ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ КОМПОЗИТОВ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОЙ ДЕГРАДАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ

РЕФЕРАТ 3
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1 Перспективы водородной и солнечной энергетики 7
1.2 Механизмы фотокаталитического генерирования водорода 9
1.3 Использование органических веществ в реакции фотокаталитического
генерирования водорода 11
1.3.1 Метанол 13
1.3.2 Глюкоза 14
1.3.3 Органические загрязнители и отходы производства 15
1.4 Полупроводниковые катализаторы в процессе фотогенерирования водорода 16
1.5 Фотокаталитическое окисление органики 19
1.6 Окислительная система фото-Фентона 20
1.7 Заключение 22
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 24
2.1 Техника безопасности 24
2.2 Методы исследования 25
2.2.1 Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) 26
2.2.2 Спектры диффузного отражения 26
2.2.3 Методы определение ширины запрещённой зоны полупроводниковых
соединений 27
2.3 Методика оценки фотокаталитической активности 28
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 29
3.1 Результаты анализа фазового состав и микрорентгеноспектрального исследования
железосодержащих металлокерамических композитов. Ошибка! Закладка не
определена.
3.2 Результаты анализа электронных спектров поглощения железодержащих
металлокерамических композитов Ошибка! Закладка не определена.
3.3 Определение ширины запрещённой зоны исследуемых железосодержащих
композитов Ошибка! Закладка не определена.
3.4 Оценка фотокаталитической активности композитов в процессе генерирования
водорода Ошибка! Закладка не определена.
ВЫВОДЫ 29
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 31
Купить

Одной из основных технологических проблем современности является недостаток энергетических ресурсов. Мировое потребление энергии выросло экспоненциально, что привело к истощению запасов ископаемых видов топлива и отрицательно сказывается на экологической обстановке. Это диктует необходимость развития технологий производства энергии на основе возобновляемых ресурсов.
Использование водородного топлива в энергетической сфере открывает широкие перспективы развития экологических технологий, однако существенной проблемой является неэкономичность его промышленного производства. Перспективный вариант её решения - фотокаталитическое разложение воды или водно-органических систем для получения водорода под действием солнечной энергии. С учетом экономических и экологических факторов в качестве «расходных» органических реагентов для получения водорода предпочтительно использовать загрязнители воды или компоненты, входящие в состав сточных вод различных производств. Растворимые органические вещества (РОВ) выступают в качестве доноров электронов, они окисляются до CO2 с потреблением фотогенерированных дырок и/или кислорода, уменьшая возможность рекомбинации носителей заряда и способствуя тем самым повышению эффективности образования водорода.
С целью эффективного использования солнечной энергии в процессах генерирования водорода применяют различные подходы к сдвигу активности фотокатализатора в область видимого света. Предложены композиционные фотокатализаторы, состоящие из 2-х полупроводников для улучшения разделения зарядов и расширения диапазона действующего света, например, CdS-TiO2, SnO2-TiO2. Железосодержащие катализаторы привлекательны не только с экономической точки зрения; они экологичны и уже широко используются в различных каталитических системах.
Ранее было установлено [31], что железосодержащие композиты нитридов бора и кремния проявляют фотоактивность в процессах деградации РОВ, в частности, щавелевой кислоты, формальдегида, фенольных соединений. Эффективность композитов связана как с созданием в растворе различных фотокаталитических систем (фото-Фентона, ферриоксалатная и др.) посредством совмещения гетерогенного и гомогенного катализа, так и с наличием в составе керамической матрицы широкозонных полупроводниковых соединений, проявляющих активность в условиях УФ излучения.
Представляло интерес исследовать возможность применения Fe-содержащих металлокерамических композитов в совмещённых фотокаталитических процессах деградации РОВ и генерирования водорода из «расходных» реагентов в условиях системы фото-Фентона ^е(П,Ш)/Н2О2/УФ). В качестве «расходных» реагентов изучены карбоновые кислоты (НСООН, Н2С2О4, НэСй), гидразин.
Цель работы: оценка фотокаталитической активности железосодержащих металлокерамических композитов в совмещённых процессах генерирования водорода и деградации РОВ.
Объект исследования: композиционные материалы, полученные азотированием ферросиликоалюминия (ФСА) методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС)
Задачи:
1. Исследование фазовый состав и элементный состав композитов.
2. Исследование оптических свойств фотокатализаторов.
3. Оценка фотокаталитической активности композитов, непосредственно в процессе генерирования водорода.

Купить