stringtranslate.com

Фотокатализ

В эксперименте выше фотоны от источника света (за кадром с правой стороны) поглощаются поверхностью диоксида титана ( TiO
2) диск, возбуждая электроны внутри материала. Затем они реагируют с молекулами воды, расщепляя ее на составляющие водород и кислород. В этом эксперименте химические вещества, растворенные в воде, предотвращают образование кислорода, который в противном случае рекомбинировал бы с водородом.

В химии фотокатализ — это ускорение фотореакции в присутствии фотокатализатора , возбужденное состояние которого «многократно взаимодействует с партнерами реакции, образуя промежуточные продукты реакции, и восстанавливается после каждого цикла таких взаимодействий». [1] Во многих случаях катализатор представляет собой твердое вещество, которое при облучении УФ- или видимым светом генерирует пары электрон-дырка , которые генерируют свободные радикалы . Фотокатализаторы делятся на три основные группы: гетерогенные , гомогенные и плазмонные антенно-реакторные катализаторы. [2] Использование каждого катализатора зависит от предпочтительного применения и требуемой реакции катализа .

История

Ранние упоминания (1911–1938)

Самое раннее упоминание относится к 1911 году, когда немецкий химик доктор Александр Эйбнер интегрировал концепцию в свое исследование освещения оксида цинка (ZnO) при обесцвечивании темно-синего пигмента, берлинской лазури. [3] [4] Примерно в это же время Брунер и Козак опубликовали статью, в которой обсуждалось ухудшение щавелевой кислоты в присутствии солей уранила при освещении, [4] [5] в то время как в 1913 году Ландау опубликовал статью, объясняющую явление фотокатализа. Их вклад привел к развитию актинометрических измерений , измерений, которые обеспечивают основу для определения потока фотонов в фотохимических реакциях. [4] [6] После перерыва, в 1921 году, Бали и др. использовали гидроксиды железа и коллоидные соли урана в качестве катализаторов для создания формальдегида при видимом свете. [4] [7]

В 1938 году Дудев и Китченер обнаружили, что TiO
2, высокостабильный и нетоксичный оксид, в присутствии кислорода может действовать как фотосенсибилизатор для отбеливающих красителей, поскольку ультрафиолетовый свет поглощается TiO
2привело к образованию активных форм кислорода на его поверхности, что привело к образованию пятен органических химикатов посредством фотоокисления . Это было первое наблюдение фундаментальных характеристик гетерогенного фотокатализа. [4] [8]

1964–2024

Исследования в области фотокатализа вновь приостановились до 1964 года, когда В.Н. Филимонов исследовал фотоокисление изопропанола из ZnO и TiO.
2 ; [4] [9] в то время как в 1965 году Като и Машио, Дёрффлер и Хауффе, а также Икекава и др. (1965) исследовали окисление/фотоокисление CO
2и органические растворители из излучения ZnO. [4] [10] [11] [12] В 1970 году Форменти и др., а также Танака и Блихолд наблюдали окисление различных алкенов и фотокаталитический распад N 2 O, соответственно. [4] [13] [14]

Прорыв произошел в 1972 году, когда Акира Фудзисима и Кеничи Хонда обнаружили, что электрохимический фотолиз воды происходит при использовании TiO
2Электрод, облученный ультрафиолетовым светом, был электрически соединен с платиновым электродом. Поскольку ультрафиолетовый свет поглощался TiO
2электрод, электроны текли от анода к платиновому катоду, где производился водородный газ. Это был один из первых случаев производства водорода из чистого и экономически эффективного источника, поскольку большая часть производства водорода происходит в результате реформинга и газификации природного газа . [4] [15] Открытия Фудзисимы и Хонды привели к другим достижениям. В 1977 году Нозик обнаружил, что включение благородного металла в процесс электрохимического фотолиза, такого как платина и золото , среди прочих, может увеличить фотоактивность, и что внешний потенциал не требуется. [4] [16] Вагнер и Соморджай (1980) и Саката и Каваи (1981) описали производство водорода на поверхности титаната стронция (SrTiO 3 ) посредством фотогенерации, а также производство водорода и метана при освещении TiO
2и PtO 2 в этаноле , соответственно. [4] [17] [18]

В течение многих десятилетий фотокатализ не разрабатывался в коммерческих целях. Однако в 2023 году несколько патентов были выданы американской компании (Pure-Light Technologies, Inc.), которая разработала различные формулы и процессы, которые позволяют широкомасштабную коммерциализацию для снижения выбросов ЛОС и бактерицидного действия. [19] Чу и др. (2017) оценили будущее электрохимического фотолиза воды, обсудив его главную задачу — разработку экономически эффективной, энергоэффективной фотоэлектрохимической (ПЭК) тандемной ячейки, которая бы «имитировала естественный фотосинтез». [4] [20]

Типы фотокатализа

Гетерогенный фотокатализ

В гетерогенном катализе катализатор находится в другой фазе, чем реагенты. Гетерогенный фотокатализ — это дисциплина, которая включает в себя большое разнообразие реакций: мягкое или полное окисление , дегидрирование , перенос водорода, 18 O 2 – 16 O 2 и изотопный обмен дейтерия с алканом, осаждение металлов, детоксикация воды и удаление газообразных загрязняющих веществ.

