Fotocatalitzadors

Per què escollir-nos

Rica experiència
Amb dècades d'experiència en la investigació, fabricació i comercialització de productes químics orgànics, ens hem convertit en un proveïdor global d'investigació, desenvolupament i fabricació de productes químics.

Equip professional
Genie Chemical compta amb un equip d'R + D altament qualificat de més de 200 persones.

Servei únic-
Inspecció de qualitat, control de producció i servei post-venda, proporcionant un servei-únic.

QC
Ha obtingut la certificació ISO 9001 i ha establert un centre de proves dedicat per implementar estrictes estàndards de control de qualitat en totes les etapes del procés de producció. Els inspectors de qualitat controlen de prop el procés de producció de cada producte per garantir la qualitat del producte químic final.

Què és Photocatalysts

Els fotocatalitzadors són materials, especialment semiconductors com el diòxid de titani i l'òxid de zinc, que acceleren les reaccions químiques sota irradiació lleugera. Quan els fotons d'energia suficient incideixen sobre la superfície del fotocatalitzador, es generen parells d'electrons-forats. Això inicia reaccions redox que degraden els contaminants orgànics i desinfecten els patògens de l'aigua. Els fotocatalitzadors versàtils i eficients aprofiten la llum solar o artificial per impulsar aquestes reaccions, oferint així una solució renovable i eco-ecològica.

Beneficis dels fotocatalitzadors

Efecte desodorant

Els fotocatalitzadors contenen un component anomenat diòxid de titani. Quan aquest diòxid de titani s'exposa a llum ultraviolada o fluorescent, es produeixen espècies reactives d'oxigen. Absorbeix l'olor-provocant les substàncies amb les quals entra en contacte i la descompone en aigua i diòxid de carboni. Té l'avantatge d'eliminar totes les olors de l'habitació, com ara les olors de cigarrets, motlles i sabates.

Descomposició i eliminació de substàncies nocives: eliminació de formaldehid, eliminació d'olors

El fotocatalitzador també té la funció de descompondre i eliminar el "formaldehid". Aquestes substàncies nocives es volatilitzen dels materials de construcció i dels mobles i són la causa de malalties al·lèrgiques a les habitacions. A més, a diferència dels mètodes d'eliminació de productes químics o substàncies tòxiques, el fotocatalitzador molt actiu que respon a la llum visible-es compon principalment d'una substància anomenada nano-apatita de diòxid de titani, que també es pot utilitzar com a additiu alimentari, que és segur i no té efectes secundaris.

Efecte antibacterià

El fotocatalitzador té un efecte desodorant. Té l'efecte de descompondre i eliminar Norovirus, grip, Escherichia coli, Salmonel·la i fongs. Els motlles, en particular, dissipen les espores a mesura que es multipliquen, i el revestiment de parets o sostres amb fotocatalitzadors és molt eficaç contra aquestes espores.

Efecte anti-algues i anti-míldiu

Els fotocatalitzadors que contenen ions de plata tenen un efecte antibacterià, de manera que fins i tot una petita quantitat de llum pot exercir un efecte antibacterià. A més, l'òxid de titani fotocatalític té l'efecte de descompondre les substàncies nocives produïdes pels bacteris, que no es poden descompondre pels agents antibacterians tradicionals quan moren. Per exemple, protegeix contra bacteris com O-157, E. coli i floridura i, pel seu efecte antifúngic, prevé les olors desagradables.

Efecte antifouling

El fotocatalitzador té la funció de descompondre i eliminar substàncies químiques com l'amoníac en contacte amb el revestiment de la paret. Per tant, té l'efecte de suprimir el groguenc causat pels cigarrets i similars.

Tipus de fotocatalitzadors

Fotocatàlisi homogènia

La fotocatàlisi homogènia, implica l'existència de reactius i els fotocatalitzadors en la mateixa fase, és a dir, tots dos poden estar en forma de gasos. Un dels exemples molt comuns de fotocatalitzadors homogenis utilitzats és l'ozó i els sistemes foto-Fenton (Fe+ i Fe+/H2O2). Aquí l'espècie reactiva ha de ser el radical hidroxil (•OH) que tendeix a utilitzar-se per a diversos propòsits i objectius. Aquest mecanisme de producció de radical hidroxil (•OH) per l'ozó pot seguir aquests dos camins esmentats a continuació.

