无机合成

三氧化钨图片

光触媒被广为人知的是它强烈的催化降解功效,它能有效降解空气中有毒有害物质;杀灭多种细菌,并能够对细菌或真菌释放出的毒素进行分解及无害化处理;同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。然而,事实上,它还能够用于无机物的合成,如H2、I2以及NH3等。

合成碘

元素周期表53号元素碘,在化学元素周期表中位于5周期系ⅦA族是卤族元素之一。单质碘呈紫黑色晶体,易升华,升华后易凝华,有毒性和腐蚀性,是人体的必需微量元素之一。 1989年,陈德智等用WO3/α-FeWO2OWO3/W对水溶液中的碘离子进行光催化氧化合成单质I2,其结果显示:在优化条件下,I2的产率达到22.0%。

生成氢气

氢气是公认的最清洁的能源,因其燃烧的最终产物是水,完全无害,而且,其燃烧热能相当高,达到1.4*10^8 J/kg(2.82*10^5 J/mol)。而我们最常用的的燃料煤,其标准煤的燃烧热值为:29.26MJ/kg ,是标准煤燃烧热值的4700多倍。自从首例二氧化钛光催化离解水产生氢气以来,世界范围内曾一度兴起光解水制氢的热潮,各种对光触媒催化分解水制氢的研究和报道层出不穷。1980年,有研究者将铂和二氧化钛表面装置NaOH,在水蒸气中进行光分解实验,发现氢气和氧气同时产生的现象。

合成氨气

传统的氨气合成原理是:原料氮气和氢气,在高温、高压、催化剂条件下生成氨气。这种方法首先需要投入大量的资本,高温要求消耗巨大的热量,高压要求特殊的设备;其次,高温高压状态下易发生爆炸事故,不安全。因而,寻求一种节约能源,反应条件温和,安全的反应方式变得十分必要。研究表明,氮气和氢气在光触媒的作用下,置于100W汞灯,常压,82~86°C的条件下,能够合成NH3;然而,由于技术限制,目前光催化合成NH3的产率还很低,不能满足批量生产的需求。但是,由于它的反应条件极为温和,或许会对新的人工固氮模式有所启发。

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