Photocatalyseurs
Une expérience riche
Avec des décennies d’expérience dans la recherche, la fabrication et la commercialisation de produits chimiques organiques, nous sommes devenus un fournisseur mondial de recherche, de développement et de fabrication de produits chimiques.
Équipe professionnelle
Genie Chemical dispose d'une équipe R&D hautement qualifiée de plus de 200 personnes.
Service à guichet unique-
Inspection qualité, contrôle de la production et-service après-vente, offrant un-service à guichet unique.
QC
Elle a obtenu la certification ISO 9001 et a mis en place un centre de tests dédié pour mettre en œuvre des normes strictes de contrôle de qualité à toutes les étapes du processus de production. Les inspecteurs de qualité surveillent de près le processus de production de chaque produit pour garantir la qualité du produit chimique final.
Qu'est-ce que les photocatalyseurs
Les photocatalyseurs sont des matériaux, notamment des semi-conducteurs comme le dioxyde de titane et l'oxyde de zinc, qui accélèrent les réactions chimiques sous irradiation lumineuse. Lorsque des photons d'énergie suffisante frappent la surface du photocatalyseur, des paires d'électrons -trous sont générées. Cela déclenche des réactions redox qui dégradent les polluants organiques et désinfectent les agents pathogènes d’origine hydrique. Des photocatalyseurs polyvalents et efficaces exploitent la lumière solaire ou artificielle pour piloter ces réactions, offrant ainsi une solution renouvelable et respectueuse de l'environnement.
Avantages des photocatalyseurs
Les photocatalyseurs contiennent un composant appelé dioxyde de titane. Lorsque ce dioxyde de titane est exposé à la lumière ultraviolette ou à la lumière fluorescente, des espèces réactives de l’oxygène sont produites. Il absorbe les substances à l'origine des odeurs avec lesquelles il entre en contact et les décompose en eau et en dioxyde de carbone. Il a l’avantage d’éliminer toutes les odeurs de la pièce, comme les odeurs de cigarette, de moisissure et de chaussures.
Le photocatalyseur a également pour fonction de décomposer et d'éliminer le « formaldéhyde ». Ces substances nocives se volatilisent à partir des matériaux de construction et des meubles et sont à l'origine de maladies allergiques dans les pièces. De plus, contrairement aux méthodes d'élimination des produits chimiques ou des substances toxiques, le photocatalyseur hautement actif sensible à la lumière visible-est principalement composé d'une substance appelée nano-apatite de dioxyde de titane, qui peut également être utilisée comme additif alimentaire, qui est sans danger et sans effets secondaires.
Le photocatalyseur a un effet désodorisant. Il a pour effet de décomposer et d'éliminer les norovirus, la grippe, Escherichia coli, les salmonelles et les champignons. Les moisissures, en particulier, dissipent les spores en se multipliant, et le revêtement des revêtements muraux ou des plafonds avec des photocatalyseurs est très efficace contre ces spores.
Les photocatalyseurs contenant des ions d'argent ont un effet antibactérien, de sorte que même une petite quantité de lumière peut exercer un effet antibactérien. De plus, l'oxyde de titane photocatalytique a pour effet de décomposer les substances nocives produites par les bactéries, qui ne peuvent pas être décomposées par les agents antibactériens traditionnels lorsqu'elles meurent. Par exemple, il protège contre les bactéries telles que l’O-157, E. coli et les moisissures, et grâce à son effet antifongique, il prévient les odeurs désagréables.
Le photocatalyseur a pour fonction de décomposer et d'éliminer les substances chimiques comme l'ammoniac en contact avec le revêtement mural. Par conséquent, il a pour effet de supprimer le jaunissement provoqué par les cigarettes et similaires.
Types de photocatalyseurs
Photocatalyse homogène
La photocatalyse homogène implique l'existence de réactifs et de photocatalyseurs dans la même phase, c'est-à-dire que les deux peuvent être sous forme de gaz. L'un des exemples les plus courants de photocatalyseurs homogènes utilisés est l'ozone et les systèmes photo-Fenton (Fe+ et Fe+/H2O2). Ici, l'espèce réactive doit être le radical hydroxyle (•OH) qui tend à être utilisé à diverses fins et objectifs. Ce mécanisme de production de radical hydroxyle (•OH) par l'ozone peut suivre ces deux voies évoquées ci-dessous.
