ₂ O / BiPO ₄ ) через межфазную поверхность. метод сборки. Физические и фотофизические свойства гибридных фотокатализаторов Cu ₂ O / BiPO ₄ были охарактеризованы методами рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии (SEM), просвечивающей электронной микроскопии (TEM), энергодисперсионного анализа. Рентгеновская спектроскопия (EDX), рентгенофлуоресцентная спектрометрия (XRF), УФ-видимая спектроскопия диффузного отражения (DRS) и фотоэлектрохимия (PEC). По сравнению с чистым BiPO ₄ и Cu ₂ O, композиты Cu ₂ O / BiPO ₄ продемонстрировали значительно повышенную фотокаталитическую активность в отношении разложения метиленового синего (МБ) при облучении видимым светом. .5 мас.% Cu ₂ O / BiPO ₄ показал самую высокую фотокаталитическую активность при облучении видимым светом, которая была примерно в 12,25 раз выше, чем у BiPO ₄ . Примечательно, что превосходная стабильность также наблюдалась в пяти циклических прогонах. Гибридные фотокатализаторы Cu ₂ O / BiPO ₄ продемонстрировали резко увеличенную эффективность фотоиндуцированного разделения электронов и дырок, что было подтверждено результатами измерений фототока.На основе экспериментальных результатов и оцененных положений энергетических зон предложен механизм повышенной фотокаталитической активности.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй снова?

Как работают фотокаталитические очистители воздуха?

Как работают фотокаталитические очистители воздуха? Реклама

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 8 февраля 2021 г.

Свет — удивительный источник энергии — сила практически всего. что происходит на Земле. Свет от Солнца освещает темные глубины космоса, заставляет растения оживать и (косвенно) дает энергию нашему телу. Но знаете ли вы, что с его помощью можно также очистить вещей и вещей? В очистителях воздуха, которые работать с использованием метода под названием фотокатализ , световая энергия запускает процесс, который удаляет все виды вредных загрязнителей воздуха и превращает их вместо этого на безвредные вещества. Для людей, страдающих астмой и аллергии, подобные очистители воздуха на свету — еще один оружие в борьбе за более чистый воздух и улучшение здоровья. Теперь фотокатализ может показаться ужасно сложным, но работает он относительно просто. Давайте присмотритесь!

Фото: Разработанный Министерством энергетики США / NREL (Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии), этот фотокатализатор использует ультрафиолетовый свет, чтобы очищать воздух внутри автомобилей, превращая вредные летучие соединения (например, бензин и выхлопные газы), бактерии и вирусы в вместо этого меньше вредных веществ.Бытовые очистители воздуха, в которых аналогичным образом используются фотокатализаторы, производятся компаниями. такие как Daikin и Zander. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / NREL.

Что такое катализатор?

Изображение: Катализатор облегчает протекание химической реакции. Вот пример того, как это может работать. 1. Три химиката (красный, зеленый, синий) объединяются с катализатором (серый). 2) Катализатор обеспечивает рабочую поверхность, которая помогает химическим веществам соединяться. 3) В конце реакции катализатор химически тот же, что и в начале.

Вы, наверное, уже слышали о катализаторах — в таких вещах, как каталитические нейтрализаторы (системы очистки выхлопных газов автомобилей) и цеолиты (каменные кристаллы, используемые во всех видах продуктов и производственные процессы). Катализаторы чрезвычайно важны в промышленность; есть много видов, они работают во многих разными способами, и они используются при производстве почти всех химический продукт, о котором вы можете подумать.

Проще говоря, катализатор — это вещество, которое производит химическое реакция с большей вероятностью произойдет из-за уменьшения энергии, необходимой для удара запустить его («энергия активации», как ее еще называют).Катализатор может ускорить химическую реакцию или сделать это при более низкой температуре. После завершения реакции катализатор не израсходуется, хотя может быть физически измененным каким-либо образом.

А как насчет фотокатализаторов? Когда вы видите «фото», прикрепленное к слово (как в фотокопировальном аппарате, фотографии, фотоумножителе, фотоэлектрический …), вы можете быть уверены, что здесь задействован свет: phōtos — греческое слово, означающее «свет». Фотокатализ означает, что свет участвует в заставляет катализатор делать свою работу.Другими словами, свет обеспечивает энергия, позволяющая катализатору работать.

Как работает фотокаталитический очиститель воздуха PCO?

Вкратце, ультрафиолетовый свет падает на катализатор, который превращает воду в воздухе в форму, которая превращает молекулы загрязнения в более безвредные вещества. Вот как …

В фотокаталитических очистителях воздуха катализатор, очищающий воздух, обычно представляет собой титан. диоксид (иногда называемый диоксидом титана), возбуждаемый ультрафиолетом (УФ-свет. УФ — это коротковолновый свет, выходящий за пределы синяя / фиолетовая часть электромагнитного спектра, которую могут обнаружить наши глаза. Плохо Дело в том, что он дает вам солнечный ожог. Хорошо то, что он имеет гораздо больше энергии, чем обычный видимый свет, и именно то количество энергии, которое необходимо для возбуждения диоксида титана.

