Fotokatalysatorer

Hvorfor vælge os

Rig erfaring
Med årtiers erfaring med forskning, fremstilling og markedsføring af organiske kemikalier er vi blevet en global leverandør af kemisk forskning, udvikling og fremstilling.

Professionelt team
Genie Chemical har et højt kvalificeret R&D-team på mere end 200 mennesker.

One{0}}stop-tjeneste
Kvalitetsinspektion, produktionskontrol og efter-salgsservice, hvilket giver one-service.

QC
Det har opnået ISO 9001-certificering og har oprettet et dedikeret testcenter til at implementere strenge kvalitetskontrolstandarder på alle stadier af produktionsprocessen. Kvalitetsinspektører overvåger nøje produktionsprocessen for hvert produkt for at sikre kvaliteten af det endelige kemiske produkt.

Hvad er fotokatalysatorer

Fotokatalysatorer er materialer, især halvledere som titaniumdioxid og zinkoxid, der accelererer kemiske reaktioner under lysbestråling. Når fotoner med tilstrækkelig energi rammer fotokatalysatoroverfladen, genereres elektron-hulpar. Dette igangsætter redoxreaktioner, der nedbryder organiske forurenende stoffer og desinficerer vandbårne patogener. Alsidige og effektive fotokatalysatorer udnytter solenergi eller kunstigt lys til at drive disse reaktioner og tilbyder dermed en vedvarende og miljøvenlig løsning.-

Fordele ved fotokatalysatorer

Deodorant effekt

Fotokatalysatorer indeholder en komponent kaldet titaniumdioxid. Når denne titaniumdioxid udsættes for ultraviolet lys eller fluorescerende lys, dannes der reaktive oxygenarter. Det absorberer lugt-forårsager stoffer, det kommer i kontakt med og nedbryder det til vand og kuldioxid. Det har den fordel, at det fjerner alle lugte i rummet, såsom cigaret-, skimmel- og skolugt.

Nedbrydning og fjernelse af skadelige stoffer: formaldehydfjernelse, lugtfjernelse

Fotokatalysator har også den funktion at nedbryde og fjerne "formaldehyd". Disse skadelige stoffer fordampes fra byggematerialer og møbler og er årsag til allergiske sygdomme i rum. Derudover, i modsætning til metoderne til at fjerne kemikalier eller giftige stoffer, består den meget aktive synlige lys-fotokatalysator hovedsageligt af et stof kaldet nano-titaniumdioxidapatit, som også kan bruges som fødevaretilsætningsstof, hvilket er sikkert og har ingen bivirkninger.

Antibakteriel effekt

Fotokatalysator har en deodoriserende effekt. Det har den virkning at nedbryde og fjerne Norovirus, influenza, Escherichia coli, Salmonella og svampe. Skimmelsvampe spreder især sporer, når de formerer sig, og belægning af vægbeklædninger eller lofter med fotokatalysatorer er meget effektiv mod disse sporer.

Anti-alger og anti-meldugseffekt

Fotokatalysatorer indeholdende sølvioner har en antibakteriel effekt, så selv en lille mængde lys kan udøve en antibakteriel effekt. Derudover har fotokatalytisk titaniumoxid den virkning at nedbryde skadelige stoffer produceret af bakterier, som ikke kan nedbrydes af traditionelle antibakterielle midler, når de dør. For eksempel beskytter den mod bakterier som O-157, E. coli og skimmelsvamp, og på grund af dens svampedræbende effekt forhindrer den ubehagelige lugte.

Antifouling effekt

Fotokatalysatoren har den funktion at nedbryde og fjerne kemiske stoffer såsom ammoniak i kontakt med vægbeklædningen. Derfor har det den virkning at undertrykke gulning forårsaget af cigaretter og lignende.

Typer af fotokatalysatorer

Homogen fotokatalyse

Den homogene fotokatalyse involverer eksistensen af reaktanter og fotokatalysatorerne i samme fase, dvs. begge kan være i form af gasser. Et af de meget almindelige eksempler på anvendte homogene fotokatalysatorer er ozon- og foto-Fenton-systemer (Fe+ og Fe+/H2O2). Her skal den reaktive art være hydroxylgruppen (•OH), som har tendens til at blive brugt til forskellige formål og formål. Denne mekanisme til at producere hydroxylradikal (•OH) af ozon kan følge disse to veje nævnt nedenfor.

