As classificações de nanomateriais fotocatalisadores

Os catalisadores são amplamente utilizados em todas as esferas da vida em todo o mundo, e a pesquisa teórica sobre catalisadores tem grande desenvolvimento em energia limpa, proteção ambiental e outros aspectos. Dentre eles, o material fotocatalítico refere-se ao material catalisador semicondutor necessário para que a reação química ocorra na condição de luz. A tecnologia fotocatalítica tornou-se uma tecnologia de controle de poluição ambiental ideal devido às suas propriedades únicas que podem usar diretamente a luz solar à temperatura ambiente para mineralizar completamente vários poluentes orgânicos sem poluição secundária. Nos últimos anos, pesquisadores de várias disciplinas em meu país se juntaram ao campo de pesquisa em fotocatálise, tornando-o um campo mais ativo e em rápido desenvolvimento. Ao mesmo tempo tOs campos de proteção ambiental e novas energias foram  desenvolvidos rapidamente nos últimos anos, e os materiais fotocatalisadores estão em uma enorme  demanda de mercado.

Então, quais são os tipos de materiais fotocatalisadores?

1. Nano materiais fotocatalíticos com metais preciosos, grafeno e nanotubos de carbono suportados na superfície, tais como nano óxidos TiO2, Fe2O3, WOx, Al2O3, CuO, NiO, ZnO e outros metais preciosos carregados à superfície;

2. Fotocatalisadores nano semicondutores acoplados à superfície, como CdS-ZnO, CdS-SnO, CdS-TiO2, CdSe-Tioz, SnO-TiO2, etc.;

3. Fotocatalisadores compostos por estruturas de óxidos de perovskita como BaTiO3, SrTiO3, LaFeO3, etc.;

4. Fotocatalisadores suportados em  suporte adsorvente ,  como TiO2 e ZnO na superfície de carreadores adsorventes (como sílica, zeólita, alumina, carvão ativado);

5. Nano óxidos metálicos, como Ti O 2, Fe2O3, WO3, SnO2, CuO, Al2O3, ZnO, etc.

Nano trióxido de tungstênio (WO3)  tem uma forte capacidade de absorver ondas eletromagnéticas, pode ser usado como um excelente material de absorção de energia solar e material invisível, e tem boa estabilidade. A nanopartícula de trióxido de tungstênio tem uma grande superfície específica, efeito de superfície significativo e tem esse desempenho catalítico especial. Como um composto de metal de transição, o óxido de nanotungstênio (WO3)  é um semicondutor do tipo n de banda larga e um material potencialmente sensível.

A base teórica para o uso de nanopartículas semicondutoras como fotocatalisadores é que: por um lado, o efeito do tamanho quântico aumentará a lacuna de energia do semicondutor, o potencial da banda de condução se tornará mais negativo e o potencial da banda de valência se tornará mais positivo. Isso permite que ele obtenha uma capacidade redox mais forte; por outro lado, a área superficial específica das nanopartículas é muito maior do que a dos materiais convencionais . Tsuperfície de um nanomaterial do tamanho de um grão de arroz equivale ao tamanho de um campo de futebol. Os nano materiais têm uma forte capacidade de adsorver poluentes, o que é muito benéfico para melhorar a velocidade da reação catalítica; além disso, quanto menor o tamanho da partícula, menor a probabilidade de recombinação de elétrons e lacunas, e melhor o efeito de separação de carga, resultando em melhoria da atividade catalítica.