Фотокатализатор

Cтраница 2

По-видимому, единственный окислительно-восстановительный фермент, содержащий типичный непереходной элемент ( Mg) - это хлорофилл. Однако его функции как фотокатализатора отличны от функций других ферментов. [16]

Фотокатализаторами являются полупроводники, обладающие электронной проводимостью. Однако не все полупроводники могут быть фотокатализаторами, а только те, которые способны к фотообразованию продуктов реакции и не изменяются сами в процессе реакции. Фотокатализаторами могут быть окислы цинка, кадмия, титана, олова, вольфрама, но не сернистые и селенистые кадмий и цинк, хотя эти соединения также фотохимически активны. [17]

В фотокаталитических процессах реакция возбужденного фотокатализатора с красителем или каким-нибудь другим веществом в системе приводит в конечном итоге к разложению красителя и регенерации катализатора. Спектральная чувствительность этого фоторазложения красителя совпадает со спектром поглощения фотокатализатора. Обычно в таких процессах возбужденный катализатор на первой фотохимической стадии подвергается фотовосстановлению одходящим восстановителем, а затем вновь окисляется под действием окислителя. [18]

Обычно при фотокатализе фотохимические реакции протекают в области поглощения света фотокатализатором. Нередко исследуемая реакция не идет в темноте в присутствии катализатора и при освещении светом такой же длины волны без катализатора. Суммарное влияние катализатора и освещения позволяет проводить такие реакции, которые не могут идти только как каталитические или только как фотохимические. Природа адсорбента влияет на длину волны, при которой идет реакция. [19]

В гомогенных системах в качестве катализаторов чаще всего используют комплексы переходных металлов с нео г. и орг. В гетерогенных системах ( твердое тело - газ или твердое тело - жидкость) в качестве фотокатализаторов используют полупроводниковые оксиды или сульфиды ( ТЮ2, 2пО, СЙ8 и др.), полупроводниковые оксиды с нанесенными металлами ( напр. [20]

Франк и Герцфельд [43] предположили, что способность хлорофилла быстро превращать кванты большой энергии в кванты малой энергии ( отвечающие красной области спектра) может иметь важное значение в функции этого пигмента в фотосинтезе, потому что это предохраняет систему от возникновения нежелательных фотохимических реакций, которые могли бы сенсибилизироваться большими квантами. Возможно, что это предположение справедливо, но все же оно не может объяснить специальную приспособленность хлорофилла для роли фотокатализатора в фотосинтезе, так как то же самое свойство наблюдается также у всех порфиринов и хлоринов. [21]

Хотя эти расхождения были не слишком велики и не влияли на значение результатов, было желательно проверить полученные результаты на других химических реакциях и фотокатализаторах. Полученные им результаты, приведенные в таблице, полностью согласуются с предшествующими данными. [22]

Активность фотокатализатора в высокой степени зависит от наличия в катализаторе различных примесей. Так, например, ионы В1 3, РЬ2, Т13, Ag, Cu, Мп2, введенные в решетку окиси цинка, превращают ее в мощный фотокатализатор окислительно-восстановительной реакции, например между донором протонов - формальдегидом и красителем - метиленовой синью. При этом наибольшей активностью обладают активные центры, содержащие один ион постороннего металла. [23]

Другой путь был описан для фоторегенерации родопсинов в глазах некоторых головоногих. В качестве фотокатализатора у них in vivo служит, по-видимому, ретинохром - второй фоточувствительный пигмент, который локализован в слое, подстилающем рецепторы. Идентичность фотокатализатора и ретино-хрома и механизм функционирования последнего пока не установлены. [25]

Если бы нам удалось обойтись без реакции расщепления воды и просто использовать восстановленные соединения, например аскорбиновую кислоту, сульфид натрия, ЭДТА или дитионит в качестве доноров электронов, то можно было бы без труда получить стабильную систему, интенсивно образующую водород. В роли фотокатализатора в ней мог бы выступить какой-нибудь пигмент ( например, флавин или даже стабильная фотосистема I мембран хлоропластов), а в роли переносчиков протонов йэлек-тронов - красители, гидрогеназа или платина. [26]

Фотокатализаторы используют энергию излучения для преодоления энергетического барьера реакции. Последнее характерно для фотокатализа. Таким образом, к фотокатализаторам относятся гетерогенные катализаторы, ускоряющие фотохимические реакции. [27]

Разложение светом диоксида. [28]

В зеленом листе растения под воздействием солнечной радиации протекает целый комплекс фотохимических процессов, в результате которых из воды, углекислого газа и минеральных солей образуются крахмал, клетчатка, белки, жиры и другие сложные органические вещества. Процесс фотосинтеза очень сложен. Он осуществляется при непосредственном участии важнейшего природного фотокатализатора - хлорофилла и сопровождается целым циклом химических превращений, не зависящих от солнечной радиации. В этих превращениях участвует большое число разнообразных биокатализаторов - ферментов. [29]

При изучении электронного механизма каталитических реакции оказалось плодотворным исследование не только каталитического действия металлов и полупроводников с известным распределением электронных состояний, но и изменения этого распределения под действием света во время катализа. Весьма подходящим для этой цели является биохимический метод Варберга - Баркрофта. Удалось полуколичественно показать, что промотирование электронов усиливает акцепторные реакции, что электронные ловушки препятствуют такому влиянию и что полупроводники п - и р-типа ведут себя противоположным образом, когда они используются в качестве фотокатализаторов. Концепция перехода электронов была подтверждена при изучении акцепторных реакций, катализируемых ферритами. [30]

Страницы: 1 2 3