Fotocatàlisi heterogènia

És obvi per la definició que "catàlisi heterogènia" implica que els catalitzadors i reactius es troben en fases diferents. La fotocatàlisi heterogènia és un tema que implica una varietat relativament gran de reaccions, que inclouen, entre d'altres; reaccions d'oxidació lleus o totals, procés de deshidrogenació, reacció de transferència d'hidrogen, reacció d'intercanvi isotòpic de 18O2–16O2 i alcà de deuteri-, deposició de metalls, desintoxicació d'aigua, procés d'eliminació de contaminants gasosos, etc.

Aplicació de fotocatalitzadors

Tractament de l'aigua

En els processos de tractament d'aigües residuals s'estan utilitzant diversos semiconductors binaris i ternaris com a fotocatalitzadors. Els fotocatalitzadors de diòxid de titani (TiO2) i òxid de zinc (ZnO) sovint s'utilitzen en la purificació d'aigües residuals. La fotocatàlia d'òxid de zinc és una excel·lent substància d'oxidació que s'utilitza àmpliament en el tractament d'aigües residuals en indústries com la farmacèutica, la impremta i la tintura, la indústria del paper i la pasta, etc. Els nanotubs de diòxid de titani (TiO2) també coneguts com (TNT) són fotocatalitzadors molt favorables per a la descontaminació fotocatalítica de l'aigua. Benjwal et al. (2015) els estudis presenten que els nanocomposites ternaris basats en òxid de grafè-TiO2/Fe3O4 són implementacions prospectives en el tractament d'aigües residuals.

Eliminació de traces de metalls

Alguns dels oligoelements com el mercuri (Hg), el crom (Cr) i el plom (Pb), així com altres metalls, són extremadament perillosos per a la salut humana. Mitjançant l'ús de la fotocatàlisi heterogènia amb el propòsit de mantenir la qualitat de l'aigua i la salut humana, aquestes toxicitats dels metalls es poden eliminar amb èxit, fins i tot a un nivell més baix de concentracions com parts per milió (ppm).

Divisió d'aigua

Per a la reacció de divisió de l'aigua s'han produït diverses espècies com sulfurs, òxids i selenurs com a fotocatalitzadors. Nanopartícules de diòxid de titani (TiO₂), diversos semiconductors (acoblats) com CaFe204/TiO₂, heterounió WO3/BiVO4, així com nanofibres de nucli o closca com CdS/Zno, i moltes més, proporcionen maneres molt útils per a la producció d'hidrogen a partir de l'aigua.

Funcions d'-autoneteja

El fotocatalitzador de diòxid de titani (TiO₂) ha aconseguit un gran reconeixement com a substància fotofuncional útil, la raó és que la neteja de superfícies de vidre i rajoles requereix detergents químics, esgotament amb alta energia i també és car. La superfície d'auto-neteja basada en diòxid de titani fa que les molècules inorgàniques i orgàniques quedin absorbides i degradades sense esforç. Després, es fa fàcil rentar amb aigua a causa de l'alta hidrofilicitat de la pel·lícula de TiO₂. L'esmentat resultat de TiO₂ esdevé funcional amb aquesta condició; quan la taxa de contaminants orgànics absorbits a la superfície del material és menor que la dels fotons solars incidents per unitat de temps. El recobriment, els materials de pintura per a les parets dels edificis i els processos de construcció estan molt exposats a les males condicions meteorològiques, com ara les pluges naturals i la llum solar intensa, de manera que

Factors que milloren el rendiment del fotocatalitzador

Composites/acoblament

Una altra tècnica viable per fer que els fotocatalitzadors siguin eficients a la llum visible per a diverses aplicacions és l'acoblament de semiconductors o compost. De manera que, un gran interval de banda i un petit semiconductors estan acoblats, de manera que tenen un nivell de banda de conducció (CB) més negatiu. Així doncs, el resultat serà; els electrons de la banda de conducció (CB) es poden injectar des del semiconductor de banda petita al semiconductor de banda gran. Aquesta tècnica i el mètode de sensibilització del colorant són iguals, però l'únic contrast és que els electrons es mouran d'un semiconductor a un altre. S'ha examinat la producció d'hidrogen mitjançant SnO2, CdS, CdS/Pt–TiO2 acoblats i NiS/ZnxCd1–xS/òxid de grafè reduït.

