Photochemistry on nonreactive and reactive (semiconductor) surfaces

Kamat, Prashant V.

doi:10.1021/cr00017a013

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“…In this paper, AgBr was dispersed on P-25 TiO 2 support by impregnating P-25 TiO 2 in the aqueous solution of AgNO 3 and NH 4 OH containing cetylmethylammonium bromide. The visible light driven photocatalytic activity of Ag/AgBr/TiO 2 was investigated for the photocatalytic decomposition of azodyes and Escherichia coli.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Ag/AgBr/TiO₂ Visible Light Photocatalyst for Destruction of Azodyes and Bacteria

et al. 2006

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was prepared by the deposition-precipitation method and was found to be a novel visible light driven photocatalyst. The catalyst showed high efficiency for the degradation of nonbiodegradable azodyes and the killing of Escherichia coli under visible light irradiation (λ > 420 nm). The catalyst activity was maintained effectively after successive cyclic experiments under UV or visible light irradiation without the destruction of AgBr. On the basis of the characterization of X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, and Auger electron spectroscopy, the surface Ag species mainly exist as Ag 0 in the structure of all samples before and after reaction, and Ag 0 species scavenged h VB + and then trapped e CB -in the process of photocatalytic reaction, inhibiting the decomposition of AgBr. The studies of ESR and H 2 O 2 formation revealed that • OH and O 2•-were formed in visible light irradiated aqueous Ag/AgBr/TiO 2 suspension, while there was no reactive oxygen species in the visible light irradiated Ag 0 /TiO 2 system. The results indicate that AgBr is the main photoactive species for the destruction of azodyes and bacteria under visible light. In addition, the bactericidal efficiency and killing mechanism of Ag/AgBr/TiO 2 under visible light irradiation are illustrated and discussed.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Ag/AgBr/TiO₂ Visible Light Photocatalyst for Destruction of Azodyes and Bacteria

et al. 2006

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“…1 In the presence of molecular oxygen (O 2 ) under ordinary atmospheric conditions, the target of reduction by e -is limited to O 2 , and proposed resulting products, superoxide anion, 2 hydroperoxy and/or hydroxyl radicals, 3,4 are all oxidants. Thus, the photocatalytic reaction under aerated conditions is oxidation of substrates by both h + and the oxidants derived from e -.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Size-selective photocatalytic reactions by titanium(iv) oxide coated with a hollow silica shell in aqueous solutions

Ikeda

Kobayashi

Ikoma

et al. 2007

Phys. Chem. Chem. Phys.

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A novel core-shell composite photocatalyst, commercially available titanium(IV) oxide (TiO 2 ) particles directly incorporated into a hollow silica shell, was fabricated by successive coating of TiO 2 with a carbon layer and a silica layer followed by heat treatment to remove the carbon layer. The composite induced efficient photocatalytic reactions when relatively small substrates were used, such as methanol dehydration and decomposition of acetic acid, without any reduction in the intrinsic activity of original TiO 2 but did not exhibit efficient photocatalytic activity for decomposition of large substrates, methylene blue and polyvinylalcohol. The unique size-selective properties of the composites are due to their structural characteristics, i.e., the presence of a pore system and a void space in the silica shell and between the shell and medial TiO 2 particles, respectively. The loading of alkylsilyl groups on the surface of the composite led to highly photostable floatability: the floated sample also induced efficient photocatalytic reaction for decomposition of acetic acid while retaining floatation at the gas-water interface.

