半导体催化剂用于治疗废水怎么样?

在《华尔街日报》最近发表的一篇文章目前看来在绿色化学和可持续最近,研究人员讨论了改善半导体催化剂及其在污水处理实用程序。

研究:废水处理用半导体催化剂的最新进展。图片来源:Dmytro Falkowskyi / Shutterstock.com

背景

正在危害人类和环境健康的有毒有机化合物和金属离子由人为来源。而电化学废水处理技术取得了重大进展,治疗所需的电能通常来源于不可再生资源,构成挑战,环境友好和长期的水净化。

由于阳光直射耦合,它允许对环保和温和的反应条件,加上非凡的反应分解甚至微量的污染物,半导体催化剂已成为一种很有前途的新兴净水和污水处理的方法。

有机和无机污染物已被证明是使用半导体催化剂降解。甲基橙(MO),亚甲蓝(MB)和罗丹明B (RhB)都被研究为模型污染物光降解。论文的最近被证明能够溶解,并从电子垃圾回收贵金属。

关于这项研究

在这项研究中,作者讨论了最近的突破的使用半导体催化剂污水处理和环境治理、以及创新技术能够克服当前约束。

团队集中在过去的两年里减少污染物的废水利用半导体催化剂。欧洲杯足球竞彩为论文的深度进行材料设计方法。

当前策略的研究人员提供了一个总结改进半导体的光吸收和电荷分离,以及系统集成的途径与其他分离催化剂和反应使成功的废水处理方法。

观察

一些研究报道,由于其光催化功能,半导体材料有潜力的废水处理,这可能是由能带结构的设计。欧洲杯足球竞彩活性物种的形成photogenerated半导体材料中电子和空穴所提供有效的氧化/还原性能的破坏污染物,直接或间接。欧洲杯足球竞彩

染料、药物、化学前体和各种有机和无机废弃物被光催化降解处理。通过掺杂杂原子或生产垂直、改善功能材料取得了更大的光吸收范围和延长电荷载体。欧洲杯足球竞彩

可观的收益和增加光催化性能在半导体材料的使用水过滤。欧洲杯足球竞彩主要研究集中在材料特性的修改产生更高的净化性能,介绍点缺陷和异质结的形成,导致提高光催化性能。

使用这些光催化剂领域的策略被证明是有效的去除水中的有害化合物,有机和无机污染物消除即使暴露在阳光下。然而,关键的限制和未解决的问题之前必须克服催化剂可以商业化。

催化剂的稳定性和可扩展性为实际地下水和污水矩阵,以及建立一个足够一生将整个光降解过程经济可行的,都是重大的挑战。尽管某些催化剂可以降低污染物在可见光下,近乎于零,该技术仍局限于实验室规模的研究。

此外,因为大多数研究论文的纳米结构,更彻底的稳定性研究应该做的而不是仅仅几个周期。超过50个周期在不同pH值的解决方案将充分说明材料在实际废水的应用潜力。欧洲杯足球竞彩

许多其他物种出现在解决方案可能影响光催化功能;因此,研究干扰物种在实际废水的影响是至关重要的。合成或真正的水的使用矩阵与这些干扰物种可以协助减少废水实际废水应用程序部署,因为物种的范围超过了目标分子。无机离子等公司₃^{2 -},所以₄^{2 -},Cl^{- - - - - -},阿宝₄^{3 -},铜^{2 +}例如,可能是有害的光催化活性。因此,光催化活性的验证是翻译的关键工业中的实际应用和地下水废水。

此外,其他保留活性污染物的存在可能会影响分子的降解行为目标,所以在其他可光降解的物种的存在进行研究是至关重要的。在这种情况下,结合电化学驱动先进分离与干扰物种中和可能是一个可行的选择。隔离和浓度的目标分子的分子竞争可以提高催化剂的选择性。几个redox-active材料识别和用于欧洲杯足球竞彩选择性地吸附离子物种基于聚合物的官能团的氧化还原状态。

无选择性的催化剂结合选择性氧化还原电极时,特定污染物降解可以实现。电容消电离电极可以提高整体性能。由于其亲水的性格和intercalation-based pseudocapacitive自然,MXene,结构层金属碳化物、碳氮化物或氮化物会增加水处理系统的整体效率。

结论

总之,本研究阐明electrochemistry-based分离系统可以结合光电化学(压电)污染物降解,使长期的过程强化。电化学能提高电荷分离通过photogenerated电子电路的光催化剂通过阳极的潜力,而电极也可能导致活性自由基的生成。

作者提到,压电陶瓷可能导致更有效的使用更环境可接受的半导体,让我们接近绿色化学。他们认为在未来结合光催化剂和电化学系统提供了一个独特的机会给污水处理带来创新。

从AZoM:什么是辉光放电光学发射光谱法

源

在香港,J。曹,k - h。压,V。,等。污水处理使用半导体催化剂的最新进展。目前看来在绿色和可持续化学100644 (2022)。https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2452223622000566

免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。