Диоксид титана — это полупроводник (немного похож на такие материалы, как кремний, используемый в интегральных схемах). На самом деле вам не нужно много диоксида титана: достаточно тонкого пленка, покрывающая поверхность материала основы, называемого субстратом, который обычно изготавливается из керамики или куска металла (например, алюминий).

Вот как катализатор из диоксида титана в очистителе воздуха разбивает молекулы загрязняющих веществ:

1. Когда ультрафиолетовый свет (изображенная здесь большая желтая стрелка) освещает диоксид титана, на его поверхности высвобождаются электроны (крошечные отрицательно заряженные частицы внутри атомов). Электроны делают полезную работу для нас.
2. Электроны взаимодействуют с водой. молекулы (h3O) в воздухе, разбивая их на гидроксильные радикалы (OH ·), которые представляют собой высокореактивные, короткоживущие, незаряженные формы гидроксид-ионы (OH-).
3. Эти маленькие, подвижные гидроксильные радикалы затем атакуют более крупные органические (на основе углерода) молекулы загрязняющих веществ, разрушая их химические скрепляет и превращает их в безвредные вещества, такие как углерод диоксид и вода. Это пример окисления — и поэтому Очистители воздуха, работающие таким образом, иногда также называют очистителями воздуха PCO (фотокаталитическое окисление) .

Итак, вот большое преимущество фотокаталитических очистителей воздуха. по сравнению с другими технологиями очистки воздуха, такими как фильтры: вместо этого просто улавливать загрязняющие вещества (от которых еще нужно как-то избавляться), они полностью преобразуют вредные химические вещества и эффективно их уничтожают.

Недостатки

« Представьте, что, пытаясь очистить воздух более эффективно, вы непроизвольно вводите химические вещества, более опасные, чем те, которые вы пытались очистить. ”

Университет Конкордия, 2015

Недостатком этого процесса является то, что фотокаталитические очистители также могут производить крошечные количество озона (O3), химического варианта кислорода в воздухе то есть сам по себе токсичный загрязнитель воздуха.[1] Производители очистителей заявляют, что количество производимого озона находится в пределах нормы (0,05 частей на миллион), предложенной FDA США, но даже в этом случае об этом следует помнить. Хотя гидроксильные радикалы встречаются в атмосфере естественным образом, они сами по себе могут представлять опасность. Если воздух в помещении содержит летучие органические соединения (ЛОС — легко испаряющиеся химические вещества, используемые в таких вещах, как краски и лаки для волос), вместо их полного удаления фотокаталитический очиститель воздуха может химически преобразовать их в другие неприятные загрязнители, включая формальдегид и ацетальдегид. [2] В целом, существуют некоторые споры и неопределенность в отношении того, могут ли загрязнители, производимые фотокаталитическими очистителями воздуха, представлять больший риск для здоровья человека, чем те, которые они предназначены для удаления. [3]

Еще стоит отметить, что все интересное происходит на поверхности катализатора из диоксида титана. Вот почему очистителям воздуха нужны вентиляторы, чтобы всасывать загрязненный воздух с одного конца и выдувать с другого. Это также является причиной того, что очистителям воздуха требуется некоторое время (обычно до 30 минут), чтобы правильно очистить большую комнату.

Третья проблема заключается в том, что катализаторы, используемые в фотокаталитических очистителях, имеют ограниченный срок службы, что значительно снижает их рентабельность. Со временем эту проблему должны решить более качественные катализаторы с более длительным сроком службы.

Рекламные ссылки

Фотокатализ на практике

Фотокатализ устраняет только определенные химические формы загрязнения воздуха и не решает проблему твердые частицы (сажа и грязь). Вот почему в фотокаталитических очистителях воздуха сочетаются УФ-активация, Катализаторы на основе титана с другими технологиями очистки и фильтрации для формирования комплексная система, способная справиться с целым рядом загрязнений и загрязняющие вещества.

Типичный очиститель всасывает входящий воздух через серию различные этапы очистки, на каждом из которых решаются разные виды загрязняющее вещество, переносимое по воздуху:

1. Относительно грубый фильтр предварительной очистки улавливает крупные бытовые частицы пыль, волосы и шерсть домашних животных. Этот фильтр изготовлен из полипропилена. сетка, покрытая катехином (горькое натуральное вещество, содержащееся в зеленом чае, действует как антибактериальное средство и дезодорант).
2. Тонкий фильтр HEPA удаляет переносимые по воздуху вирусы, бактерии, споры, и плесень.
3. Плазменный ионизатор дает положительный электрический заряд любому оставшиеся частицы пыли и пыльцы, поэтому они прилипают к негативному заряженная металлическая сетка (или что-то вроде рулона одноразовой фильтровальной бумаги) дальше вдоль машины. (Это очень похоже на система, используемая в электростатическом дымоочистителе, удаляющем сажу из дымовых труб.)
4. Фотокатализатор, изготовленный из апатита титана (аналогичный, но более эффективный, чем диоксид титана), химически разрушает оставшиеся органические загрязнители, такие как выхлопные газы, летучие органические соединения и т. д.