Heterogen fotokatalyse

Det er indlysende ud fra definitionen, at "heterogen katalyse" involverer, at katalysatorerne og reaktanterne er i forskellige faser. Heterogen fotokatalyse er et emne, der involverer et relativt stort udvalg af reaktioner, som omfatter, men ikke begrænset til; milde eller totale oxidationsreaktioner, dehydrogeneringsproces, hydrogenoverførselsreaktion, 18O2–16O2 og deuterium-alkan isotopudvekslingsreaktion, metalaflejring, vandafgiftning, proces til fjernelse af gasformige forurenende stoffer osv. Generelt og almindeligt anvendte heterogene fotokatalysatorer inkluderer overgangsmetalkarakteristika, som er unikke halvledere og halvledere.

Anvendelse af fotokatalysatorer

Vandbehandling

I spildevandsbehandlingsprocesser anvendes forskellige binære såvel som ternære halvledere som fotokatalysatorer. Fotokatalysatorerne titaniumdioxid (TiO2) og zinkoxid (ZnO) bliver ofte brugt til rensning af spildevand. Zinkoxid fotokataly er et fremragende oxidationsstof, der i vid udstrækning anvendes til behandling af spildevand i industrier som i medicinalindustrien, trykpresse og farvning, papir- og pulpindustrien osv. Titandioxid (TiO2) nanorør også kendt som (TNT'er) er meget gunstige fotokatalysatorer af vand til dekontaminerende vand. Benjwal et al. (2015) undersøgelser viser, at de grafenoxid-TiO2/Fe3O4-baserede ternære nanokompositter er af potentielle implementeringer i rensning af spildevand.

Fjernelse af spormetaller

Nogle af sporstofferne som kviksølv (Hg), chrom (Cr) og bly (Pb), samt andre metaller, er yderst farlige for menneskers sundhed. Ved at bruge den heterogene fotokatalyse med det formål at opretholde vandkvaliteten såvel som menneskers sundhed, kan sådanne toksiciteter af metaller med succes fjernes, selv ved det lavere niveau af koncentrationer som dele per million (ppm).

Vandspaltning

Til reaktionen af vandspaltning er forskellige arter såsom sulfider, oxider og selenider blevet fremstillet som fotokatalysatorer. Titandioxid (TiO₂) nanopartikler, adskillige halvledere (koblet) som CaFe204/TiO₂, heterojunction WO3/BiVO4, samt kerne- eller skal nanofibre som CdS/Zno, og mange flere, giver meget nyttige måder til brintproduktion fra vand.

Selvrensende-funktioner

Titaniumdioxid (TiO₂) fotokatalysatoren har opnået stor anerkendelse som et nyttigt fotofunktionelt stof, grunden er, at rengøring af glas- og fliseoverflader kræver kemiske rengøringsmidler, udtømning med høj energi, og det er også dyrt. Den selv-rensende overflade baseret på titaniumdioxid får de uorganiske såvel som organiske molekyler til at forblive absorberet og nedbrudt på den ubesværet. Bagefter bliver det let at vaske med vand på grund af TiO₂-filmens høje hydrofilicitet. Det nævnte resultat af TiO2 bliver funktionelt på denne betingelse; når hastigheden af absorberede organiske forurenende stoffer på overfladen af materialet er mindre end for indfaldende solfotoner pr. tidsenhed. Belægningen, malingsmaterialerne til bygningers vægge og byggeprocesser er meget udsat for dårlige vejrforhold som naturligt nedbør og hårdt sollys, så

Faktorer, der forbedrer Photocatalyst Performance

Kompositter/Kobling

En anden brugbar teknik til at gøre fotokatalysatorer effektive i det synlige lys til forskellige anvendelser er kobling af halvledere eller komposit. Sådan at halvledere med et stort båndgab og et lille båndgab er koblet sammen, så de har et mere negativt Conduction band (CB) niveau. Så resultatet bliver; elektronerne i ledningsbåndet (CB) kan injiceres fra halvlederen med lille båndgab til halvlederen med stort båndgab. Denne teknik og farvesensibiliseringsmetoden er ens, men den eneste kontrast er, at elektronerne vil bevæge sig fra en halvleder til en anden. Produktionen af hydrogen via koblet SnO2, CdS, CdS/Pt-TiO2 og NiS/ZnxCd1-xS/reduceret grafenoxid er blevet undersøgt.

