کاتالیزور های نوری

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
paryas

عضویت : دوشنبه ۱۴۰۰/۷/۱۲ - ۱۸:۱۵


پست: 6

سپاس: 6

کاتالیزور های نوری

پست توسط paryas »

این کاتالیزور ها علاوه بر کاربرد محدود در صنایع، بیشتر برای حذف و تجزیه مواد آلوده کننده آب ها مورد استفاده قرار می گیرند. در فرایند فتوشیمیایی با تابانیدن نور به عنوان منبع انرژی، کاتالیزگر فعال می شود.
از عمومی ترین کاتالیز گر ها برای این منظور استTiO_2.
یکی از مشکلات فراگیر جهانی در کره زمین عدم دسترسی کافی به آب سالم و بهداشتی برای انسان هاست. در هر دو مورد کشور های صنعتی و در حال توسعه یک روند فزاینده ورود مواد آلاینده به منابع آب وجود دارد که ناشی از فعالیت انسانی است.
این مواد از فلزات سنگین تا مواد آلی غیر بهداشتی و میکروب زا که تهدیدی برای سلامتی انسان و موجودات زنده است را شامل می شود. اهمیت این مسئله موجب شده است که تحقیقات گسترده ای در ارائه راهکار های جدید برای خالص سازی آب با هزینه کمتر و نیز با حداقل مصرف مواد شیمیایی مضر برای محیط زیست ارائه شود. در این رابطه سعی مداوم بر این است که آب غیر آلوده از منابع تا محل های مصرف، فراهم و بدون هرگونه تنش- زایی برای محیط زیست در اختیار مردم قرار گیرد.
در این رابطه الزاما روش های معمول تصفیه آب به کار گرفته می شوند. در حالی که این روش ها مشکلات خاصی در رشد باکتری ها و موجودات مضر و مصرف مواد شیمیایی مانند ترکیبات کلر دار و آمونیاکی، سود سوز آور، ازون، پرمنگنات، نمک های اورانیوم و آهن، منعقد کننده ها، کنترل کننده های خوردگی و رزین های تبادل یونی که خود پسماند های مضری را در قالب لجن و آب های نمک دار و غیره موجب می شوند را دارا می باشد و همچنین دارای سرمایه گذاری سنگین، مصرف انرژی و دشواری عملیات نیز هست.
روش فتوکاتالیزور:
به خاطر اهمیت این موضوع تنوع زیاد روش های اکسایش پیشرفته حاصل شده. که غالبا مربوط به راه های مختلف تولید رادیکال هیدروکسیل می باشند. استفاده از نور فرابنفشUV، که فوتون های قدرت مند نوری را به درون آب می فرستد و موجب تشکیل این گونه فعال میشود یک راهکار جالب است. با برخورد نور خورشید به سطح دریا و اقیانوس ها و عملکرد بخشی از نور واقع در محدوده فرابنفش (390nm>λ>300nm)، چنین تحولی در طبیعت اتفاق می افتد.
تابش نور خورشید از یک سو عمل فوتوسنتز در گیاهان و در نتیجه تولید مواد آلی را منجر می شود و از سوی دیگر در محیط آبی با تاثیر خود توام با کاتالیزور می تواند موجب تجزیه مواد آلی گردد.
استفاده هم زمان از نور فرابنفش و آب اکسیژنه (UV/H_2 O_2)، ازون (UV/O_3) و آب اکسیژنه و ازون (UV/H_2 O_2/O_3) موجب تسهیل در این امر می گردد.
در این راستا استفاده از کاتالیزور های ناهمگن اغلب از جنس اکسید های فلزی نیمه هادی و یا کاتالیزور های همگن( به عنوان فوتو فنتون با استفاده از یون های آهن) یک تحول جدید را بوجود آورد که مبتنی بر استفاده از فاصله قابل ملاحظه سطح انرژی بین لایه های الکترونی در ساختار این نیمه رساناها می باشد. مزیت فرایند فوتو کاتالیزوری در خصوص تجزیه مواد آلی را و در یک فرایند زیست ساختار را می توان شامل موارد زیر دانست:
- در دمای محیط و بدون اعمال فشار اضافی قابل انجام است.
- اکسایش کامل مواد آلی تا مرحله تبدیل به CO_2 وسایر مواد معدنی امکان پذیر است.
- کاتالیزور ارزان، بی ضرر و قابل بازیابی است.
- کاتالیزور می تواند به سایر مواد بی اثر وصل شده یا روی پایه های مختلف با هدف افزایش سطح قرار بگیرد.
- انرژی لازم که عمدتا مربوط به تابشنور فرابنفش می باشد می تواند از نور خورشید تامین شود.
- نیاز به مصرف مواد شیمیایی نیست.

ارسال پست