Большинство гетерогенных фотокатализаторов представляют собой оксиды переходных металлов и полупроводники . В отличие от металлов, которые имеют континуум электронных состояний, полупроводники обладают областью энергии пустоты, где нет доступных уровней энергии для содействия рекомбинации электрона и дырки , произведенных фотоактивацией в твердом теле. Разница в энергии между заполненной валентной зоной и пустой зоной проводимости на диаграмме МО полупроводника является запрещенной зоной . [21] Когда полупроводник поглощает фотон с энергией, равной или большей, чем запрещенная зона материала , электрон возбуждается из валентной зоны в зону проводимости, создавая электронную дырку в валентной зоне. Эта пара электрон-дырка является экситоном . [ 21] Возбужденный электрон и дырка могут рекомбинировать и высвобождать энергию, полученную от возбуждения электрона, в виде тепла. Такая рекомбинация экситона нежелательна и более высокие уровни затратной эффективности. [22] Усилия по разработке функциональных фотокатализаторов часто подчеркивают продление времени жизни экситона, улучшение разделения электронов и дырок с использованием различных подходов, которые могут полагаться на структурные особенности, такие как фазовые гетеропереходы (например, интерфейсы анатаз - рутил ), наночастицы благородных металлов , кремниевые нанопроволоки и замещающее катионное легирование. [23] Конечной целью разработки фотокатализатора является облегчение реакций возбужденных электронов с окислителями для получения восстановленных продуктов и/или реакций образованных дырок с восстановителями для получения окисленных продуктов. Из-за генерации положительных дырок (h + ) и возбужденных электронов (e - ) окислительно-восстановительные реакции происходят на поверхности полупроводников, облученных светом.

В одном из механизмов окислительной реакции дырки реагируют с влагой, присутствующей на поверхности, и производят гидроксильный радикал. Реакция начинается с фотоиндуцированной генерации экситона на поверхности оксида металла (МО) путем поглощения фотона (hv) :

МО + hν → МО (h + + e − )

Окислительные реакции, обусловленные фотокаталитическим эффектом:

ч + + Н 2 О → Н + + •ОН
2 ч + + 2 Н 2 О → 2 Н + + Н 2 О 2
Н2О2 → 2 • ОН

Восстановительные реакции за счет фотокаталитического эффекта:

е − + О 2 → •О 2 −
•O 2 − + HO 2 • + H + → H 2 O 2 + O 2
Н2О2 → 2 • ОН

В конечном итоге обе реакции генерируют гидроксильные радикалы. Эти радикалы являются окислительными по своей природе и неселективными с окислительно-восстановительным потенциалом E0 = +3,06 В. [24] Это значительно больше, чем у многих обычных органических соединений, которые обычно не превышают E0 = +2,00 В. [25] Это приводит к неселективному окислительному поведению этих радикалов.

TiO2, широкозонный полупроводник , является обычным выбором для гетерогенного катализа. Инертность к химической среде и долговременная фотостабильность сделали TiO
2важный материал во многих практических приложениях. Исследования TiO 2 в фазах рутила (ширина запрещенной зоны 3,0 эВ) и анатаза (ширина запрещенной зоны 3,2 эВ) являются обычным явлением. [22] Поглощение фотонов с энергией, равной или большей ширины запрещенной зоны полупроводника, инициирует фотокаталитические реакции. Это приводит к образованию пар электрон-дырка (e − /h + ): [22]

Где электрон находится в зоне проводимости , а дырка — в валентной зоне . Облученный TiO
2Частица может вести себя как донор или акцептор электронов для молекул, контактирующих с полупроводником. Она может участвовать в окислительно-восстановительных реакциях с адсорбированными частицами, поскольку дырка валентной зоны является сильно окислительной, а электрон зоны проводимости — сильно восстановительной. [22]

Гомогенный фотокатализ

В гомогенном фотокатализе реагенты и фотокатализаторы существуют в одной и той же фазе . Процесс, посредством которого атмосфера самоочищается и удаляет крупные органические соединения, представляет собой реакцию гомогенного фотокатализа в газовой фазе. [26] Процесс озона часто упоминается при разработке многих фотокатализаторов:

Большинство гомогенных фотокаталитических реакций протекают в водной фазе с фотокатализатором на основе комплекса переходного металла . Широкое использование комплексов переходных металлов в качестве фотокатализаторов во многом обусловлено большой шириной запрещенной зоны и высокой стабильностью этих видов. [27] Гомогенные фотокатализаторы широко распространены в производстве чистого водородного топлива , при этом широко используются комплексы кобальта и железа . [27]

Образование гидроксирадикала комплекса железа с использованием озонового процесса распространено при производстве водородного топлива (аналогично процессу с реагентом Фентона, проводимому в условиях низкого pH без фотовозбуждения ): [27]

Фотокатализаторы на основе комплексов являются полупроводниками и действуют с теми же электронными свойствами, что и гетерогенные катализаторы. [28]

Плазмонный антенно-реакторный фотокатализ

Плазмонный антенно-реакторный фотокатализатор представляет собой фотокатализатор, объединяющий катализатор с прикрепленной антенной, которая увеличивает способность катализатора поглощать свет, тем самым повышая его эффективность.

А SiO2Катализатор в сочетании с поглотителем света Au ускоряет реакции сероводорода в водород. Этот процесс является альтернативой традиционному процессу Клауса , который работает при температуре 800–1000 °C (1470–1830 °F). [29]

Катализатор Fe в сочетании с поглотителем света Cu может производить водород из аммиака ( NH
3) при температуре окружающей среды с использованием видимого света. Обычное производство Cu-Ru работает при температуре 650–1000 °C (1202–1832 °F). [30]

Приложения

Изображение древесной массы (темные волокна) и тетраподальных микрочастиц оксида цинка (белые и остроконечные) в бумаге, полученное с помощью СЭМ. [31]

За последнее десятилетие были внедрены фотоактивные катализаторы, такие как TiO
2и наностержни ZnO. Большинство страдают от того, что они могут работать только под УФ-облучением из-за своей зонной структуры. Другие фотокатализаторы, включая наносоединение графен-ZnO, противодействуют этой проблеме. [32]

Бумага

Микроразмерные тетраподальные частицы ZnO добавлены в пилотное производство бумаги . [31] Наиболее распространенными являются одномерные наноструктуры, такие как наностержни , нанотрубки , нановолокна, нанопроволоки, а также нанопластины, нанолисты, наносферы, тетраподы. ZnO является сильно окислительным, химически стабильным, с повышенной фотокаталитической активностью и имеет большую энергию связи свободного экситона . Он нетоксичен, распространен, биосовместим , биоразлагаем, экологически чист, дешев и совместим с простым химическим синтезом. ZnO сталкивается с ограничениями для своего широкого использования в фотокатализе под действием солнечного излучения. Было предложено несколько подходов для преодоления этого ограничения, включая легирование для уменьшения ширины запрещенной зоны и улучшения разделения носителей заряда. [33]

Расщепление воды

Фотокаталитическое расщепление воды разделяет воду на водород и кислород: [34]

2Н2О → 2Н2 + О2​

Наиболее широко исследованный материал — TiO
2, неэффективен. Смеси TiO
2и оксид никеля (NiO) более активны. NiO позволяет значительно использовать видимый спектр. [35] Один эффективный фотокатализатор в УФ- диапазоне основан на танталите натрия (NaTaO 3 ), легированном лантаном и загруженном сокатализатором оксидом никеля . Поверхность бороздчатая с наноступенями от легирования лантаном (диапазон 3–15 нм, см. нанотехнологии ). Частицы NiO присутствуют на краях, при этом кислород выделяется из бороздок.

Самоочищающееся стекло

Диоксид титана участвует в самоочищении стекла . Свободные радикалы [36] [37] образуются из TiO
2окисляют органические вещества . [38] [39] Грубый клиновидный TiO
2Поверхность может быть модифицирована гидрофобным монослоем октадецилфосфоновой кислоты (ODP). TiO
2Поверхности, которые были подвергнуты плазменной обработке в течение 10 секунд и последующим модификациям поверхности с помощью ODP, показали угол контакта с водой более 150◦. Поверхность была преобразована в супергидрофильную поверхность (угол контакта с водой = 0◦) при УФ-освещении из-за быстрого разложения покрытия октадецилфосфоновой кислоты, полученного из TiO
2фотокатализ. Благодаря TiO
2широкая запрещенная зона, поглощение света полупроводниковым материалом и возникающее в результате этого супергидрофильное преобразование нелегированного TiO
2требует ультрафиолетового излучения (длина волны <390 нм) и, таким образом, ограничивает самоочистку наружным применением. [40]

Дезинфекция и очистка

Добыча углеводородов изСО2

TiO
2конверсия CO2в газообразные углеводороды. [47] Предложенные механизмы реакции включают создание высокореактивного углеродного радикала из оксида углерода и диоксида углерода, который затем реагирует с фотогенерированными протонами, в конечном итоге образуя метан . Эффективность TiO
2Фотокатализаторы на основе углеродных нанотрубок [48] и металлических наночастиц [49] обладают низкой эффективностью.