Изображение: изображение в разобранном виде типичного очистителя воздуха Daikin, которое читается справа налево. Воздух поступает справа (синяя стрелка) через переднюю решетку (серая, 2). Он проходит через фильтр грубой очистки (оранжевый, 4), ионизатор, который заряжает грязные частицы (синий 5), и рулонный фильтр (серый, 6). Затем он попадает в секцию фотокаталитической очистки посередине, где есть две фотокаталитические поверхности в форме сот (зеленые), питаемые УФ-лампами (желтые, 12).В задней части машины находятся вентилятор и двигатель (оранжевые, 13 и 14). Изображение из патента США: 6,761,859: Воздухоочиститель Ясухиро Ода, Daikin Industries, Ltd, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США (с добавленными цветами для ясности).

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

На других сайтах

• Качество воздуха в помещении (IAQ): исчерпывающее, заслуживающее доверия, независимое руководство по улучшению качества воздуха от Управления по воздуху и радиации Агентства по охране окружающей среды США.
• Руководство по воздухоочистителям в домашних условиях: краткий удобный информационный бюллетень Агентства по охране окружающей среды США. Это включает в себя обсуждение фотокаталитических воздухоочистителей. [Архивировано через Wayback Machine.]
• Daikin Industries: Очиститель воздуха MC707: Механизм: Простое объяснение Daikin своего фотокаталитического очистителя воздуха MC707 включает четкую диаграмму, показывающую различные этапы очистки и фильтрации воздуха. [Через Wayback Machine; исходная ссылка удалена.]

Книги

Статьи

Научно-популярное и новостное

• Dyson представляет очиститель воздуха Pure Cool Link для очистки домашнего воздуха от Сэмюэля Гиббса и Дамиана Кэррингтона.The Guardian, 31 марта 2016 г. В новейшем охлаждающем вентиляторе Dyson используется HEPA и активированный уголь для очистки проходящего через него воздуха.
• Съешь мою пыль: аллергик тестирует шесть очистителей воздуха Стивена Куруца. The New York Times, 15 мая 2013 г. Рассмотрение противоречивых заявлений об очистителях воздуха и сравнение шести последних моделей.
• Роботы, уничтожающие запахи, решают проблемы, о которых вы не знали, Эрико Гуиццо, IEEE Spectrum, 18 января 2012 г. Мобильный очиститель воздуха, который проникает в ваш дом, устраняя неприятные запахи!
• Джей Романо «Как выбрать воздухоочиститель».The New York Times, 11 февраля 2007 г. В этой статье говорится, что производительность, охват помещения и шум являются тремя наиболее важными критериями для сравнения уборщиков.

Журнальные статьи

• Оценка гибридного процесса очистки воздуха М. Пьерпаоли и др., Environ Sci Pollut Res Int, май 2017 г.
• Технология фотокаталитического окисления для очистки воздуха в помещениях: новейшие разработки Алиреза Хагигхат Мамагани и др., Applied Catalysis B: Environmental Volume 203, апрель 2017 г.
• Фотокаталитические очистители воздуха и технологии материалов — возможности и ограничения Л. Чжун и др., Строительство и окружающая среда, сентябрь 2015 г.
• Удаление летучих органических соединений в помещении с помощью фотокаталитического окисления: краткий обзор и перспективы Ю. Хуанга и др., Molecules, 2015.
• «Жизнеспособность фотокатализа для очистки воздуха» С. Хей и др., Molecules, январь 2015 г.
• Эффективность ультрафиолетового фотокаталитического окисления для воздуха внутри помещений: систематическая экспериментальная оценка Л.Чжун и др., J. Hazard Mater. 15 октября 2013 г.
• Характеристики ультрафиолетового фотокаталитического окисления для очистки воздуха в помещениях, А. Ходжсон и др., Indoor Air, 2007.

Патенты

Если вы ищете более подробное техническое описание реальных очистителей воздуха и воды, начните здесь:

• Патент США: 5 045 288: Фотокаталитическое окисление твердых веществ в газе загрязнителей окружающей среды Грегори Б. Раупп и др. Выпущено 3 сентября 1991 г. Описывает фотокаталитический очиститель воздуха и воды, который может бороться с летучими органическими соединениями (ЛОС) и нелетучими органическими соединениями.
• Патент США: 6,761,859: Воздухоочиститель Ясухиро Ода, Daikin Industries, Ltd., выдан 13 июля 2004 г. Очень четкое описание того, что вы найдете внутри типичного домашнего очистителя воздуха, в котором фотокатализ сочетается с традиционными воздушными фильтрами.
• Патент США: 6,884,399: Модульный фотокаталитический очиститель воздуха, Брэдли Райсфельд и др., Carrier Corporation. Выпущено 26 апреля 2005 г. Описывает фотокаталитический воздухоочиститель на основе диоксида титана, в целом похожий на тот, который я нарисовал выше.
• Патент США: 7300634: Фотокаталитический процесс Цви Янива и др., Nano-Proprietary, Inc., выдан 27 апреля 2007 г. В этом патенте более подробно рассматривается механизм фотокатализа с участием диоксида титана и ультрафиолетового света.