Photocatalyse hétérogène
Il ressort clairement de la définition que la « catalyse hétérogène » implique que les catalyseurs et les réactifs se trouvent dans des phases différentes. La photocatalyse hétérogène est un sujet qui implique une relativement grande variété de réactions, qui incluent, sans toutefois s'y limiter : réactions d'oxydation légères ou totales, processus de déshydrogénation, réaction de transfert d'hydrogène, réaction d'échange isotopique de 18O2 à 16O2 et deutérium-alcane, dépôt de métaux, détoxification de l'eau, processus d'élimination des polluants gazeux, etc. En général et couramment utilisés, les photocatalyseurs hétérogènes comprennent les oxydes de métaux de transition et les semi-conducteurs, qui présentent des caractéristiques uniques.
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Application des photocatalyseurs
Traitement de l'eau
Dans les processus de traitement des eaux usées, divers semi-conducteurs binaires et ternaires sont utilisés comme photocatalyseurs. Les photocatalyseurs au dioxyde de titane (TiO2) et à l'oxyde de zinc (ZnO) sont souvent utilisés dans l'épuration des eaux usées. Le photocatalyseur d'oxyde de zinc est une excellente substance d'oxydation largement utilisée dans le traitement des eaux usées dans des industries telles que l'industrie pharmaceutique, l'imprimerie et la teinture, l'industrie du papier et de la pâte à papier, etc. Les nanotubes de dioxyde de titane (TiO2), également appelés (TNT), sont des photocatalyseurs très favorables pour la décontamination photocatalytique de l'eau. Benjwal et coll. (2015) montrent que les nanocomposites ternaires à base d'oxyde de graphène – TiO2/Fe3O4 constituent des applications prospectives dans le traitement des eaux usées.
Suppression des métaux traces
Certains oligo-éléments comme le mercure (Hg), le chrome (Cr) et le plomb (Pb), ainsi que d'autres métaux, sont extrêmement dangereux pour la santé humaine. En utilisant la photocatalyse hétérogène dans le but de maintenir la qualité de l'eau ainsi que la santé humaine, ces toxicités des métaux peuvent être éliminées avec succès, même à des niveaux de concentrations plus faibles comme les parties par million (ppm).
Division de l'eau
Pour la réaction de division de l'eau, diverses espèces telles que les sulfures, les oxydes et les séléniures ont été produites comme photocatalyseurs. Les nanoparticules de dioxyde de titane (TiO₂), plusieurs semi-conducteurs (couplés) comme CaFe204/TiO₂, l'hétérojonction WO3/BiVO4, ainsi que les nanofibres de cœur ou d'enveloppe comme CdS/Zno, et bien d'autres, constituent des moyens très utiles pour la production d'hydrogène à partir de l'eau.
Fonctions-autonettoyantes
Le photocatalyseur au dioxyde de titane (TiO₂) est largement reconnu en tant que substance photofonctionnelle utile, car le nettoyage des surfaces en verre et en carrelage nécessite des détergents chimiques, une consommation d'énergie élevée et il est également coûteux. La surface autonettoyante-à base de dioxyde de titane permet aux molécules inorganiques et organiques d'y rester absorbées et dégradées sans effort. Ensuite, il devient facile de le laver à l'eau en raison de la forte hydrophilie du film de TiO₂. Le dit résultat de TiO₂ devient fonctionnel à cette condition ; lorsque le taux de polluants organiques absorbés à la surface du matériau est inférieur à celui des photons solaires incidents par unité de temps. Les revêtements, les matériaux de peinture pour les murs des bâtiments et les processus de construction sont très exposés aux mauvaises conditions météorologiques telles que les pluies naturelles et la lumière solaire intense.
Facteurs qui améliorent les performances du photocatalyseur
Une autre technique viable pour rendre les photocatalyseurs efficaces dans la lumière visible pour diverses applications est le couplage de semi-conducteurs ou de composites. De telle sorte que les semi-conducteurs à grande bande interdite et à petite bande interdite sont couplés ensemble de sorte qu'ils ont un niveau de bande de conduction (CB) plus négatif. Ainsi, le résultat sera : les électrons de la bande de conduction (CB) peuvent être injectés du semi-conducteur à petite bande interdite au semi-conducteur à grande bande interdite. Cette technique et la méthode de sensibilisation par colorant se ressemblent, le seul contraste étant que les électrons vont se déplacer d'un semi-conducteur à l'autre. La production d'hydrogène via des couplages SnO2, CdS, CdS/Pt-TiO2 et NiS/ZnxCd1-xS/oxyde de graphène réduit a été examinée.