Краски

ePaint — менее токсичная альтернатива обычным морским краскам против обрастания, выделяющая перекись водорода.

Фотокатализ органических реакций полипиридильными комплексами, [50] порфиринами, [51] или другими красителями [52] может производить материалы, недоступные классическим подходам. Большинство исследований фотокаталитической деградации красителей использовали TiO
2. Анатазная форма TiO
2имеет более высокие характеристики поглощения фотонов. [53]

Фильтрационные мембраны

Фотокаталитические радикальные виды генерации позволяют разлагать органические загрязнители в нетоксичные соединения с высокой эффективностью. Использование нанолистов CuO для расщепления азо-связей в пищевых красителях является одним из таких примеров, с 96,99% разложением всего за 6 минут. [54] Разложение органических веществ является весьма применимым свойством, особенно при переработке отходов.

Использование фотокатализатора TiO 2 в качестве системы поддержки для фильтрационных мембран показывает многообещающие результаты в улучшении мембранных биореакторов при очистке сточных вод. [55] Полимерные мембраны показали снижение загрязнения и самоочищающиеся свойства как в смешанных, так и в покрытых мембранах TiO 2. Мембраны с фотокаталитическим покрытием показывают наибольшие перспективы, поскольку повышенное воздействие поверхности фотокатализатора увеличивает его активность органической деградации. [56]

Фотокатализаторы также являются высокоэффективными восстановителями токсичных тяжелых металлов , таких как шестивалентный хром из водных систем. Под видимым светом восстановление Cr(VI) золем -гелем Ce-ZrO 2 на карбиде кремния было на 97% эффективным в восстановлении тяжелого металла до трехвалентного хрома . [57]

Фильтрация воздуха

Light2CAT — проект, финансируемый Европейской комиссией с 2012 по 2015 год. Его целью была разработка модифицированного TiO
2которые могут поглощать видимый свет и включают этот модифицированный TiO
2в строительный бетон. TiO
2разлагает вредные загрязняющие вещества, такие как NOx, на NO 3 − . Модифицированный TiO 2 используется в Копенгагене и Хольбеке, Дания, и Валенсии, Испания. Этот «самоочищающийся» бетон привел к снижению NOx на 5–20 % в течение года. [58] [59]

Количественная оценка

ISO 22197-1:2007 определяет метод испытаний для измерения NO
2удаление материалов, содержащих фотокатализатор или имеющих поверхностные фотокаталитические пленки. [60]

Специальные системы FTIR используются для характеристики фотокаталитической активности или пассивности, особенно в отношении летучих органических соединений , и репрезентативных связующих матриц. [61]