Список литературы

1. ↑ «Каталитический окисление …. Может образовывать вредные побочные продукты, такие как формальдегид, ацетальдегид и озон ». Цитируется в Таблице 1, стр. 18 документа US EPA: Воздухоочистители в жилых помещениях: Техническое резюме, 3-е издание, EPA 402-F-09-002, июль 2018 г. [Архивировано через Wayback Machine].
2. ↑ Образование промежуточных продуктов например, формальдегид, упоминается в US EPA: Residential Air Cleaners: A Technical Summary. и более подробно обсуждается в книге «Удаление летучих органических соединений в помещении с помощью фотокаталитического окисления: краткий обзор и перспективы» Ю. Хуанга и др., Molecules, 2015.
3. ↑ См., Например, «В поисках здорового и энергоэффективного здания», Университет Конкордия, июль 2015 г.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2010, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2010/2020) Фотокаталитические очистители воздуха. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-photocatalytic-air-purifiers-work.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Прямое эпоксидирование пропилена кислородом с использованием фотоэлектрогетерогенной каталитической системы

1.

Zuwei, X., Ning, Z., Yu, S. & Kunlan, L. Катализ с контролируемым переносом фазы для эпоксидирования пропилена до оксид пропилена. Наука 292 , 1139–1141 (2001).

CAS Статья Google Scholar

2.

Leow, W. R. et al. Селективный электросинтез оксидов этилена и пропилена с участием хлоридов при высокой плотности тока. Наука 368 , 1228–1233 (2020).

CAS Статья Google Scholar

3.

Zhan, C. et al. Критические роли легирования Cl на нанокристаллах Cu ₂ O для прямого эпоксидирования пропилена молекулярным кислородом. J. Am. Chem. Soc. 142 , 14134–14141 (2020).

CAS Статья Google Scholar

4.

Тержан, Дж., Хуш, М., Ликозар, Б. и Джинович, П. Эпоксидирование пропилена с использованием молекулярного кислорода над катализаторами на основе меди и серебра: обзор. ACS Catal. 10 , 13415–13436 (2020).

Артикул Google Scholar

5.

Кавани, Ф. и Телес, Дж. Х. Устойчивость при каталитическом окислении: альтернативный подход или структурная эволюция? ChemSusChem 2 , 508–534 (2009).

CAS Статья Google Scholar

6.

Lei, Y. et al. Повышенная активность серебра для прямого эпоксидирования пропилена за счет эффектов субнанометрового размера. Наука 328 , 224–228 (2010).

CAS Статья Google Scholar

7.

Ghosh, S. et al. Селективное окисление пропилена до оксида пропилена над наноструктурой оксида вольфрама на серебряной основе с молекулярным кислородом. ACS Catal. 4 , 2169–2174 (2014).

CAS Статья Google Scholar

8.

Huang, J. et al. Эпоксидирование пропена кислородом, катализируемое кластерами золота. Angew. Chem. Int. Эд. 48 , 7862–7866 (2009).

CAS Статья Google Scholar

9.

Торрес Д., Лопес Н., Иллас Ф. и Ламберт Р. М. Атомы кислорода с низкой основностью: ключ к поиску катализаторов эпоксидирования пропилена. Angew. Chem. Int. Эд. 46 , 2055–2058 (2007).

CAS Статья Google Scholar

10.

Бартон, Дж. Л. Электрификация химической промышленности. Наука 368 , 1181–1182 (2020).

CAS Статья Google Scholar

11.

Gordon, C.P. et al. Эффективное эпоксидирование биядерных центров в силикалите титана-1. Природа 586 , 708–713 (2020).

CAS Статья Google Scholar

12.

Кампос-Мартин, Дж. М., Бланко-Бриева, Г. и Фиерро, Дж. Л. Г. Синтез перекиси водорода: взгляд за пределы антрахинонового процесса. Angew. Chem. Int. Эд. 45 , 6962–6984 (2006).

CAS Статья Google Scholar

13.

Хаяси Т., Танака К. и Харута М. Селективное парофазное эпоксидирование пропилена над катализаторами Au / TiO. ₂ в присутствии кислорода и водорода. J. Catal. 178 , 566–575 (1998).

CAS Статья Google Scholar

14.

Апхад Б.С., Акита Т., Накамура Т. и Харута М. Эпоксидирование пропена в паровой фазе с использованием H ₂ и O ₂ над Au / Ti – MCM-48. J. Catal. 209 , 331–340 (2002).

CAS Статья Google Scholar

15.

Синха А.К., Силан С., Цубота С. и Харута М. Трехмерный мезопористый титаносиликатный носитель для наночастиц золота: парофазное эпоксидирование пропена с высокой степенью превращения. Angew. Chem. Int. Эд. 43 , 1546–1548 (2004).

CAS Статья Google Scholar

16.

Лю Б. и Айдил Э. С. Рост ориентированных монокристаллических наностержней рутила TiO ₂ на прозрачных проводящих подложках для сенсибилизированных красителями солнечных элементов. J. Am. Chem. Soc. 131 , 3985–3990 (2009).

CAS Статья Google Scholar

17.

Лю, Ч., Тан, Дж., Чен, Х. М., Лю, Б. и Ян, П. Полностью интегрированная наносистема полупроводниковых нанопроволок для прямого солнечного разделения воды. Nano Lett. 13 , 2989–2992 (2013).

CAS Статья Google Scholar

18.

