بررسی حذف آلاینده ها از هوا به روش فوتوکاتالیستی : توسعه کاتالیست و طراحی راکتور

مقاله ترجمه شده بررسی حذف آلاینده ها از هوا به روش فوتوکاتالیستی توسعه کاتالیست و طراحی راکتور، در قالب فایل Word.

فوتوکاتالیست به مدت چندین دهه به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است . انگیزه ای برای کاربردهای جذاب آن در تصفیه آلودگی، سنتز شیمیایی ، نوآوری انرژی می باشد. با این حال کاربرد های علمی، تجاری، صنعتی فوتوکاتالیستی در زمینه مصالح ساختمانی محدود شده است. راندمان کم کوانتومی در تبدیل انرژی خورشیدی و محدودیت سطح پایین آلاینده ها در فوتوسنتز بسیار دشوار برای حل شدن این مشکلات می باشد . تصفیه هوا توسط اکسیداسیون فوتوکاتالیستی (POC) آلاینده های مختلف، برای مثال ترکیبات آلی فرار ( ) یا گازهای معدنی( , CO, , , اوزون و...) در غلظت های نسبتا پایین، به نظر می رسد برای تجاری سازی بیشتر امکان پذیر می باشد. این بررسی ابتدا مکانیسم حذف این آلودگی ها توسط PCO را معرفی می کند و سپس تحقیقی دقیق و بحثی راجب فوتوکاتالیست و طراحی راکتور فراهم می کند. این مقاله به منظور اطلاعات اساسی و جامع برای کاشت محل فوتوسنتز فاز گاز به تصفیه هوا ارائه شده است.
1.مقدمه
کشف فوتوکاتالیست در سال ۱۹۷۲ در تولید هیدروژن با تقسیم کردن آب، منافع پژوهشی فوری را با توجه به دو بحران انرژی و نفت( بحران نفت ۱۹۷۳ و بحران انرژی ۱۹۷۹) جذب کرد. در مطالعه انجام شده توسط فوجی شیما و هوندا [1] ، از یک الکترود نیمه هادی برای استفاده از ترویج هیدروژن در معرض تابش را تسهیل می کند. وقتی که ذرات نیمه هادی مورد استفاده قرار میگیرند، مکان های مختلف یک ذره می تواند به عنوان آند و کاتد عمل کند، سپس تعداد زیادی سلول های فوتو الکتروشیمیایی تولید می شود. دامنه فوتوکاتالیست بر اساس ساز و کار نیمه هادی، سپس گسترش زیادی یافت [2] . با کاربرد های مختلف عملی مثل فوتواکسیداسیون، فوتوداگرافی، کاهش فوتوکاتالیستی ،[3] سنتز فوتوکاتالیستی، اکسیداسیون فوتوکاتالیستی فاز گاز [4] ، حذف فوتوکاتالیستی فلزات سنگین [5] و خود تمیز کننده ناشی از نور می باشد[6] . پیشرفت های تجربی و نظری گسترده در مورد فوتوکاتالیست بررسی های عالی را امکان پذیر کرد که اصول فوتوکاتالیست تجزیه نور را که از سطح فعال[7] ، تولید شارژ، واکنش های سطح تا کاربردها متغیر است را پایه گذاری کرد. در مطالعات قبل، فوتوکاتالیستی ترین واکنش ها در محیط گسترده نیمه رسانا انجام شده بود[8] مانند ,ZnO باور بر این بود که محدودیت فوتوکاتالیست هم ترمودینامیکی و هم سنیتیکی می باشد. ماهیت مواد فوتوکاتالیستی جذب فوتون ها و پس از تولید شارژ، بازسازی و مهاجرت را تعیین می کند. در مرحله ابتدایی، جذب نور همچنین بهره وری از انرژی خورشیدی را مدیریت می کند[9-12] که در آن نور ماورا بنفش می تواند به وسیله و ZnO بهره برداری شوند تنها کمتر از ۴ درصد طیف انرژی خورشیدی را نشان می دهد. وقتی که شارژهای نور القاشده خورشید با موفقیت به سمت سطح حرکت میکند، در جایی که واکنش های فوتوکاتالیستی، اتفاق می افتد، آن ها هنوز هم می توانند تحت بازسازی سطح قرار گیرند یا به وسیله واکنش دهنده های نا مطلوب به دام بیوفتند به همین ترتیب بازدهی فوتوکاتالیست در مرحله بسیار پایین باقی مانده است. با توسعه و گسترش بیش از ۴ دهه، فوتوداگرافی آلاینده های آبی یا گازی تولید سوخت های خورشیدی توسط فرایند فوتوکاتالیستی تقسیم آب یا تبدیل ، داغ ترین مباحث در مورد فوتوکاتالیست بوده اند. ۵۸۴۰ نتیجه نمایش داده می شوند وقتی که (فوتوداگراف) در قسمت (موضوع) و (۲۰۱۵_۲۰۱۳) در قسمت سال انتشار قرار داده شود. نتایج، ۶۷۸۸ تا می شود وقتی که موضوع به (photocata) وهیدرژن یا کاهش ( ) تغییر کند. می توان دید که فعالیت های تحقیقاتی مرز های شکاف تحقیق را رعایت می کنند. مادی یا مطالعات نظری، اما هنوز فاصله و شکاف بین تحقیق [15-20] و کاربرد عملی حل نشده است. فوتوکاتالیست تجاری باید از لحاظ فنی [21-24] و اقتصادی با تکنولوژی های همتای خود رقابتی باشد. برای مثال تولید هیدروژن از تغییر شکل( رفرمینگ) هیدروکربن، تبدیل [25,26] با بازفرم دهی خشک و سنتز شیمیایی، سالم سازی آب [27-29] توسط جذب، سالم سازی بیولوژیکی یا فرایندهای پیشرفته اکسیداسیون [30,31] در مقایسه با فرایندهای صنعتی بالا، تصفیه هوا [32,33] مخصوصا تصفیه هوای داخل ساختمان به نظر می رسد زمینه امیدوار کننده ای هست که در آن فوتوکاتالیست می تواند به طور بالقوه به عنوان یک تکنولوژی تجاری عمل کند[34-36] با فن آوری های حذف ریز ذره ترکیب می شود...ادامه در مقاله