Масс-спектрометрия позволяет измерять фотокаталитическую активность, отслеживая разложение газообразных загрязняющих веществ, таких как азот NOx или CO.
2 [62]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Золотая книга: Фотокатализатор". 2005–2023 Международный союз теоретической и прикладной химии . doi : 10.1351/goldbook.PT07446 .
  2. ^ Бертуччи, Симоне; Лова, Паола (май 2024 г.). «Изучение решений солнечной энергии для деградации пер- и полифторалкильных веществ: достижения и будущие направления в фотокаталитических процессах». Solar RRL . 8 (9). doi :10.1002/solr.202400116. ISSN  2367-198X.
  3. ^ Эйбнер, Александр (1911). «Действие света на пигменты I». Chem-ZTG . 35 : 753–755.
  4. ^ abcdefghijkl Коронадо, Хуан М.; Фресно, Фернандо; Эрнандес-Алонсо, Мария Д.; Портела, Ракель (2013). Разработка перспективных фотокаталитических материалов для энергетики и защиты окружающей среды . Лондон: Спрингер. стр. 1–5. дои : 10.1007/978-1-4471-5061-9. hdl : 10261/162776. ISBN 978-1-4471-5061-9.
  5. ^ Брунер, Л.; Козак, Дж. (1911). «Информация о фотокатализе I. Световая реакция в смесях солей урана и щавелевой кислоты». Elktrochem Agnew P. 17 : 354–360.
  6. ^ Ландау, М. (1913). «Феномен фотокатализа». Компет. Ренд . 156 : 1894–1896.
  7. ^ Baly, ECC; Helilbron, IM; Barker, WF (1921). «Фотокатализ. Часть I. Синтез формальдегида и углеводов из диоксида углерода и воды». J Chem Soc . 119 : 1025–1035. doi :10.1039/CT9211901025.
  8. ^ Goodeve, CF; Kitchener, JA (1938). «Механизм фотосенсибилизации твердыми телами». Труды Фарадейского общества . 34 : 902–912. doi :10.1039/tf9383400902.
  9. ^ Филимонов, В.Н. (1964). "Фотокаталитическое окисление газообразного изопропанола на ZnO + TiO
    2    ". Докл. АН СССР . 154 (4): 922–925.
  10. ^ Икекава, А.; Камия, М.; Фудзита, Й.; Кван, Т. (1965). «О конкуренции гомогенных и гетерогенных обрывов цепей в гетерогенном фотоокислительном катализе оксидом цинка». Бюллетень химического общества Японии . 38 : 32–36. doi :10.1246/bcsj.38.32.
  11. ^ Doerffler, W.; Hauffe, K. (1964). «Гетерогенный фотокатализ I. Влияние окислительных и восстановительных газов на электропроводность темных и освещенных поверхностей оксида цинка». J Catal . 3 (2): 156–170. doi :10.1016/0021-9517(64)90123-X.
  12. ^ Като, С.; Машио, Ф. (1964). «Окисление тетралина в жидкой фазе с фотокатализом диоксида титана». Журнал Общества химической промышленности, Япония . 67 (8): 1136–1140. doi : 10.1246/nikkashi1898.67.8_1136 .
  13. ^ Форменти, М.; Джульетта Ф., Ф.; Тейхнер С.Дж., С.Дж. (1970). «Контролируемое фотоокисление парафинов и олефинов над анатазом при комнатной температуре». Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série C. 270С : 138–141.
  14. ^ Танака, КИ; Блихолд, Г. (1970). «Фотокаталитическое и термическое каталитическое разложение закиси азота на оксиде цинка». J. Chem. Soc. D. 18 ( 18): 1130. doi :10.1039/c29700001130.
  15. ^ Фудзисима, А.; Хонда, К. (1972). «Электрохимический фотолиз воды на полупроводниковом электроде». Nature . 238 (5358): 37–38. Bibcode :1972Natur.238...37F. doi :10.1038/238037a0. PMID  12635268. S2CID  4251015.
  16. ^ Nozik, AJ (1977). "Фотохимические диоды". Appl Phys Lett . 30 (11): 567–570. Bibcode : 1977ApPhL..30..567N. doi : 10.1063/1.89262.
  17. ^ Вагнер, Ф.Т.; Соморджай, Г.А. (1980). «Фотокаталитическое и фотоэлектрохимическое производство водорода на монокристаллах титаната стронция». J Am Chem Soc . 102 (17): 5494–5502. doi :10.1021/ja00537a013.
  18. ^ Саката, Т.; Каваи, Т. (1981). «Гетерогенное фотокаталитическое производство водорода и метана из этанола и воды». Chem Phys Lett . 80 (2): 341–344. Bibcode : 1981CPL....80..341S. doi : 10.1016/0009-2614(81)80121-2.
  19. ^ Р. Янг. Патенты США 11,906,157; ​​11,680,506;17/393,065