Wang, G. et al. Массивы нанопроволок TiO ₂ , обработанных водородом для фотоэлектрохимического расщепления воды. Nano Lett. 11 , 3026–3033 (2011).

CAS Статья Google Scholar

19.

Kim, T. W. & Choi, K.-S. Нанопористые фотоаноды BiVO ₄ с двухслойными катализаторами выделения кислорода для расщепления солнечной воды. Наука 343 , 990–994 (2014).

CAS Статья Google Scholar

20.

Park, Y., McDonald, K. J. & Choi, K.-S. Прогресс в фотоанодах ванадата висмута для использования в солнечном окислении воды. Chem. Soc. Ред. 42 , 2321–2337 (2013).

CAS Статья Google Scholar

21.

Чжун, Д. К., Чой, С.И Гамелин, Д. Р. Почти полное подавление поверхностной рекомбинации в солнечном фотоэлектролизе с помощью модифицированного катализатором Co-Pi W: BiVO ₄ . J. Am. Chem. Soc. 133 , 18370–18377 (2011).

CAS Статья Google Scholar

22.

Ko, M. et al. Валоризация солнечного лигнина без посторонней помощи с использованием разделенной фотоэлектробиохимической ячейки. Нац. Commun. 10 , 5123 (2019).

Артикул Google Scholar

23.

Бласко Т., Кемблор М.А., Корма А. и Перес-Париенте Дж. Состояние Ti в титаноалюмосиликатах, изоморфных цеолиту β . J. Am. Chem. Soc. 115 , 11806–11813 (1993).

CAS Статья Google Scholar

24.

Fan, W. et al. Синтез, механизм кристаллизации и каталитические свойства обогащенного титаном ТС-1 без внекаркасных разновидностей титана. J. Am. Chem. Soc. 130 , 10150–10164 (2008).

CAS Статья Google Scholar

25.

Li, C. et al. УФ-резонансная рамановская спектроскопическая идентификация атомов титана в каркасе цеолита TS-1. Angew. Chem. Int. Эд. 38 , 2220–2222 (1999).

CAS Статья Google Scholar

26.

Möller, S.и другие. Онлайн-мониторинг электрохимической углеродной коррозии в щелочных электролитах методом дифференциальной электрохимической масс-спектрометрии. Angew. Chem. Int. Эд. 59 , 1585–1589 (2020).

Артикул Google Scholar

27.

Bader, H., Sturzenegger, V. & Hoigné, J. Фотометрический метод определения низких концентраций перекиси водорода путем катализируемого пероксидазой окисления N, N-диэтил- p -фенилендиамина (DPD ). Water Res. 22 , 1109–1115 (1988).

CAS Статья Google Scholar

28.

Li, B. et al. Гидратация эпоксидов [Co ^III (salen)], инкапсулированных в нанореакторах на основе диоксида кремния. Angew. Chem. Int. Эд. 51 , 11517–11521 (2012).

CAS Статья Google Scholar

29.

Кхоув, К. Б. и Дэвис, М.E. Каталитическая активность силикатов титана, синтезированных в присутствии ионов щелочных и щелочноземельных металлов. J. Catal. 151 , 77–86 (1995).

CAS Статья Google Scholar

30.

Линсебиглер, А. Л., Лу, Г. и Йейтс, Дж. Т. Фотокатализ на поверхностях TiO ₂ : принципы, механизмы и избранные результаты. Chem. Ред. 95 , 735–758 (1995).

CAS Статья Google Scholar

31.

Zhang, D. et al. Плазмонный электрически функционализированный TiO ₂ для высокоэффективных органических солнечных элементов. Adv. Функц. Матер. 23 , 4255–4261 (2013).

CAS Статья Google Scholar

32.

Lee, Y. W. et al. Беспристрастное биокаталитическое солнечно-химическое преобразование с помощью тандемной структуры FeOOH / BiVO ₄ / перовскит. Нац. Commun. 9 , 4208 (2018).

Артикул Google Scholar

33.

Ли, Д. К. и Чой, К.-С. Повышение долговременной фотостабильности фотоанодов BiVO ₄ для расщепления солнечной воды путем настройки состава электролита. Нац. Энергия 3 , 53–60 (2018).

CAS Статья Google Scholar

34.

Равель, Б. и Ньювилл, М. ATHENA, ARTEMIS, HEPHAESTUS: анализ данных рентгеновской абсорбционной спектроскопии с использованием IFEFFIT. J. Synchrotron Radiat. 12 , 537–541 (2005).

CAS Статья Google Scholar

35.

Лю, X., Рихтеринг, В. и Аколкар, Р. Исследование кинетики и массопереносных аспектов выделения водорода при химическом осаждении никель-фосфор. J. Electrochem. Soc. 164 , D498 – D504 (2017).

CAS Статья Google Scholar

36.

Ченло, Ф., Морейра, Р., Pereira, G. & Vázquez, MJ Вязкость бинарных и тройных водных систем NaH ₂ PO ₄ , Na ₂ HPO ₄ , Na ₃ PO ₄ , KH ₂ PO ₄ , K ₂ HPO ₄ и K ₃ PO ₄ . J. Chem. Англ. Данные 41 , 906–909 (1996).