Metal·lització

Per millorar l'activitat fotocatalítica d'un semiconductor s'han utilitzat diversos metalls nobles com Pt, Au, Ag, Ni, Cu, Rh, Pd, etc. La probabilitat de recombinació/reunió d'electrons-forat es redueix per aquest procés, i això resulta en una separació efectiva de càrrega, així com velocitats més altes de reacció fotocatalítica. A causa d'aquestes propietats dels metalls nobles es pot assistir la transferència d'electrons, que condueix a una major activitat fotocatalítica.

Sensibilització del colorant

La sensibilització del colorant és una tècnica auspiciosa per al desenvolupament superficial i la modificació de fotocatalitzadors per a la utilització de la llum visible per a la conversió d'energia. Els colorants posseeixen les característiques d'oxidació-reducció, així com la sensibilitat a la llum visible que poden ser útils per a cèl·lules solars i en sistemes fotocatalítics. Es pot iniciar una reacció catalítica perquè quan els colorants es posen sota l'exposició de la llum visible injecten electrons a la banda de conducció (CB) dels semiconductors. Una injecció ràpida i ràpida d'electrons i una reacció lenta cap enrere són les condicions principals per convertir la llum absorbida directament en energia elèctrica amb una major eficiència en les cèl·lules solars o mitjançant la producció d'hidrogen.

Dopatge

L'aplicació del dopatge es coneix com l'addició d'impureses a una substància pura. El dopatge es divideix en dues subcategories que són; (1) Dopatge catiònic i (2) Dopatge aniònic. El dopatge catiònic consisteix en el dopatge de cations als semiconductors, com ara metalls com Al, Cu, V, Cr, Fe, Ni, Co, Mn, etc. D'altra banda, el dopatge aniònic implica l'ús d'anions, com ara no metalls com N, S, F, C, C, F, C, etc. impacte de cada dopant diferent. El dopatge d'ions metàl·lics i no metàl·lics augmenta la resposta foto-a la superfície d'un fotocatalitzador per arribar a la regió visible mitjançant la creació de nous nivells d'energia (o estat d'impuresa) entre la banda de valència (VB) i la banda de conducció (CB) per reduir la seva banda buida. Els electrons que són excitats per la llum es desplacen de l'estat d'impuresa a la banda de conducció (CB).

Com prevenir la desactivació dels fotocatalitzadors?

Intoxicació

La causa principal de la desactivació dels fotocatalitzadors és la intoxicació. Es refereix a la desactivació química reversible o irreversible d'un fotocatalitzador i condueix a la pèrdua d'activitat catalítica, estabilitat i selectivitat, la qual cosa provoca greus problemes i pèrdues econòmiques en els processos catalítics industrials. La figura 1. mostra la intoxicació per sofre per H2S de fotocatalitzadors de níquel amb i sense addició d'oxigen.

Sinterització

La sinterització és una altra causa comuna de la desactivació dels fotocatalitzadors. És una degeneració tèrmica que comporta una superfície catalítica i una àrea de suport reduïdes. El que és pitjor, les fases catalíticas passarien a fases no-catalíticas, dificultant així les reaccions químiques previstes.

Coqueig

La cocització representa al voltant del 20% de la desactivació dels fotocatalitzadors, i normalment està relacionada amb l'endollament. És a dir, els carbonis i altres materials dels porus dels fotocatalitzadors es dipositen, disminuint la mida dels porus i evitant que les molècules de reactius es difonguin al porus. Normalment, aquests dipòsits carbonis es poden eliminar per gasificació amb vapor d'aigua o hidrogen, i adquirim CH4, CO i COx, respectivament. Per tant, la desactivació del coc és un procés reversible. La figura 2. és una il·lustració esquemàtica de la deposició de coc en fotocatalitzadors HZSM-5 no modificats i-modificats amb metall.

