مطالعه سینتیکی احیای فتوکاتالیستی 2CO با O2H با استفاده از کاتالیست 2TiO

نوع مقاله: کوتاه پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران شمال، دانشکده شیمی

2 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی

چکیده

کاتالیست تیتانیم اکسید به دلیل داشتن سطوح انرژی مناسب و پایداری و طول عمر کافی در برابر تابش فوتون به‌ طور گسترده برای احیای 2CO به 4CH و OH3CH به کار می ‌رود. با نشاندن ذرات فلزات مناسب بر روی سطح این کاتالیست می‌توان گزینش‌پذیری آن را برای دستیابی به فراورده ‌های مختلف به طور دلخواه کنترل نمود. با افزایش خصلت d در فلز نشانده شده، واکنش احیا به سمت تشکیل 4CH گرایش پیدا می‌کند. عکس آن به تولید متانول می ‌انجامد. از بررسی سینتیک احیای فتوکاتالیستی 2CO به متانول، این نتیجه به ‌دست آمد که فلزات نشانده شده با تراز انرژی فرمی بالاتر باعث افزایش بیشتر در سرعت واکنش تشکیل متانول می ‌شوند. همچنین، معلوم شد که انرژی فعال‌سازی کلی به آنتالپی جذب 2CO ، آنتالپی تشکیل 2HCO‌ و انرژی فعال‌ سازی هیدروژن دار شدن 2HCO‌ بستگی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Khezry B., Gobal F., Routes to CO2 Fixation:A BOC-MP Approch, in: "Iranian Physical Chemistry Seminar In Urmia", p.86 (2003).
[2] Gratzel M., "Energy Resources Through Photochemistry and Catalysis", Academic Press, NewYork,(1983).
[3] Hemminger J.E., Carr R., Samorlai G.A., The Photoassisted Reaction of Gaseous Water and Carbon Dioxide Adsorbed on theSrTiO3 (111) Crystal Face to form Methane, Chem. Phts. Lett, 57, p. 100 (1978).
[4] Inoue T., Fujishima A., Konishi S., Honda K., Photoelectrocatalyc Reduction of Carbon Dioxide in Aqueous Sudpensions of Semiconductor Power, Nature, 277, p. 637 (1979).
[5] Aurian-Blajein B., Halmann M., Manassen J., Photoreduction of Carbon Dioxide and Water into Formaldehyde and Methanol on Semiconductor Materials, Solar Energy, 25, p. 165 (1980).
[6] Halmann M., Ulman M., Bkajeni B.A., Photochemical Solar Collector for the Photoassisted Reduction of Aqueous Carbon Dioxide, Solar Energy, 31, p. 429 (1983).
[7] Chandrasekaran K., Thomas J.K., Photochemical Reduction of Carbonate to Formaldehyde on TiO2 Power, Chem. Phys. Lett., 99, p.7 (1983).
[8] Anpo M., Shima T., Kodama S., Kubokawa Y., Photocatalytic Hydrogenation of CH3CCH with H2O on Small-Particle TiO2 :Size Quantization Effects and Reaction Intermediates, J. Phys. Chem., 91, p. 4305 (1987).
[9] Linsebigler A.L., Lu G., Yates J.T., Photocatalysis on TiO2 Surfaces :Principles, Mechanisms and Selected Results, Chem. Rev., 95, p. 735 (1995).
[10] Hirano K., Inoue K., Yasu T., Photocatalysed Reduction of CO2 in Aqueous TiO2 Suspension Mixed with Copper powder, J. Photochem. Photobilo, A: Chem., 64, p. 255 (1992).
[11] Ishitani O., Inoue K., Suzuki T., Ibusuki T., Photocatalytic Reduction of Carbon Dioxide to Methanol and Acetic Acid by an Aqueous Suspension of Metal-Deposited TiO2, J. Photochem. Photobilo, A:Chem.,72, p. 269 (1993).
[12] Valchopoulos N., Liska P., Augustynski J., Gratzel M., Very Efficient Visible Light Energy Harvesting and Conversion by Spectral Sensitization of High Surface Area Polycrystalline Titanium Dioxide Films, J. Am. Chem. Soc., 110, p. 1216 (1988).
[13] Ulmann M., Tinnemens A.H.A., Mackor A., Aurian-Blajeni B., Halmann M., Photoreduction of Carbon Dioxide to Formic Acid, Formaldehyde, Methanol, Acetaldehyde and Ethanol Using Aquoes Suspensions of Strontium Ttitanate with Transition Metal Additives, Int. J. Solar Energy, 1, p. 213 (1982).
[14] Raphael M.W., Malati M.A., The Photocatalysed Reduction of Aqueous Sodium Carbonate to Carbon Using Platinised Titana , J. Chem. Soc., Chem. Commun., p. 1418 (1987).
[15] Frese K.W., Electrochemical Reduction of CO2 at Intentionally Oxidized Copper Electrodes, J. Electrochem. Soc., 138, p. 3338 (1991).
[16] Solymosi F., The Bonding, Structure and Reactions of CO2 Adsorbed on Clean and Promoted Metal Surfaces, J. Mol. Catal., 65, p. 337 (1991).
[17] Yamashita H., Kamada N., He H., Tanaka K., Ehar S., Anpo M., Reduction of CO2 with H2O on TiO2 (100) and TiO2 (110) Single Crystals Under UV-Irradiation ,Chem. Lett., p. 855 (1994).
[18] Anpo M., Aikawa N., Kubokawa Y., Che M., Louis C., Giamello E., Photoformation and Structure of O2-and Nitrogen Containing Anion Radicals Adsorbed on Highly Dispersed Titanium Oxide Anchored on to Porous Vycor Glass, J. Phys. Chem., 89, p. 5689 (1985).
[19] Yamashiata H., Ichihashi Y., Harada M., Stewart G., Fox M.A., Anpo M.,Photocatalytic Degradation of 1-Otanol on Anchored Titanium Oxide and on TiO2 Powder Catalysts, J. Catal., 158, p. 97 (1996).
[20] Spanhel L., Hasse M., Weller H., Henglein A., Photochemistry of Colloidal Semiconductors 20. Surface Modification and Stability of Strong Luminescing CdS Particles, J. Am. Chem. Soc., 109, p. 5649 (1997).