CAS Статья Google Scholar

37.

Инь Г. и Чжан Дж. Методы вращающихся электродов и электрокатализаторы восстановления кислорода 1-е изд. (Elsevier, 2014).

38.

Хоман, Р. Б., Кулкарни, Б. Д., Параскар, А. и Сайинкар, С. Р. Синтез, характеристика и каталитические свойства силикалита-1 титана, полученного в мицеллярной среде. Mater. Chem. Phys. 76 , 99–103 (2002).

CAS Статья Google Scholar

Катализатор, контролирующий химические реакции с помощью света

Схематическое изображение расслоения плазмонных нанокристаллов.Кредит: POSTECH

POSTECH и группа исследователей разработали технологию, которая значительно улучшает характеристики плазмонных фотокатализаторов с использованием нанокристаллов «ядро @ оболочка» с атомарно конформными металлическими слоями.

Ядро @ оболочки нанокристаллы, которые имеют структуру ядра, окруженного оболочкой, могут использовать межфазную синергию от аналогов ядра и оболочки, обеспечивая применение в катализе, электронике и дисплеях.В частности, поверхность ядер плазмонных наночастиц (золота) равномерно покрыта каталитически активными переходными металлами (платина, палладий, рутений и родий) в структурах ядро ​​@ оболочка. Под воздействием света поверхность этого фотокаталитического гибрида может эффективно преобразовывать световую энергию в химическую энергию.

Для создания эффективной плазмонно-каталитической гибридной системы решающее значение имеет метод нанесения очень тонкой металлической оболочки на плазмонное ядро.Однако известные до сих пор стратегии приводят к образованию толстых оболочек за счет повреждения или деформации материалов сердечника, что значительно ухудшает их плазмонные характеристики.

Исследовательская группа под руководством профессора Ин Су Ли из химического факультета POSTECH изготовила систему ограничения наноструктуры, чтобы устранить факторы, вызывающие рост толстой оболочки в традиционных методах, и систему, в которой плазмонные наночастицы могут быть индивидуально разделены в растворе. Здесь, облучая источник света, исследователям удалось покрыть поверхность плазмонных нанокристаллов очень тонкими и однородными пластинами толщиной в атом.Это может быть выражено аналогично покрытию поверхности таблетки в капсуле тонкой пленкой.

Изображение плазмонно-каталитических гибридных нанореакторов, полученное с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Кредит: POSTECH

Эта металлическая пластина с тонким покрытием не повлияла на оптические свойства материала сердцевины, и эта стратегия обеспечивает платформу для синтеза гибридных фотокаталитических материалов, в которых эффективно сочетаются каталитические характеристики оболочки и плазмонные свойства материала сердцевины. .В частности, гибридные нанокристаллы золото-платина, покрытые тонкой пленкой платины на плазмонных наностержнях золота, демонстрируют очень высокое преобразование энергии, что приводит к повышенной скорости катализа фотокаталитической реакции, которая преобразует органические молекулы с использованием лазера ближнего инфракрасного диапазона в качестве источника энергии без каких-либо потерь. в каталитической активности даже после многократного использования. Более того, используя этот подход, можно независимо покрывать и активировать различные кривизны поверхности плазмонных нанокристаллов с использованием разных источников света, так что активность конкретного катализатора среди смешанных каталитических материалов может быть избирательно и удаленно управляемой.

«Благодаря подходу к синтезу, разработанному в этом исследовании, каталитически активные металлы можно нанести тонким слоем на поверхность различных типов плазмонных наночастиц на атомном уровне», — заметил профессор Ин Су Ли, руководивший исследованием. «Благодаря синергии с металлической оболочкой он может использоваться в качестве высокоэффективного фотокатализатора в различных областях, включая устойчивое преобразование энергии, биотехнологию и биомедицину.«

Исследовательская группа POSTECH во главе с профессором Ин Су Ли, профессором-исследователем Амитом Кумаром и доктором философии. кандидат Анубхаб Ачарья из химического факультета POSTECH в сотрудничестве с профессорами Джунсук Ро из POSTECH, Юн-Кён Чо из UNIST и Санг Хо О из Университета Сонгюнкван. Основываясь на уникальном исследовании «химической реакции в нанокосмическом пространстве (NCCR)», которое изучается исследовательским центром, ожидается, что это исследование может быть преобразовано в технологию искусственного регулирования функций клеток.

Исследование было опубликовано в качестве титульной статьи в журнале Американского химического общества.