Mecanisme de fotocatàlisi

(1) El procés comença amb l'absorció de llum i la posterior generació de portadors de càrrega. Quan la superfície del fotocatalitzador s'il·lumina per llum amb una energia igual o superior a l'energia de banda intermitent de les perovskites d'halogenur metàl·lic (MHP), es produeix una transició immediata d'electrons, donant lloc a la creació de parells d'electrons-forat (e-h). Val la pena assenyalar que la llum normalment es classifica en dos rangs de longitud d'ona: llum ultraviolada (UV), que abasta 200-400 nm, i llum visible, que cobreix el rang 400-800 nm. En particular, quan l'energia de banda buida (Eg) d'un semiconductor és inferior a aproximadament 3,1 electronvolts (eV), el material pot absorbir de manera efectiva la llum visible. Aquesta capacitat és de gran importància perquè els fotons visibles constitueixen una part important de la llum solar, contribuint al voltant del 50% de la seva composició.

(2) La següent fase crucial implica la separació i el moviment d'aquests portadors de càrrega. A mesura que la llum desencadena la transició dels electrons de la banda de valència (VB) a la banda de conducció (CB), deixa enrere forats a la VB. Aquesta separació del-forat d'electrons (e-h) és un pas fonamental en la fotocatàlisi. Tanmateix, és essencial reconèixer que la recombinació d'aquests electrons i forats fotogenerats és un procés inherent i inevitable. Malauradament, aquesta recombinació pot dificultar la utilització eficient dels portadors de càrrega, disminuint finalment l'activitat catalítica dels fotocatalitzadors.

(3) El pas posterior implica reaccions redox superficials dels reactius corresponents. Això implica la transferència ràpida d'electrons, capaços de reducció, i forats, que posseeixen potencial d'oxidació, a llocs de reacció designats a la superfície dels fotocatalitzadors de perovskita d'halogenur metàl·lic (MHP). Termodinàmicament parlant, aconseguir reaccions redox amb èxit requereix una alineació precisa entre l'estructura de la banda d'energia del semiconductor i els potencials de reacció redox. Aquesta alineació obliga que el nivell d'energia de la banda de conducció (CB) sigui més negatiu que el potencial de reducció, mentre que el nivell d'energia de la banda de valència (VB) ha de ser més positiu que el potencial d'oxidació.

Com mantenir els fotocatalitzadors

01/

Trieu els fotocatalitzadors adequats
Escollir els fotocatalitzadors adequats per a l'aplicació específica és fonamental per evitar la desactivació. Els diferents fotocatalitzadors tenen diferents graus d'estabilitat i resistència a la desactivació. Per tant, és important seleccionar un fotocatalitzador adequat per a les condicions específiques del procés. El disseny de Photocatalysts també importa. Podeu canviar la superfície, la mida dels porus i la mida del pellet per evitar l'enverinament dels fotocatalitzadors.

02/

Mantingueu nets els fotocatalitzadors
Un dels motius principals de la desactivació dels fotocatalitzadors és l'acumulació de contaminants a la seva superfície. Aquestes impureses poden provenir de la matèria primera o de l'entorn circumdant. Per evitar que això passi, és essencial purgar periòdicament el sistema o filtrar la matèria primera.

03/

Eviteu altes temperatures
Els fotocatalitzadors poden ser sensibles a altes temperatures, cosa que pot provocar la seva desactivació. És crucial evitar exposar els fotocatalitzadors a temperatures més enllà del seu rang de funcionament segur. És millor que controleu la temperatura del sistema i ajusteu el procés en conseqüència.

04/

Monitor de l'activitat dels fotocatalitzadors
El seguiment de l'activitat dels fotocatalitzadors pot ajudar a detectar qualsevol canvi en el seu rendiment. Això es pot aconseguir mesurant regularment la velocitat de reacció o realitzant proves periòdiques de fotocatalitzadors. Mitjançant el seguiment de l'activitat dels fotocatalitzadors, es poden identificar ràpidament qualsevol problema i es poden prendre mesures correctores per evitar la desactivació.

La nostra fàbrica

Amb dècades d'experiència en la fabricació i comercialització de productes químics d'alta-qualitat, Gnee Chemical Company, subministrem productes químics orgànics, bioquímics, productes farmacèutics intermedis i molt més. Gnee Chemical compta amb una mà d'obra qualificada en recerca i desenvolupament. El nostre equip de més de 200 persones és responsable de les proves de qualitat, el control de producció i el servei postvenda-com un servei únic-. Oferim solucions d'R + D i producció als nostres clients globals. Ens adherim al principi de "Qualitat primer" i hem obtingut la certificació ISO 9001. També hem creat un centre de proves dedicat per implementar estrictes estàndards de control de qualitat en totes les etapes del procés de producció. Els inspectors de qualitat controlen de prop el procés de producció de cada producte per garantir la qualitat dels productes químics finals.

productcate-1-1

Certificacions

Preguntes freqüents

P: Quines són les limitacions del sistema fotocatalític?