  20. ^ Чу, С.; Ли, В.; Ян, И.; Хаманн, Т.; Ши, И.; Ван, Д.; Ми, З. (2017). «Дорожная карта по расщеплению солнечной воды: текущее состояние и будущие перспективы». Nano Futures . 1 (2). IOP Publishing Ltd: 022001. Bibcode : 2017NanoF...1b2001C. doi : 10.1088/2399-1984/aa88a1. S2CID  3903962.
  21. ^ ab Linsebigler, Amy L.; Lu, Guangquan.; Yates, John T. (1995). "Фотокатализ на TiO
    2    Поверхности: принципы, механизмы и избранные результаты». Chemical Reviews . 95 (3): 735–758. doi :10.1021/cr00035a013. S2CID  53343077.
  22. ^ abcd Ибхадон, Алекс; Фицпатрик, Пол (2013-03-01). «Гетерогенный фотокатализ: последние достижения и приложения». Катализаторы . 3 (1): 189–218. doi : 10.3390/catal3010189 . ISSN  2073-4344. Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 3.0 (CC BY 3.0).
  23. ^ Карвинена, Сайла; Хирваб, Пипса; Пакканен, Тапани А. (2003). «Квантово-химические исследования кластерных моделей ab initio для легированного анатаза и рутила TiO
    2    ". Журнал молекулярной структуры: Theochem . 626 (1–3): 271–277. doi :10.1016/S0166-1280(03)00108-8.
  24. ^ Данешвар, Н.; Салари, Д.; Хатаи, А.Р. (2004). «Фотокаталитическая деградация азокрасителя кислотного красного 14 в воде на ZnO в качестве альтернативного катализатора TiO
    2    ". Журнал фотохимии и фотобиологии A: Химия . 162 (2–3): 317–322. doi :10.1016/S1010-6030(03)00378-2.
  25. ^ Фучигами, Тосио; Инаги, Синсукэ; Атобэ, Махито, ред. (2014-10-18), «Приложение B: Таблицы физических данных», Основы и применение органической электрохимии , Чичестер, Великобритания: John Wiley & Sons Ltd, стр. 217–222, doi : 10.1002/9781118670750.app2 , ISBN 978-1-118-67075-0
  26. ^ Хе, Фэй; Чон, Уджунг; Чой, Вонён (2021-05-05). «Фотокаталитическая очистка воздуха, имитирующая процесс самоочищения атмосферы». Nature Communications . 12 (1): 2528. Bibcode :2021NatCo..12.2528H. doi :10.1038/s41467-021-22839-0. ISSN  2041-1723. PMC 8100154 . PMID  33953206. 
  27. ^ abc Тахир, Мухаммад Билал; Икбал, Тахир; Рафик, Мухаммед; Рафик, Мухаммад Шахид; Наваз, Тасмия; Сагир, М. (01 января 2020 г.), Тахир, Мухаммад Билал; Рафик, Мухаммед; Рафик, Мухаммад Шахид (ред.), «Глава 5 - Наноматериалы для фотокатализа», Нанотехнологии и фотокатализ для применения в окружающей среде , Микро- и нанотехнологии, Elsevier, стр. 65–76, ISBN 978-0-12-821192-2, получено 2023-04-01
  28. ^ Нгуен, Чинь Чиен; Нгуен, Данг Ле Три; Нгуен, Динь Минь Туан; Нгуен, Ван-Хай; Нанда, Сонил; Во, Дай-Вьет Н.; Шокухимехр, Мохаммадреза; До, Ха Хуу; Ким, Су Янг (2021-01-01), Нгуен, Ван-Хай; Во, Дай-Вьет Н.; Нанда, Сонил (ред.), "Глава 1 - Наноструктурированные фотокатализаторы: Введение в фотокаталитический механизм и наноматериалы для энергетических и экологических приложений", Наноструктурированные фотокатализаторы , Elsevier, стр. 3–33, ISBN 978-0-12-823007-7, получено 2023-04-01
  29. ^ Блейн, Лоз (2022-11-02). «Световой катализатор производит прибыльный водород из вонючего отработанного газа». Новый Атлас . Получено 2022-11-30 .
  30. ^ Блейн, Лоз (29.11.2022). «Революционный фотокатализатор — огромная новость для зеленого водорода и аммиака». Новый Атлас . Получено 30.11.2022 .
  31. ^ ab Sandberg, Mats; Håkansson, Karl; Granberg, Hjalmar (2020-10-01). "Фотокатализаторы, производимые на бумагоделательной машине - Боковые вариации". Журнал экологической химической инженерии . 8 (5): 104075. doi : 10.1016/j.jece.2020.104075 . ISSN  2213-3437.
  32. ^ Rouzafzay, F.; Shidpour, R. (2020). «Наносоединение Graphene@ZnO для кратковременной обработки воды при облучении, имитирующем солнечное: влияние сдвигового расслоения графена с использованием кухонного блендера на фотокаталитическую деградацию». Сплавы и соединения . 829 : 154614. doi : 10.1016/J.JALLCOM.2020.154614. S2CID  216233251.
  33. ^ Нуньес, Даниэла; Пиментел, Ана; Бранкиньо, Рита; Фортунато, Эльвира; Мартинс, Родриго (16 апреля 2021 г.). «Фотокаталитическая бумага на основе оксидов металлов: зеленая альтернатива восстановлению окружающей среды». Катализаторы . 11 (4): 504. дои : 10.3390/catal11040504 . hdl : 10362/124574 . ISSN  2073-4344.