---

Наноструктура кремнезема с химио-ферментативной компартментализацией

---

Дополнительная информация: Анубхаб Ачарья и др., Атомно-конформные ламинации металлов на плазмонных нанокристаллах для эффективного катализа, журнал Американского химического общества, (2021 г.).DOI: 10.1021 / jacs.1c05753

Предоставлено Пхоханский университет науки и технологий (POSTECH)

Ссылка : Катализатор, контролирующий химические реакции со светом (2021, 19 августа) получено 31 декабря 2021 г. с https: // физ.org / новости / 2021-08-катализатор-химик-реакции.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

CuO как эффективный фотокатализатор для фотокаталитического обесцвечивания сточных вод, содержащих азокрасители | Водная практика и технологии

Азокрасители, безусловно, являются наиболее важным классом, составляющим более 50% всех коммерческих красителей, и были изучены больше, чем любой другой класс.Азокрасители представляют собой органические соединения, содержащие функциональную группу R’- N = N-R, в которой R ‘и R обычно представляют собой арил. Азогруппа присоединена к двум группам, из которых по крайней мере одна, но чаще обе являются ароматическими. Они существуют в трансформе E- N = N-A, в которой валентный угол составляет ок. 120 °, атомы азота sp ² гибридизованы, и обозначение групп A и E согласуется с C.I. использование (Hunger & Herbst 2007). В котором группа E состоит из электронодонорных заместителей, в частности, амино- и гидроксильных групп, а группа A часто содержит электроноакцепторные заместители.Если красители содержат только ароматические группы, такие как нафталин и бензол, они известны как карбоциклические азокрасители. Если они содержат одну или несколько гетероциклических групп, красители известны как гетероциклические азокрасители (Abinaya et al. 2018).

Азокрасители обычно характеризуются цветом и высоким уровнем химической потребности в кислороде (ХПК) (Xiong et al. 2001). Среди азокрасителей широко коммерчески используются RB 5, AY-23 и MB из-за их высокого оттенка цвета, растворимости и легкости прикрепления волокна.Из-за их различных целей использования, а именно. белковое волокно, синтетическое волокно и целлюлозное волокно, они широко используются в текстильной промышленности для окрашивания. В процессе окрашивания всегда остается часть нанесенного красителя, которая не прикрепляется к ткани и вымывается. Нефиксированные красители обнаруживаются в высоких концентрациях в сточных водах текстиля. Поскольку он ядовит, коррозионен, активен, кислотен и легковоспламеняем, его необходимо обработать перед повторным использованием или перенаправлением в систему водоснабжения.Как правило, сточные воды могут содержать вредные вещества, такие как тяжелые металлы, токсичные химические вещества, масла и смазки, твердые частицы, отстой, органические и неорганические материалы. Токсичные соединения в сточных водах могут серьезно повредить людям, животным и окружающей среде в целом. Если большое количество биоразлагаемых веществ попадает в воду, организмы могут начать их расщеплять. Это плохо, потому что эти виды при этом поглощают много растворенного кислорода. Для выживания морских обитателей необходим растворенный кислород.По мере его истощения рыба может получить опасный для жизни вред. Другие виды отходов, такие как масла и смазки, сложнее разложить и могут накапливаться на поверхности воды. Это уменьшает количество света, доступного для фотосинтезирующих водных растений. Он также может задушить рыбу и попасть в перья птиц. А тяжелые металлы, такие как свинец и ртуть, вредны не только для человека, но и для животных. Если кто-то потребляет или съедает рыбу из загрязненного источника воды, это может серьезно пострадать от последствий для здоровья.То же самое можно сказать о животных и растениях, обитающих в воде. Кроме того, выливание ила в водные пути до того, как с ним будут надлежащим образом обработаны, могут иметь долгосрочные последствия для окружающей среды. Сброс осадка может привести к тому, что вода станет теплой или даже горячей. В этих условиях температура воды может повышаться, что влияет на количество в ней кислорода. Следовательно, для здоровья человека и водных организмов разработка экономичных и экологически безопасных средств лечения является недавним глобальным приоритетом (Selvakumar et al. 2013; Abdel et al. 2019; Jie et al. 2019).

В последние годы большое внимание было уделено химическим процессам, таким как Фентон, пеногашение и адсорбция для обесцвечивания загрязнителей воды с помощью катализаторов на основе оксидов переходных металлов из-за низкой токсигенности, в идеале с CO ₂ и H ₂ O в качестве конечных продуктов (Cynthia et al. 2020; Mahdieh & Seyed 2020).Однако при практической очистке сточных вод от красителей такая обработка все еще сопряжена с другими недостатками, такими как низкая скорость реакции обесцвечивания сточных вод, сложный химический состав и отстой ионов металлов.

Альтернатива традиционным методам, гетерогенный фотокатализ стал зеленой технологией и является наиболее многообещающей из-за полной минерализации органических загрязнителей за счет светового облучения (Fox & Dulay 1993).Тем не менее, достижения в области гетерогенного фотокатализа — это манипуляции с веществом или методы, основанные на их фактических принципах, ведущие к потенциальным решениям для очистки воды. Широко используемые оксиды металлов, такие как TiO ₂ (Tao и др. 2011), NiO (Harraz и др. 2010), MnO ₂ (Рамеш и др. 2016), WO ₃ ( Liu et al. 2010) и т. Д. Имеют относительно большую ширину запрещенной зоны, фотокаталитическая эффективность, основанная на полном УФ-спектре, довольно низка и нестабильна.Более того, основным недостатком является то, что коммерческие катализаторы требуют потенциальных окислителей и подавляют регенерацию гидроксильных радикалов и снижают каталитическую активность во время разложения H ₂ O ₂ (Kim & Choi 2005). Сообщается, что некоторые из этих материалов основаны на искусственном УФ-свете в качестве источника энергии. Однако ультрафиолетовое излучение при естественном солнечном свете составляет лишь 5-8% солнечного спектра на уровне моря, и это создает ограничение и требование для искусственного освещения катализаторов (Ibhadon & Fitzpatrick 2013).Полупроводники сульфидов металлов, такие как CdS и PbS, считаются недостаточно стабильными для катализа и токсичными (Kakodkar n.d.). Недавно сообщалось, что гетерогенные наноструктуры, украшенные BiOCl (Wang et al. 2017), C ₃ N ₄ (Wang et al. 2015), демонстрируют некоторые фотокаталитические перспективы, но с неопределенностью относительно их эффективности и спектральные характеристики.