Metallisering

For at forbedre den fotokatalytiske aktivitet af en halvleder er forskellige ædelmetaller som Pt, Au, Ag, Ni, Cu, Rh, Pd osv. blevet brugt. Sandsynligheden for elektron-hul-rekombination / gensammenføjning mindskes af denne proces, og dette resulterer i en effektiv ladningsadskillelse såvel som højere hastigheder af fotokatalytisk reaktion. På grund af disse egenskaber af ædelmetaller kan elektronoverførsel hjælpes, hvilket fører til den højere fotokatalytiske aktivitet.

Farvesensibilisering

Farvesensibilisering er en gunstig teknik til overfladeudvikling og modifikation af fotokatalysatorer til udnyttelse af synligt lys af hensyn til energiomdannelsen. Farvestoffer har oxidations-reduktionskarakteristika samt synlig lysfølsomhed, der kan være nyttige for solceller og i fotokatalytiske systemer. En katalytisk reaktion kan startes, fordi når farvestofferne udsættes for synligt lys, injicerer de elektroner til ledningsbåndet (CB) af halvledere. En hurtig og hurtig elektroninjektion og langsom tilbagereaktion er de primære betingelser for at omdanne absorberet lys direkte til elektrisk energi med højere effektivitet i solceller eller via produktion af brint.

Doping

Anvendelsen af doping er kendt som tilsætning af urenheder til et rent stof. Doping er opdelt i to underkategorier, der er; (1) Kationisk doping og (2) Anionisk doping. Kationisk doping involverer doping af kationer til halvlederne, såsom metallerne som Al, Cu, V, Cr, Fe, Ni, Co, Mn osv. På den anden side involverer anionisk doping brugen af anioner, såsom ikke-metaller som N, S, F, C, C, etc. fra hvert forskelligt dopingmiddel. Dopingen af metal såvel som ikke-metalion øger foto--reaktionsevnen på overfladen af en fotokatalysator for at nå det synlige område ved at opbygge nye energiniveauer (eller urenhedstilstand) mellem valensbåndet (VB) og ledningsbåndet (CB) for at mindske dets båndgab. De elektroner, der exciteres af lys, flyttes fra urenhedstilstanden til ledningsbåndet (CB).

Hvordan forhindrer man deaktivering af fotokatalysatorer?

Forgiftning

Den primære årsag til Photocatalysts deaktivering er forgiftning. Det refererer til den reversible eller irreversible kemiske deaktivering af en fotokatalysator og fører til tab af katalytisk aktivitet, stabilitet og selektivitet, hvilket forårsager alvorlige problemer og økonomiske tab i industrielle katalytiske processer. Figur 1. viser svovlforgiftningen med H2S af nikkelfotokatalysatorer med & uden oxygentilsætning.

Sintring

Sintring er en anden almindelig årsag til Photocatalysts deaktivering. Det er en termisk degeneration, der kommer med reduceret katalytisk overfladeareal og støtteareal. Hvad værre er, ville de katalytiske faser skifte til ikke-katalytiske faser og dermed hindre de tilsigtede kemiske reaktioner.

Kokning

Forkoksning tegner sig for omkring 20% af Photocatalysts deaktivering, og det er normalt relateret til tilstopning. Nemlig de kulstofholdige og andre materialer i Photocatalysts porer aflejres, hvilket mindsker porestørrelsen og forhindrer reaktantmolekylerne i at diffundere ind i poren. Normalt kan disse kulholdige aflejringer fjernes ved forgasning med vanddamp eller brint, og vi erhverver henholdsvis CH4, CO og COx. Så deaktivering af koksdannelse er en reversibel proces. Figur 2. er en skematisk illustration af koksaflejring på umodificerede og metal-modificerede HZSM-5 fotokatalysatorer.