R: Tanmateix, molts dels fotocatalitzadors semiconductors no poden absorbir la llum visible de l'espectre solar a causa de la seva gran bretxa de banda. S'ha demostrat que la incorporació d'un element estrany com un dopant a la xarxa d'aquests fotocatalitzadors redueix el seu interval de banda i millora l'absorció de la llum visible.

P: Quins són els reptes tècnics de la fotocatàlisi?

R: Diversos factors, com ara la recombinació del portador{0}}de càrrega, la inhibició de la transferència de càrrega interfacial, l'eficiència de degradació i la separació de càrrega, redueixen l'eficàcia del procés de fotocatàlisi quan s'exposa a l'espectre visible [138] . Un dels reptes més destacats és el baix emmagatzematge d'hidrogen [83].

P: Els fotocatalitzadors són reutilitzables?

R: Les pel·lícules fotocatalítiques MoS2 són fàcilment recuperables i reutilitzables. Les pel·lícules presenten una alta estabilitat estructural i química fins i tot després de 5 cicles dels estudis de degradació.

P: Què fa un bon fotocatalitzador?

R: Un bon fotocatalitzador s'ha de caracteritzar per: (i) la capacitat d'absorbir la radiació d'un ampli rang espectral de llum, (ii) la posició adequada de les bandes d'energia del semiconductor sobre els potencials de reacció redox, (iii) alta mobilitat i llarg camí de difusió dels portadors de càrrega, (iv) termodinàmica.

P: Quins són els factors que afecten el fotocatalitzador?

R: L'extensió de l'adsorció del colorant depèn de la concentració inicial del colorant, la naturalesa del colorant, la superfície del fotocatalitzador i el pH de la solució. El pH determina la càrrega superficial del fotocatalitzador. L'adsorció del colorant és mínima quan el pH de la solució es troba al punt isoelèctric (punt de càrrega zero.

P: Per què són importants els fotocatalitzadors?

R: Els fotocatalitzadors són materials excel·lents que poden alterar fàcilment l'energia solar per utilitzar-la en activitats d'oxidació i reducció. Els fotocatalitzadors s'utilitzen en diverses àrees, com ara l'eliminació de contaminants de l'aire i l'aigua, la divisió de l'aigua per generar H2, el control d'olors, la inactivació de cèl·lules cancerígenes i la inactivació bacteriana.

P: Per què els conductors no s'utilitzen com a fotocatalitzador?

R: En cas de conductor, la banda de valència i la banda de conducció es superposen. Per a la reacció fotocatalítica, la condició necessària és l'oxidació i la reducció simultàniament, però en conducció només es disposa d'electrons lliures. Forma conductora, només realitzem una reacció d'oxidació alhora, no les dues reaccions simultàniament.

P: Quins són els fotocatalitzadors més comuns?

A: Òxid de titani (IV).
Malgrat les propietats prometedores de l'òxid de zinc, l'òxid de titani (IV) segueix sent el fotocatalitzador més utilitzat. Això està relacionat en gran mesura amb la major estabilitat química del TiO2. L'òxid de titani (IV) té una bretxa energètica similar a la del ZnO (3,2 eV) i un patró de banda d'energia similar.

P: Quin és el fotocatalitzador més actiu?

R: El diòxid de titani (TiO2) és el fotocatalitzador més destacat [1,2,3], àmpliament emprat per la seva gran activitat fotocatalítica, estabilitat química i biològica, insolubilitat en aigua, ambient àcid i bàsic, resistivitat a la corrosió, no toxicitat, baix preu i disponibilitat en comparació amb òxid, sulfur.

P: Quins són els requisits per a un fotocatalitzador?

