Технология фотокатализа

Все системы очистки и обеззараживания Тенре-Аэролайф используют принцип фотокатализа для окисления и инактивации химических и микробиологических загрязнений в воздухе.

Современное понятие «фотокатализ» звучит как — «изменение скорости или возбуждение химических реакций под действием света в присутствии веществ — фотокатализаторов, которые в результате поглощения ими квантов света способны вызывать химические превращения участников реакции, вступая с последними в промежуточные химические взаимодействия и регенерируя свой химический состав после каждого цикла таких взаимодействий».

Сущность метода фотокаталитической очистки воздуха состоит в окислении веществ на поверхности катализатора под действием мягкого ультрафиолетового излучения диапазона А (320-400 нм). Реакции очистки протекают при комнатной температуре, и при этом токсичные примеси не накапливаются на фильтрах воздухоочистителя, а полностью разрушаются до безвредных компонентов воздуха, до двуокиси углерода, воды и атмосферного азота.

Принцип действия фотокатализатора

 

Вредные органические, неорганические и элементорганические загрязнители, а также бактерии, вирусы и споры грибов адсорбируются на поверхности фотокатализатора, нанесенного на пористый носитель (фотокаталитический фильтр). Под действием света от УФ-излучателей диапазона А (320-400 нм) они окисляются до углекислого газа, воды и атмосферного азота.

В качестве фотокатализатора используется модифицированный диоксид титана (TiO2).

TiO2 — полупроводниковое соединение. Согласно современным представлениям, в таких соединениях электроны могут находиться в двух состояниях: в свободном и связанном.
 

В первом случае электроны движутся по кристаллической решетке, образованной катионами Ti+4 и анионами кислорода О2-.
Во втором случае в основном электроны связаны с каким-либо ионом кристаллической решетки и участвуют в образовании химической связи. Для перевода электрона из связанного состояния в свободное необходимо затратить энергию не менее 3,2 эВ. Эта энергия может быть доставлена квантами света с длиной волны 320–400 нм.

Таким образом, при поглощении света в объеме частицы TiO2 рождаются свободный электрон и электронная вакансия. В физике полупроводников такая электронная вакансия называется дыркой.

Электрон и дырка — достаточно подвижные образования, и, двигаясь в частице полупроводника, часть из них рекомбинирует, а часть выходит на поверхность и захватывается ею.

Захваченные поверхностью электрон и дырка являются вполне конкретными химическими частицами. Например, электрон — это, вероятно, Ti3+ на поверхности, а дырка локализуется на решетчатом поверхностном кислороде, образуя О-, Таким образом, на поверхности оксида образуются чрезвычайно реакционноспособные частицы. В терминах окислительно-восстановительных потенциалов реакционная способность электрона и дырки на поверхности TiO2 характеризуется следующими величинами: потенциал электрона ~ - 0,1 В, потенциал дырки ~ +3 В относительно нормального водородного электрода.

 

Новости компании

Депутаты обеспокоены экологией Алматы

Город по сути стал зоной тихого экологического бедствия.

17.03.2020

подробнее

Сенатор предложила принять спецзакон, решающий экологические проблемы Алматы

Депутат подняла проблему перенаселенности города. По ее словам, в Алматы сейчас проживает свыше двух миллионов граждан.

12.03.2020

подробнее

Партнеры