Fotokatalyse mekanisme

(1) Processen begynder med absorption af lys og den efterfølgende generering af ladningsbærere. Når overfladen af fotokatalysatoren belyses af lys med energi lig med eller overstiger båndgab-energien for Metal Halide Perovskites (MHP'er), sker der en øjeblikkelig elektronovergang, hvilket giver anledning til dannelsen af elektron-hul (e-h)-par. Det er værd at bemærke, at lys typisk er kategoriseret i to bølgelængdeområder: ultraviolet (UV) lys, der spænder over 200-400 nm, og synligt lys, der dækker området 400-800 nm. Især når båndgab-energien (f.eks.) af en halvleder er lavere end ca. 3,1 elektronvolt (eV), kan materialet effektivt absorbere synligt lys. Denne evne er af stor betydning, fordi synlige fotoner udgør en stor del af sollys, der bidrager til omkring 50% af dets sammensætning.

(2) Den næste afgørende fase involverer adskillelsen og bevægelsen af disse ladningsbærere. Da lys udløser overgangen af elektroner fra valensbåndet (VB) til ledningsbåndet (CB), efterlader det huller i VB. Denne elektron-hul (e-h) adskillelse er et afgørende trin i fotokatalyse. Det er dog vigtigt at erkende, at rekombinationen af disse fotogenererede elektroner og huller er en iboende og uundgåelig proces. Desværre kan denne rekombination hindre den effektive udnyttelse af ladningsbærere, hvilket i sidste ende mindsker fotokatalysatorernes katalytiske aktivitet.

(3) Det efterfølgende trin involverer overfladeredoxreaktioner af de tilsvarende reaktanter. Dette indebærer hurtig overførsel af elektroner, der er i stand til reduktion, og huller, der har oxidationspotentiale, til udpegede reaktionssteder på overfladen af metalhalogenidperovskit (MHP) fotokatalysatorer. Termodynamisk set kræver opnåelse af vellykkede redoxreaktioner en præcis tilpasning mellem energibåndstrukturen af halvlederen og redoxreaktionspotentialerne. Denne justering kræver, at energiniveauet for ledningsbåndet (CB) er mere negativt end reduktionspotentialet, mens energiniveauet for valensbåndet (VB) skal være mere positivt end oxidationspotentialet.

Sådan vedligeholdes fotokatalysatorer

01/

Vælg de rigtige fotokatalysatorer
At vælge de rigtige fotokatalysatorer til den specifikke applikation er afgørende for at forhindre deaktivering. Forskellige fotokatalysatorer har forskellige grader af stabilitet og modstand mod deaktivering. Derfor er det vigtigt at vælge en fotokatalysator, der er egnet til de specifikke procesforhold. Photocatalysts design betyder også noget. Du kan ændre overfladearealet, porestørrelsen og pelletstørrelsen for at forhindre fotokatalysatorforgiftning.

02/

Hold fotokatalysatorerne rene
En af hovedårsagerne til Photocatalysts deaktivering er akkumulering af forurenende stoffer på overfladen. Disse urenheder kan komme fra råmaterialet eller fra det omgivende miljø. For at forhindre dette i at ske, er det vigtigt med jævne mellemrum at rense systemet eller filtrere råmaterialet.

03/

Undgå høje temperaturer
Fotokatalysatorer kan være følsomme over for høje temperaturer, hvilket kan føre til deres deaktivering. Det er afgørende at undgå at udsætte fotokatalysatorerne for temperaturer ud over dets sikre driftsområde. Du må hellere overvåge systemets temperatur og justere processen i overensstemmelse hermed.

04/

Overvåg fotokatalysatoraktivitet
Overvågning af fotokatalysatorernes aktivitet kan hjælpe med at opdage eventuelle ændringer i dens ydeevne. Dette kan opnås ved regelmæssigt at måle reaktionshastigheden eller ved at udføre periodisk fotokatalysatortestning. Ved at overvåge aktiviteten af fotokatalysatorerne kan eventuelle problemer identificeres tidligt, og der kan træffes korrigerende handlinger for at forhindre deaktivering.

Vores fabrik

Med årtiers erfaring med fremstilling og markedsføring af kemikalier af høj-kvalitet, Gnee Chemical Company, leverer vi organiske kemikalier, biokemikalier, farmaceutiske mellemprodukter og mere. Gnee Chemical har en dygtig arbejdsstyrke inden for forskning og udvikling. Vores team på mere end 200 personer er ansvarlige for kvalitetstestning, produktionskontrol og efter{4}}salgsservice som en-one-stop-service. Vi leverer R&D- og produktionsløsninger til vores globale kunder. Vi overholder princippet om "Quality First" og har opnået ISO 9001-certificering. Vi har også oprettet et dedikeret testcenter til at implementere strenge kvalitetskontrolstandarder på alle stadier af produktionsprocessen. Kvalitetsinspektører overvåger nøje produktionsprocessen for hvert produkt for at sikre kvaliteten af de endelige kemiske produkter.

productcate-1-1

Certificeringer

FAQ

Spørgsmål: Hvad er begrænsningerne ved det fotokatalytiske system?