  34. ^ Кудо, Акихико; Като, Хидеки; Цудзи, Иссей (2004). «Стратегии разработки фотокатализаторов, управляемых видимым светом, для расщепления воды». Chemistry Letters . 33 (12): 1534. doi :10.1002/chin.200513248.
  35. ^ Банич, Неманья; Крстич, Югослав; Стоядинович, Стеван; Брнович, Анжела; Джорджевич, Александр; Абрамович, Биляна (сентябрь 2020 г.). «Коммерческий TiO 2 с добавлением NiO для улучшения фотокаталитического производства водорода в присутствии искусственного солнечного излучения». Международный журнал энергетических исследований . 44 (11): 8951–8963. дои : 10.1002/er.5604 . ISSN  0363-907X. S2CID  225707644.
  36. ^ "Snapcat Photo Catalytic Oxidation with TIO2 (2005)". CaluTech UV Air . Получено 2006-12-05 .
  37. ^ Кондраков А.О., Игнатьев А.Н., Лунин В.В., Фриммель Ф.Х., Браезе С., Хорн Х. (2016). «Роль воды и растворенного кислорода в фотокаталитической генерации свободных радикалов ОН в водном TiO
    2    суспензии: исследование изотопной маркировки». Прикладной катализ B: окружающая среда . 182 : 424–430. doi :10.1016/j.apcatb.2015.09.038.
  38. ^ "Применение фотокатализа TiO2". Информация о титане . titaniumart.com.
  39. ^ Кондраков А.О., Игнатьев А.Н., Фриммель Ф.Х., Брез С., Хорн Х., Ревельский А.И. (2014). «Образование генотоксичных хинонов при разложении бисфенола А TiO.
    2    Фотокатализ и УФ-фотолиз: сравнительное исследование». Прикладной катализ B: Экология . 160 : 106–114. doi :10.1016/j.apcatb.2014.05.007.
  40. ^ Банерджи, Свагата; Дионисиу, Дионисиос Д.; Пиллаи, Суреш К. (октябрь 2015 г.). «Самоочищающиеся применения TiO2 с помощью фотоиндуцированной гидрофильности и фотокатализа». Applied Catalysis B: Environmental . 176–177: 396–428. doi :10.1016/j.apcatb.2015.03.058. ISSN  0926-3373.
  41. ^ Шафик, Икраш; Хуссейн, Мурид; Шехзад, Насир; Маафа, Ибрагим М.; Ахтер, Парвин; Амджад, Ум-э-Салма; Шафик, Сумир; Раззак, Абдул; Янг, Веншу; Тахир, Мухаммад; Руссо, Нунцио (2019-08-01). "Влияние кристаллических граней и индуцированной пористости на производительность моноклинного BiVO4 для улучшенного фотокаталитического снижения метиленового синего под действием видимого света". Журнал экологической химической инженерии . 7 (4): 103265. doi :10.1016/j.jece.2019.103265. ISSN  2213-3437. S2CID  198742844.
  42. ^ МакКуллах К., Робертсон Дж. М., Банеманн Д. В., Робертсон П. К. (2007). «Применение TiO
    2    Фотокатализ для дезинфекции воды, загрязненной патогенными микроорганизмами: обзор». Исследования химических промежуточных веществ . 33 (3–5): 359–375. doi :10.1163/156856707779238775. S2CID  94649652.
  43. ^ Ханаор, Дориан AH; Соррелл, Чарльз С. (2014). «Смешанная фаза TiO на основе песка
    2    Фотокатализаторы для очистки воды». Advanced Engineering Materials . 16 (2): 248–254. arXiv : 1404.2652 . Bibcode : 2014arXiv1404.2652H. doi : 10.1002/adem.201300259. S2CID  118571942.
  44. ^ Cushnie TP, Robertson PK, Officer S, Pollard PM, Prabhu R, McCullagh C, Robertson JM (2010). «Фотобактерицидные эффекты тонких пленок TiO2 при низкой температуре». Журнал фотохимии и фотобиологии A: Химия . 216 (2–3): 290–294. doi :10.1016/j.jphotochem.2010.06.027.
  45. ^ Костедт IV, Уильям Л.; Джек Дрвайега; Дэвид В. Мазик; Сын-Ву Ли; Вольфганг Зигмунд; Чан-Ю Ву; Пол Чадик (2005). «Магнитно-перемешиваемый фотокаталитический реактор для фотокаталитического окисления органических загрязнителей водной фазы». Environmental Science & Technology . 39 (20). Американское химическое общество: 8052–8056. Bibcode : 2005EnST...39.8052K. doi : 10.1021/es0508121. PMID  16295874.
  46. ^ «Новый фотокатализатор видимого света убивает бактерии даже после выключения света». ScienceDaily .
  47. ^ Тан, СС; Л. Цзоу; Э. Ху (2006). «Фотокаталитическое восстановление диоксида углерода в газообразный углеводород с использованием TiO