Кроме того, гетерогенный фотокатализ занимается экспериментальным определением и анализом концентрации вещества как функции времени.Скорость реакции, измеренная на основе концентрации (A), может быть указана ниже (Herrmann 1999). (1) где k — константа скорости, а степень n — порядок. Реакция бывает нулевого, первого, второго или третьего порядка в зависимости от значения n (0, 1, 2 или 3 соответственно). Параметр k также может быть константой скорости нулевого, первого, второго или третьего порядка. Константу скорости можно использовать для сравнения скорости различных реакций. Следовательно, каталитическая эффективность в гетерогенном фотокатализе зависит от множества условий окружающей среды, таких как поверхностный заряд и электронная структура катализатора, природа поверхностно-активного центра, степень локализации фотогенерируемых зарядов, pH, температура, природа загрязняющего вещества, кристаллической структуры, метода синтеза и размеров фотореактора.

Наноструктура оксида меди (CuO) привлекла значительное внимание, потому что это очень реактивный полупроводник с малой шириной запрещенной зоны и моноклинной структурой, а их большой объем поверхности находит замечательное применение в катализе (Vaseem et al. 2008). Кроме того, CuO дешев, его много, а экономичный материал с коротким временем реакции при нормальных условиях является преимуществом для зеленого синтеза наночастиц. Pan et al.Фотокатализатор CuO , изготовленный методом экстракции листьев Pyrus Pyrifolia , показал процент обесцвечивания метиленового синего около 45% через 30 часов при видимом облучении (Sundaramurthy & Parthiban 2015). После введения химического восстановления фотокаталитическая активность фотокатализатора CuO заключалась в обесцвечивании красителя почти на 82%, в то же время под воздействием УФ-излучения (Raghav et al. 2016), максимальное обесцвечивание МБ было зарегистрировано на 93% за 120 мин при нагревании. 600 ° C (солнечный свет) электрохимически приготовленными НЧ CuO (Katwal et al. 2015). Manjari et al. сообщил, что биосинтезированные НЧ CuO показали эффективность преобразования 91% за 6 циклов обесцвечивания метиленового синего (Manjari et al. 2017). Хотя фотокаталитическая активность CuO, модифицированного различными методами и в лабораторных условиях, была улучшена, система все еще страдает многими ограничениями, включая высокую стоимость и сложный процесс синтеза или нестабильность во время фотохимических операций. Был разработан метод химического осаждения простого и экологически чистого подхода к синтезу наночастиц оксида меди, который подчеркивает использование химических соединений для синтеза наночастиц оксида меди.Например, Rao et al. (2017) приготовили наноструктуры CuO с помощью химического осаждения и сообщили о его эффективной фотокаталитической активности около 88% через 4 часа в отношении обесцвечивания тартразина при освещении видимым светом. Впредь, с этой точки зрения, это исследование было сосредоточено на химическом осаждении, применяемом в синтезе наночастиц оксида меди, экологически чистом подходе, и оценивалось их эффективность для каталитического восстановления органических красителей, а именно RB-5, MB и AY-23, из жидких фаз методом гетерогенного фотокатализа.

Фотокатализ можно назвать фотоиндуцированной реакцией, которая ускоряется в присутствии катализатора. Это может быть инициировано поглощением фотона с энергией, равной или превышающей энергию запрещенной зоны катализатора (Eg) (Xu et al. 2006). Поглощение приводит к разделению зарядов из-за возбуждения электрона (e ^— ) из валентной зоны катализатора в зону проводимости, тем самым создавая дырку (h ⁺ ) в валентной зоне (уравнение (2 )).Из-за генерации электронов и дырок на поверхности НЧ CuO происходят окислительно-восстановительные реакции. В реакции восстановления электроны зоны проводимости могут восстанавливать краситель или реагировать с акцепторами электронов, такими как O ₂ , адсорбированным на поверхности Cu (II) или растворенным в воде, восстанавливая его до супероксид-радикального аниона O ₂ ^{— •} (уравнения (3) и (4)). В реакции окисления дырки валентной зоны могут окислять органическую молекулу с образованием R ⁺ или реагировать с OH ^— или H ₂ O, окисляя их до радикалов OH ^• (Уравнения (5) — (7 )).Сообщается, что вместе с другими высокоокислительными видами, такими как перекисные радикалы, они ответственны за фотообесцвечивание CuO органических субстратов в виде красителей (уравнения (8) и (9)). Образовавшийся радикал ^• OH (уравнения (10) и (11)), будучи очень сильным окислителем, может окислять большинство азокрасителей до конечных минеральных продуктов (уравнение (12)).