A: Mange af halvlederfotokatalysatorerne er imidlertid ude af stand til at absorbere det synlige lys fra solspektrene på grund af deres brede båndgab. Inkorporeringen af et fremmed element såsom et dopingmiddel i gitteret af disse fotokatalysatorer viste sig at reducere deres båndgab og forbedre synligt lysabsorption.

Q: Hvad er de tekniske udfordringer ved fotokatalyse?

A: Adskillige faktorer, herunder ladnings-bærerrekombination, grænsefladeladningsoverførselsinhibering, nedbrydningseffektivitet og ladningsseparation, reducerer effektiviteten af fotokatalyseprocessen, når den udsættes for det synlige spektrum [138]. En af de fremtrædende udfordringer, der fremhæves, er lav brintlagring [83].

Q: Kan fotokatalysatorer genbruges?

A: De fotokatalytiske MoS2-film kan let gendannes og genbruges. Filmene udviser høj strukturel og kemisk stabilitet selv efter 5-cyklusser af nedbrydningsundersøgelserne.

Q: Hvad gør en god fotokatalysator?

A: En god fotokatalysator bør karakteriseres ved: (i) evnen til at absorbere stråling fra et bredt spektralområde af lys, (ii) den passende position af halvlederens energibånd omkring redoxreaktionspotentialerne, (iii) høj mobilitet og lang diffusionsvej for ladningsbærere, (iv) termodynamisk.

Q: Hvad er de faktorer, der påvirker fotokatalysator?

A: Omfanget af farvestofadsorption afhænger af den oprindelige farvestofkoncentration, farvestoffets art, fotokatalysatorens overfladeareal og opløsningens pH. pH bestemmer fotokatalysatorens overfladeladning. Adsorption af farvestoffet er minimal, når opløsningens pH er ved det isoelektriske punkt (ladningspunkt nul.

Q: Hvorfor er fotokatalysatorer vigtige?

A: Fotokatalysatorer er fremragende materialer, der nemt kan ændre solenergi til brug i oxidations- og reduktionsaktiviteter. Fotokatalysatorer bruges på flere områder, såsom fjernelse af forurenende stoffer fra luft og vand, vandopdeling for at generere H2, lugtkontrol, inaktivering af kræftceller og bakteriel inaktivering.

Spørgsmål: Hvorfor bruges ledere ikke som fotokatalysator?

A: I tilfælde af leder overlapper valensbåndet og ledningsbåndet. For fotokatalytisk reaktion er den nødvendige betingelse oxidation og reduktion samtidigt, men i ledning er kun fri elektron tilgængelig. Formleder udfører vi kun oxidationsreaktion ad gangen, ikke begge reaktioner samtidigt.

Q: Hat er de mest almindelige fotokatalysatorer?

A: Titanium(IV)oxid
På trods af zinkoxidens lovende egenskaber er titanium(IV)oxid stadig den mest almindeligt anvendte fotokatalysator. Dette er i høj grad relateret til den højere kemiske stabilitet af TiO2. Titan(IV)oxid har et energigab svarende til det for ZnO (3,2 eV) og et lignende energibåndmønster.

Q: Hvad er den mest aktive fotokatalysator?

A: Titandioxid (TiO2) er den mest fremtrædende fotokatalysator [1,2,3], udbredt på grund af dens store fotokatalytiske aktivitet, kemiske og biologiske stabilitet, uopløselighed i vand, syre- og basemiljø, modstandsdygtighed over for korrosion, ikke-toksicitet, lave pris og tilgængelighed i sammenligning med oxid, sulfid.

Q: Hvad er kravene til en fotokatalysator?