    2    гранулы». Катализ сегодня . 115 (1–4): 269–273. doi :10.1016/j.cattod.2006.02.057.
  48. ^ Яо, Y. Яо; G. Ли; S. Систон; RM Люптов; K. Грей (2008). "Фотореактивный TiO
    2    /Композиты на основе углеродных нанотрубок: синтез и реакционная способность". Наука об окружающей среде и технологии . 42 (13). Американское химическое общество: 4952–4957. Bibcode : 2008EnST...42.4952Y. doi : 10.1021/es800191n. PMID  18678032.
  49. ^ Линзебиглер, АЛ; Г. Лу; Дж. Т. Йейтс (1995). "Фотокатализ на TiO
    2    Поверхности: принципы, механизмы и избранные результаты». Chemical Reviews . 95 (3): 735–758. doi :10.1021/cr00035a013. S2CID  53343077.
  50. ^ Стивенсон, Кори; Юн, Техшик; Макмиллан, Дэвид WC (2018-04-02). Видимый световой фотокатализ в органической химии . doi : 10.1002/9783527674145. ISBN 9783527674145.
  51. ^ Барона-Кастаньо, Хуан К.; Кармона-Варгас, Кристиан К.; Броксом, Тимоти Дж.; Де Оливейра, Клебер Т. (март 2016 г.). «Порфирины как катализаторы масштабируемых органических реакций». Молекулы . 21 (3): 310. doi : 10,3390/molecules21030310 . ПМК 6273917 . ПМИД  27005601. 
  52. ^ Сирбу, Думитру; Вудфорд, Оуэн Дж.; Беннистон, Эндрю К.; Харриман, Энтони (2018-06-13). «Фотокатализ и самокатализируемое фотообесцвечивание с ковалентно связанными конъюгатами хромофора-гасителя, построенными на основе BOPHY». Фотохимические и фотобиологические науки . 17 (6): 750–762. doi : 10.1039/C8PP00162F . ISSN  1474-9092. PMID  29717745.
  53. ^ Вишванатан, Баласубраманиан (декабрь 2017 г.). «Фотокаталитическая деградация красителей: обзор». Current Catalysis, 2018, 7, 000-000 : 3.
  54. ^ Назим, Мохаммед; Хан, Афтаб Аслам Парваз; Асири, Абдулла М.; Ким, Джэ Хён (2021-02-02). «Изучение быстрого фотокаталитического разложения органических загрязнителей с помощью пористых нанолистов CuO: синтез, удаление красителя и кинетические исследования при комнатной температуре». ACS Omega . 6 (4): 2601–2612. doi :10.1021/acsomega.0c04747. ISSN  2470-1343. PMC 7859952 . PMID  33553878. 
  55. ^ Bae, Tae-Hyun; Tak, Tae-Moon (2005-03-01). «Влияние наночастиц TiO2 на уменьшение загрязнения ультрафильтрационных мембран для фильтрации активированного ила». Журнал мембранной науки . 249 (1): 1–8. doi :10.1016/j.memsci.2004.09.008. ISSN  0376-7388.
  56. ^ Насимбен Сантос, Эрика; Ласло, Жужанна; Ходур, Сесилия; Артханарисваран, Гангасалам; Вереб, Габор (17 июня 2020 г.). «Фотокаталитическая мембранная фильтрация и ее преимущества перед традиционными подходами к очистке нефтесодержащих сточных вод: обзор». Азиатско-Тихоокеанский журнал химической инженерии . 15 (5). дои : 10.1002/apj.2533 . ISSN  1932-2135. S2CID  225647896.
  57. ^ Бортот Коэльо, Фабрисио Эдуардо; Канделарио, Виктор М.; Араужо, Эстеван Маньу Родригеш; Миранда, Таня Люсия Сантос; Маньякка, Джулиана (18 апреля 2020 г.). «Фотокаталитическое восстановление Cr(VI) в присутствии гуминовой кислоты с использованием иммобилизованного Ce–ZrO2 в видимом свете». Наноматериалы . 10 (4): 779. дои : 10.3390/nano10040779 . ISSN  2079-4991. ПМЦ 7221772 . ПМИД  32325680. 
  58. ^ [ мертвая ссылка ] Матисен, Д. (2012). "Краткое изложение итогового отчета - LIGHT2CAT (активные фотокаталитические бетоны с видимым светом для очистки воздуха)". Европейская комиссия .
  59. ^ Light2CAT (2015). "Light2CAT Visible Light Active PhotoCATalytic Concretes for Air Pollution Treatment [YouTube Video]". YouTube . Архивировано из оригинала 2021-12-13.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  60. ^ "ИСО 22197-1:2007". ИСО .
  61. ^ «Уникальный газоанализатор помогает характеризовать фотоактивные пигменты | Журнал CoatingsPro». www.coatingspromag.com .
  62. ^ Нуньо, Мануэль (2014). "Изучение твердофазных/газофазных фотокаталитических реакций методом масс-спектрометрии с электронной ионизацией" (PDF) . Журнал масс-спектрометрии . 49 (8): 716–726. Bibcode :2014JMSp...49..716N. doi :10.1002/jms.3396. PMID  25044899. S2CID  10838037.