Fotocataliza - l

accelera chimice. p-TION, datorită acțiunii combinate a unui catalizator și iradierea luminii. Pentru cinetică fotokatalitich. p-tiile sunt caracterizate prin aceleași reguli ca pentru katalitich. și fotochimic. p-tiile (vezi. cinetica reacției catalitice, reacțiile fotochimice). caracteristică Fotokatalitich. p-tiile este că efectul separat al luminii sau catalizatorul nu are mijloace. influență asupra ratei de p-TION. F. Pentru. Distribuit pe scară largă în natură (a se vedea. Ex. Fotosinteză).

Tipuri de fotokatalitich. p-tiile: 1) photoin- Vanny-catalizei :. După absorbția unui foton cu energia hv (h - constanta lui Planck, v este frecvența radiației) este inactiv în cantitate A (prekyusor) este transformată în catalizator C; conversia substratului S la un produs P, catalizat C este convențională termică. (Închis) proces. Randamentul cuantic al m. B.> 1, t. Pentru a. R-TION poate merge după încetarea expunerii.

2) catalizei photoactivated: (kT - energia termică a mișcării particulelor, T - temp abs, k - constanta Boltzmann) .. Acesta Naib. proces comun. Spre deosebire de cazul precedent, catalizatorul determină conversia substratului S unui fotochimic produs P. sau convențională termică. înseamnă, în curs de dezvoltare cu o prekyusor A. Astfel, A este regenerat în acest proces, dar pentru ciclul de absorbție a urmelor complement necesar. foton. Pentru photoactivated p-tiile, aceste p-TION nu merge în absența iradierii.

3) Katalitich. photoreaction:

Catalizatorul reacționează cu o stare excitată S * substrat la Roe, apoi convertit la produsul P. In contrast cu procedeele 1 și 2 sunt absorbite direct substratul foton hv, catalizatorul nu necesită photoactivation.

Fotokatalitich. sistem. În sistemele omogene drept catalizatori utilizate cel mai frecvent complecși ai metalelor de tranziție cu săruri anorganice. și org. liganzi. In politicile integrate-metallokomp F. care rezultă din catalizator de absorbție foton poate fi un coordinatively complex metalic nesaturat, complex ion metalic sau interm. okislit.-restaurare. Particulele de stat sau nosposobnye reactive (de ex. Svob. radical) care rezultă din ligandul sub fotochimic. p-TION. In sisteme eterogene (solid - gaz sau solid - lichid) ca photocatalysts folosind oxizi semiconductoare sau sulfurilor (TiO2 ZnO, CdS, etc ...), oxizi de semiconductoare cu metale depuse (de exemplu, Pt / TiO2 Rh / SrTiO3 ..) Si dispersie semiconductor cu oxizi depuse (de ex. RuO2 / TiO2). Centrele active ale p-TION sunt găuri și electroni generate în semiconductoare prin iradiere luminii.

Naib. Amprenta comună. Procese F.

1) photoreduction Fotooxidarea și săruri anorganice. și org. substraturi; photocatalysts - săruri p-ry și complecși ai metalelor de tranziție, ZnO, TiO2. WO3. SnO2, etc.; substraturi - CO, H2. NH3. H2O, CN -. alcooli, alcani. alchene, etc.

2) Fotogidrirovanie și fotodegidrirovanie (ex. H2 fotoprisoedinenie la dienele complecșii de carbonil de Cr, acetonă și alcooli fotodegidrirovanie pulberi de TiO2 și ZnO).

3) photodimerization și fotopolimerizabil (de ex. Un photodimerization în prezența olefinelor. Complexele de Cu, Co, Cr, Ni, Rh).

4) Fotoizomerizarea și disproporționarea (de exemplu, cis -. -fotoizomerizatsiya olefine trans și deplasarea dublei legături a olefinelor în prezența carbonili W, Mo, Cr, Fe, Ni) ..

5) oxizi photoadsorption oxigen semiconductoare (ZnO, TiO2, etc.), fotodesorbtie CO2 cu dressing-ZnO sti.

7) photodeposition metalelor (Pt, Cu, Pd, Ag, etc.) din sărurile lor în dispersii semiconductoare pansamente st. Procedeele (5) - (7) sunt cunoscute numai pentru sisteme eterogene.

Aplicație. Utilizarea FA este de mare interes în legătură cu problema de utilizare a energiei solare. Cu astfel de p-tiile care apar cu stocarea FREE. sistem energetic, în principiu, este posibil să se obțină de mare energetich. și combustibil ecologic curate din apa și gazele atmosferice, sunt materii prime accesibile și practic inepuizabile. Una dintre cele mai promițătoare p-tiile - Pho-tokatalitich. descompunerea apei în H2 și O2 prin iradierea lumină vizibilă sau UV. Acest proces m. B. implementate în sisteme de micro-eterogene; este de obicei descrisă după cum urmează. schema (FC - fotocatalizator)

În fotochimic. din faza (fotocatalizator implicând FC * stare excitată de conjugat r-TION de acceptor A sunt formate oxidant suficient de puternic și FC reducator + A -... adică, taxa de separare are loc așa cum este folosit adesea FC unde complexul Biru - .. 2.2 „-bipiridin și ca - org bikation N, N'-dimetil-4,4'-bipiridină (metil viologen, MB 2+) Când este utilizat ca sisteme semiconductoare rol FC FC + si un - .. jucat respectiv găuri. în banda de valență și electronii din banda de conducție. H2 și O2 se realizează în katalitich bold întuneric. p-tiile etc. . Acc interacțiune. - Și FC + cu H2O Ca catalizatori aceste procedee utilizează în mod obișnuit Pt coloidal și RuO2.

Depozitarea chimice. m. b energie. și efectuate ca urmare a unor astfel de fotokatalitich. p-TION la cer permite să se obțină mai consumatoare în cantitate de energie (de exemplu,., ca urmare a fotoizomerizarea norbornadien la cvadriciclu în prezență. Cu (I) = 1 kJ / g). La imprimare (imprimare în relief, gravurii, litografie etc.) Folosind coloizi polimerizare fotoinduse gelatină sau dicromat de albumină (sau alcool polivinilic).

Lit:. Resursele de energie prin prisma fotochimiei și Lane cataliza. din limba engleză. M. 1986; Lyashenko LV în Sat. Cataliza si catalizatori. în. 23, K. 1985, p. 3-17; Hennig H. [a. a.] "Coord. Chem. Rev.", 1985, v. 61, p. 1-53.

Chimice Enciclopedia. - M. sovietic Enciclopedia. Ed. I. L. Knunyantsa. 1988.