Afin d'améliorer l'activité photocatalytique d'un semi-conducteur, divers métaux nobles comme le Pt, l'Au, l'Ag, le Ni, le Cu, le Rh, le Pd, etc. ont été utilisés. La probabilité de recombinaison/réunion électron-trou est diminuée par ce processus, ce qui entraîne une séparation de charge efficace ainsi que des taux plus élevés de réaction photocatalytique. En raison de ces propriétés des métaux nobles, le transfert d'électrons peut être facilité, ce qui conduit à une activité photocatalytique plus élevée.
La sensibilisation aux colorants est une technique propice au développement de surfaces et à la modification de photocatalyseurs pour l'utilisation de la lumière visible à des fins de conversion d'énergie. Les colorants possèdent des caractéristiques d'oxydo--réduction ainsi qu'une sensibilité à la lumière visible qui peuvent être utiles pour les cellules solaires et dans les systèmes photocatalytiques. Une réaction catalytique peut être déclenchée car lorsque les colorants sont exposés à la lumière visible, ils injectent des électrons dans la bande de conduction (CB) des semi-conducteurs. Une injection rapide et rapide d'électrons et une lente réaction en arrière sont les conditions primordiales pour convertir la lumière absorbée directement en énergie électrique avec un rendement plus élevé dans les cellules solaires ou via la production d'hydrogène.
L'application du dopage est connue sous le nom d'ajout d'impuretés à une substance pure. Le dopage est divisé en deux sous-catégories : (1) Dopage cationique et (2) Dopage anionique. Le dopage cationique implique le dopage de cations sur les semi-conducteurs, tels que les métaux comme Al, Cu, V, Cr, Fe, Ni, Co, Mn, etc. D'autre part, le dopage anionique implique l'utilisation d'anions, tels que des non-métaux comme N, S, F, C, etc. Le réseau cristallin d'un photocatalyseur reçoit un impact nouveau et unique de chacun. dopant. Le dopage des ions métalliques et non métalliques augmente la photo-réactivité à la surface d'un photocatalyseur pour atteindre la région visible en créant de nouveaux niveaux d'énergie (ou état d'impureté) entre la bande de Valence (VB) et la bande de conduction (CB) pour diminuer sa bande interdite. Les électrons excités par la lumière passent de l’état d’impureté à la bande de conduction (CB).
Comment empêcher la désactivation des photocatalyseurs ?
Empoisonnement
La principale cause de désactivation des photocatalyseurs est l’empoisonnement. Il fait référence à la désactivation chimique réversible ou irréversible d'un photocatalyseur et entraîne une perte d'activité catalytique, de stabilité et de sélectivité, ce qui entraîne de graves problèmes et des pertes économiques dans les processus catalytiques industriels. La figure 1 montre l'empoisonnement au soufre par H2S des photocatalyseurs au nickel avec et sans ajout d'oxygène.
Frittage
Le frittage est une autre cause fréquente de désactivation des photocatalyseurs. Il s’agit d’une dégénérescence thermique qui s’accompagne d’une surface catalytique et d’une zone de support réduites. Pire encore, les phases catalytiques passeraient à des phases non-catalytiques, entravant ainsi les réactions chimiques prévues.
Cokéfaction
La cokéfaction représente environ 20 % de la désactivation des photocatalyseurs et est généralement liée au colmatage. À savoir, les matériaux carbonés et autres dans les pores du photocatalyseur se déposent, réduisant la taille des pores et empêchant les molécules réactives de se diffuser dans les pores. Habituellement, ces dépôts carbonés peuvent être éliminés par gazéification avec de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène, et nous acquérons respectivement CH4, CO et COx. La désactivation par cokéfaction est donc un processus réversible. La figure 2. est une illustration schématique du dépôt de coke sur des photocatalyseurs HZSM-5 non modifiés et modifiés par du métal-.
Mécanisme de photocatalyse
(1) Le processus commence par l’absorption de la lumière et la génération ultérieure de porteurs de charge. Lorsque la surface du photocatalyseur est éclairée par une lumière avec une énergie égale ou supérieure à l'énergie de bande interdite des pérovskites aux halogénures métalliques (MHP), une transition électronique immédiate se produit, donnant lieu à la création de paires d'électrons -trous (e-h). Il convient de noter que la lumière est généralement classée en deux plages de longueurs d'onde : la lumière ultraviolette (UV), s'étendant sur 200 à 400 nm, et la lumière visible, couvrant la plage de 400 à 800 nm. Notamment, lorsque l’énergie de la bande interdite (Eg) d’un semi-conducteur est inférieure à environ 3,1 électronvolts (eV), le matériau peut absorber efficacement la lumière visible. Cette capacité est d’une grande importance car les photons visibles constituent une part importante de la lumière solaire, contribuant à environ 50 % de sa composition.