R: Els requisits d'un fotocatalitzador inclouen almenys un material semiconductor-A amb un interval de banda d'almenys 3 eV, almenys un material semiconductor-B amb un interval de banda inferior o igual a 3 eV, i almenys un additiu-C. A mesura que el contingut de fibres del fotocatalitzador s'absorbeix millor i el rendiment augmenta, el teixit augmenta més i millor el rendiment. L'efecte desodorant també és millor. Quan el contingut de fibra fotocatalitzadora és del 80% i del 100%, els teixits tenen un bon efecte desodorant.

P: Quins són els problemes amb la fotocatàlisi?

R: Els reptes relacionats amb el material-inclouen la síntesi i el disseny de fotocatalitzadors que puguin absorbir la llum visible amb una alta eficiència quàntica, cocatalitzadors que són selectius i poden accelerar les reaccions de reducció i/o oxidació i capes de protecció que faciliten la migració dels portadors minoritaris al .

P: Quins són els fonaments bàsics del fotocatalitzador?

R: En la fotocatàlisi, la radiació s'utilitza per a l'acceleració de reaccions químiques. La radiació es divideix àmpliament en dues regions: ultraviolada i visible, que es seleccionen de manera destacada en funció del catalitzador, per exemple. Només el 4% de l'espectre solar es troba sota la regió UV.

P: Quina diferència hi ha entre la fotocatàlisi i el fotocatalitzador?

R: La fotocatàlisi inclou reaccions que tenen lloc mitjançant l'ús de llum i un semiconductor. El substrat que absorbeix la llum i actua com a catalitzador de reaccions químiques es coneix com a fotocatalitzador.

P: Què és la degradació del fotocatalitzador?

R: La degradació fotocatalítica és un procés d'oxidació avançat, que es pot utilitzar per degradar contaminants amb alta concentració, complexitat i baixa biodegradabilitat [204]. La degradació fotocatalítica utilitza energia lluminosa per impulsar la degradació dels contaminants.

P: Per què s'utilitza la llum UV en la fotocatàlisi?

R: L'excitació directa de la llum UV-ha proporcionat durant molt de temps una manera única d'accedir a les molècules en el seu estat excitat i promoure una reactivitat no convencional. Amb l'arribada de la fotocatàlisi, aquests estats excitats es poden assolir utilitzant radiacions menys-energètiques mitjançant l'acció d'un fotosensibilitzador.

P: Quins metalls s'utilitzen en la fotocatàlisi?

R: Aquí, informem d'un procés fotocatalític que permet recuperar de manera selectiva set metalls preciosos: plata (Ag), or (Au), pal·ladi (Pd), platí (Pt), rodi (Rh), ruteni (Ru) i iridi (Ir) - de plaques de circuit de residus, catalitzadors ternaris d'automòbil i catalitzadors.

P: Quins són els nanomaterials per a la fotocatàlisi?

R: Les nanopartícules metàl·liques com el platí, la plata i l'or, o la seva combinació, són materials excel·lents en comparació amb diversos òxids-de metall. Aquests materials tenen bones propietats electròniques i fotocatalítiques.

P: Quines són les limitacions de la fotocatàlisi?

R: Una limitació és l'estret rang de resposta a la llum i la capacitat de separació de càrrega insuficient dels materials semiconductors disponibles actualment. Una altra limitació és el repte d'ampliar la fotocatàlisi a un procés industrial que sigui competitiu en costos-amb les tecnologies existents.

P: Quins són els paràmetres que afecten la fotocatàlisi?

R: En la degradació fotocatalítica de colorants en aigües residuals, els següents són paràmetres de funcionament que afecten el procés: pH de la solució a degradar i pH de la solució precursora (solució del catalitzador durant la preparació del catalitzador); agent oxidant, temperatura de calcinació, contingut dopant i catalitzador...

P: La fotocatàlisi produeix ozó?

R: Sí, depenent de la longitud d'ona UV. La llum UV oscil·la entre 160 i 240 nanòmetres és ideal per crear ozó a partir d'oxigen. Tingueu en compte que les molècules d'oxigen creen ozó mitjançant un procés conegut com a fotòlisi. El procés generalment altera la molècula d'oxigen i dóna lloc a àtoms d'oxigen valents.

Com un dels principals fabricants i proveïdors de fotocatalitzadors a la Xina, us donem la benvinguda a l'engròs de fotocatalitzadors barats a la venda aquí des de la nostra fàbrica. Tots els productes químics són d'alta qualitat i preu competitiu.