فهرست مطالب:
اکسیداسیون فوتوکاتالیستی برای تصفیه هوا
نور القاشده ترکیبات آلی فرار
اکسیداسیون فوتوکاتالیستی فرم آلدهید
اکسیداسیون فوتوکاتالیستی تولوئن
اکسیداسیون فوتوکاتالیستی بنزن
اکسیداسیون فوتوکاتالیستی تری کلرو اتان
حذف فوتوکاتالیستی
حذف فوتوکاتالیستی CO و اوزون
فتوکاتالیستی ضد بو
فوتوکاتالیست ها برای تصفیه هوا
مروری بر مواد فوتوکاتالیست
فوتوکاتالیست های مبنی بر Ti
حذف اکسیداسیون فوتوکاتالیستی ترکیبات آلی فرار
حذف اکسیداسیون فوتوکاتالیستی آلاینده های گازی معدنی
فوتوکاتالیست های مبتنی بر غیر تیتانیوم برای تصفیه هوا
تکنیک های بی اثر سازی
طراحی فوتوکاتالیست برای تصفیه هوای اکسیداسیون فوتوکاتالیستی
طراحی راکتور های فوتوکاتالیستی حالت گاز
انواع راکتور های فوتوکاتالیستی حالت گاز
تشدید راکتور های فوتوکاتالیستی
مدل سازی راکتورهای فوتوکاتالیستی
مدل سازی هیدرودینامیکی
مدل انتشار اشعه نور
مدل سازی انتقال تابشی
مدل سازی سینتیک
عملکرد راکتور فوتوکاتالیستی
روشهای مدلسازی برای راکتورهای فوتوکاتالیستی گاز فاز
روش مونت کارلو (MC)
روش های عددی
دینامیک سیال محاسباتی (CFD )
چشم انداز و نتیجه گیری :
مقدار عظیم کار سرمایه گذاری شده در طراحی فوتوکاتالیست ها و راکتورهای فوتوکاتالیستی در سال های گذشته، این روند را تبدیل به یک روش درمان آینده برای هوا آلوده می کند. پیشرفت های زیادی در درک مکانیسم تخریب آلاینده ها، جذب نور و جداسازی شارژ به دست آمده است، به طوری که اکنون کاتالیزورها برای رسیدن به عملکرد بهتر طراحی شده اند. با این حال، با وجود پیشرفت ها، فتوکاتالیز هنوز برای تجارتی قابل قبول نخواهد بود، تا زمانی که مسائل مکرر مانند بازده کوانتومی کم، قابلیت جذب نور قابل مشاهده، انتخاب پذیری نسبت به ...
منابع(مراجع)