(2) La prochaine phase cruciale implique la séparation et le mouvement de ces porteurs de charge. Lorsque la lumière déclenche la transition des électrons de la bande de valence (VB) à la bande de conduction (CB), elle laisse des trous dans la VB. Cette séparation électron-trou (e-h) est une étape cruciale de la photocatalyse. Cependant, il est essentiel de reconnaître que la recombinaison de ces électrons et trous photogénérés est un processus inhérent et inévitable. Malheureusement, cette recombinaison peut entraver l’utilisation efficace des porteurs de charge, diminuant finalement l’activité catalytique des photocatalyseurs.
(3) L'étape suivante implique des réactions redox de surface des réactifs correspondants. Cela implique le transfert rapide d'électrons, capables de réduction, et de trous, possédant un potentiel d'oxydation, vers des sites de réaction désignés à la surface des photocatalyseurs aux halogénures métalliques et pérovskites (MHP). D'un point de vue thermodynamique, la réalisation de réactions redox réussies nécessite un alignement précis entre la structure de bande d'énergie du semi-conducteur et les potentiels de réaction redox. Cet alignement impose que le niveau d'énergie de la bande de conduction (CB) soit plus négatif que le potentiel de réduction, tandis que le niveau d'énergie de la bande de valence (VB) doit être plus positif que le potentiel d'oxydation.
Comment entretenir les photocatalyseurs
Choisissez les bons photocatalyseurs
Le choix des photocatalyseurs adaptés à une application spécifique est essentiel pour empêcher la désactivation. Différents photocatalyseurs ont différents degrés de stabilité et de résistance à la désactivation. Par conséquent, il est important de sélectionner un photocatalyseur adapté aux conditions spécifiques du processus. La conception des photocatalyseurs compte également. Vous pouvez modifier la surface, la taille des pores et la taille des granulés pour éviter l'empoisonnement des photocatalyseurs.
Gardez les photocatalyseurs propres
L’une des principales raisons de la désactivation des photocatalyseurs est l’accumulation de contaminants à sa surface. Ces impuretés peuvent provenir de la matière première ou du milieu environnant. Pour éviter que cela ne se produise, il est essentiel de purger périodiquement le système ou de filtrer la matière première.
Évitez les températures élevées
Les photocatalyseurs peuvent être sensibles aux températures élevées, ce qui peut conduire à leur désactivation. Il est crucial d'éviter d'exposer les photocatalyseurs à des températures dépassant leur plage de fonctionnement sûre. Vous feriez mieux de surveiller la température du système et d'ajuster le processus en conséquence.
Surveiller l'activité des photocatalyseurs
La surveillance de l'activité des photocatalyseurs peut aider à détecter tout changement dans ses performances. Ceci peut être réalisé en mesurant régulièrement la vitesse de réaction ou en effectuant des tests périodiques des photocatalyseurs. En surveillant l'activité des photocatalyseurs, tout problème peut être identifié rapidement et des mesures correctives peuvent être prises pour empêcher la désactivation.
Notre usine
Avec des décennies d'expérience dans la fabrication et la commercialisation de produits chimiques-de haute qualité, Gnee Chemical Company fournit des produits chimiques organiques, des produits biochimiques, des intermédiaires pharmaceutiques et bien plus encore. Gnee Chemical dispose d'une main-d'œuvre qualifiée en recherche et développement. Notre équipe de plus de 200 personnes est responsable des tests de qualité, du contrôle de la production et du-service après-vente en tant que service-à guichet unique. Nous fournissons des solutions de R&D et de production à nos clients mondiaux. Nous adhérons au principe de « la qualité d'abord » et avons obtenu la certification ISO 9001. Nous avons également mis en place un centre de tests dédié pour mettre en œuvre des normes strictes de contrôle de qualité à toutes les étapes du processus de production. Les inspecteurs de qualité surveillent de près le processus de production de chaque produit pour garantir la qualité des produits chimiques finaux.

Certifications






FAQ
En tant que l’un des principaux fabricants et fournisseurs de photocatalyseurs en Chine, nous vous souhaitons la bienvenue dans la vente en gros de photocatalyseurs bon marché ici depuis notre usine. Tous les produits chimiques sont de haute qualité et à des prix compétitifs.
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