A: Kravene til en fotokatalysator omfatter mindst ét halvledermateriale-A med et båndgab på mindst 3 eV, mindst ét halvledermateriale-B med et båndgab på mindre end eller lig med 3 eV, og mindst ét tilsætningsstof-C. Da indholdet af fotokatalysator er, kan stoffets ydeevne absorbere mere ammoniak, og desodoranten øges bedre, deodorant effekt er også bedre. Når indholdet af fotokatalysatorfiber er 80% og 100%, har stofferne en god deodoriserende effekt.

Q: Hvad er problemerne med fotokatalyse?

Sv: De materiale-relaterede udfordringer omfatter syntese og design af fotokatalysatorer, der kan absorbere synligt lys med høj kvanteeffektivitet, cokatalysatorer, der er selektive og kan accelerere reduktions- og/eller oxidationsreaktionerne, og beskyttelseslag, der letter migreringen af minoritetsbærerne til .

Q: Hvad er det grundlæggende ved fotokatalysator?

A: I fotokatalyse bruges stråling til at accelerere kemiske reaktioner. Strålingen er bredt opdelt i to områder: ultraviolet og synlig, som er fremtrædende udvalgt baseret på katalysatoren, f.eks. Kun 4% af solspektret kommer under UV-området.

Q: Hvad er forskellen mellem fotokatalyse og fotokatalysator?

A: Fotokatalyse omfatter reaktioner, der finder sted ved at bruge lys og en halvleder. Substratet, der absorberer lys og fungerer som en katalysator for kemiske reaktioner, er kendt som en fotokatalysator.

Q: Hvad er fotokatalysatornedbrydning?

A: Fotokatalytisk nedbrydning er en avanceret oxidationsproces, som kan bruges til at nedbryde forurenende stoffer med høj koncentration, kompleksitet og lav bionedbrydelighed [204]. Fotokatalytisk nedbrydning bruger lysenergi til at drive nedbrydning af forurenende stoffer.

Spørgsmål: Hvorfor bruges UV-lys i fotokatalyse?

A: UV-lys direkte excitation har længe givet en unik måde at få adgang til molekyler i deres exciterede tilstand og fremme ukonventionel reaktivitet. Med fremkomsten af fotokatalyse kan disse exciterede tilstande nås ved hjælp af mindre-energiske strålinger ved hjælp af en fotosensibilisator.

Q: Hvilke metaller bruges i fotokatalyse?

A: Her rapporterer vi en fotokatalytisk proces, der gør det muligt selektivt at hente syv ædelmetaller - sølv (Ag), guld (Au), palladium (Pd), platin (Pt), rhodium (Rh), ruthenium (Ru) og iridium (Ir) - fra affaldskredsløbskort, ternære biler og katalysatorer.

Q: Hvad er nanomaterialerne til fotokatalyse?

Sv: Metalliske nanopartikler såsom platin, sølv og guld, eller deres kombination, er fremragende materialer sammenlignet med adskillige metal-baserede oxider. Disse materialer har gode elektroniske og fotokatalytiske egenskaber.

Q: Hvad er begrænsningerne ved fotokatalyse?

A: En begrænsning er det snævre interval af lysrespons og utilstrækkelig ladningsadskillelsesevne for aktuelt tilgængelige halvledermaterialer. En anden begrænsning er udfordringen med at opskalere fotokatalyse til en industriel proces, der er omkostnings-konkurrencedygtig med eksisterende teknologier.

Q: Hvilke parametre påvirker fotokatalyse?

A: Ved fotokatalytisk nedbrydning af farvestoffer i spildevand er følgende driftsparametre, som påvirker processen: pH af opløsningen, der skal nedbrydes, og pH af precursoropløsningen (katalysatorens opløsning under fremstilling af katalysator); oxidationsmiddel, calcineringstemperatur, doteringsmiddelindhold og katalysator ...

Q: Fremstiller fotokatalyse ozon?

A: Ja, afhængigt af UV-bølgelængden. UV-lyset spænder fra 160-240 nanometer er ideelt til at skabe ozon fra ilt. Husk, at iltmolekyler skaber ozon gennem en proces kendt som fotolyse. Processen forstyrrer normalt iltmolekylet og resulterer i valente iltatomer.

Som en af de førende producenter og leverandører af fotokatalysatorer i Kina byder vi dig hjertelig velkommen til engros billige fotokatalysatorer til salg her fra vores fabrik. Alle kemiske produkter er med høj kvalitet og konkurrencedygtig pris.