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“…A formação deste par ocorre pela incidência de radiação nas partículas do semicondutor, produzindo a excitação de um elétron da banda de valência para a banda de condução, tendo assim, a geração de sítios oxidativos na banda de valência (h + bv ) e sítios redutivos na banda de condução (ebc ). Com a migração do par h + /epara a superfície da partícula, os sítios redox podem interagir com moléculas adsorvidas em sua superfície e mediar reações que podem levar à degradação das espécies poluentes [52][53][54][55] .…”

Section: Figura 3 Representação Do Mecanismo De Atuação Do Catalisadunclassified

“…O mecanismo direto envolve a oxidação ou redução das moléculas dos poluentes na superfície do semicondutor pelas lacunas (h + bv ) e pelos elétrons fotogerados (Equações 10 e 11) [52][53][54][55] M n + h + BV → M n+1 (10) M n + e BC → M n-1…”

Section: Figura 3 Representação Do Mecanismo De Atuação Do Catalisadunclassified

“…Assim, a degradação dos poluentes dá-se pela oxidação dos compostos orgânicos pelos radicais hidroxilas fotogerados na superfície do semicondutor. Devido ao elevado potencial de redução (E 0 = 2,7 V); alta reatividade e baixa seletividade dos radicais hidroxilas, esta rota costuma ser mais eficiente na remoção de compostos orgânicos poluentes [53][54][55] . Sucessivas interações da matéria orgânica com os radicais hidroxilas, durante as reações em cadeia, podem levar à completa mineralização destes compostos (Equação 12)…”

Section: Figura 3 Representação Do Mecanismo De Atuação Do Catalisadunclassified

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Cério: propriedades catalíticas, aplicações tecnológicas e ambientais

Martins¹,

Hewer²,

Freire³

2007

Quím. Nova

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Recebido em 13/11/06; aceito em 2/3/07; publicado na web em 25/10/07 CERIUM: CATALYTIC PROPERTIES, TECHNOLOGICAL AND ENVIRONMENTAL APPLICATIONS. Cerium based-compounds have great importance in a wide range of technological applications, such as: fuel cell devices development; metallurgic processes, petroleum refining; glass and ceramic production. Recently, its catalytic properties have been also explored for environmental applications, especially those to prevent or to control atmospheric and water pollution. Subjects covered in this work include a brief description of the fundaments of cerium catalytic properties and some relevant technological applications. Special attention is given to its photocatalytic activity and its ability to degrade pollutants. Recent results and future prospect about these applications are also evaluated.Keywords: lanthanide; catalysis; heterogeneous photocatalyst. INTRODUÇÃOO cério, elemento químico de número atômico 58, é um dos 15 elementos classificados como lantanídeos (La ao Lu), que juntamente com Sc e Y formam a família das Terras Raras. Cério é o mais abundante das Terras Raras. Sua abundância na crosta terrestre é da ordem de 60 ppm, o que o torna o 26º elemento em freqüência de ocorrência, sendo quase tão abundante quanto cobre e níquel. Apesar de o cério ser o lantanídeo de maior ocorrência, é encontrado em muitos minerais somente em níveis traço, sendo a bastinasita e monasita os minerais mais importantes como fonte de cério e suprem a maior parte da demanda mundial deste elemento [1][2][3][4][5][6] . Estes dois minerais, dependo da localidade dos depósitos, possuem cerca de 65-70% (bastinasita) e 49-74% (monasita) de terras céricas (La-Gd), sendo que, considerando-se a porcentagem de lantanídeos na bastinasita e monasita como 100%, a quantidade de CeO 2 corresponde a aproximadamente 49 e 47%, respectivamente 5 .O cério, que tem a configuração eletrônica [Xe]4f 1 5d 1 s 2 , é muito eletropositivo e suas interações são predominantemente iônicas devido ao baixo potencial de ionização (3,49 kJ mol -1 ) para a remoção dos três primeiros elétrons 1-3 . Assim como outros lantanídeos, o estado de oxidação mais estável deste elemento é o (+III). O cério trivalente tem propriedades semelhantes a outros íons lantanídeos com mesmo estado de oxidação 3,5 , com exceção da sua fácil oxidação para Ce 4+ e instabilidade em ar e água. Seus sais, em geral, mais estáveis que os de Ce 4+ , são pouco hidrolisáveis e muito utilizados como precursores para vários compostos de cério [1][2][3][4][5][6] . Diferentemente dos demais elementos dessa classe, o estado de oxidação (+IV) também é estável, principalmente em virtude da configuração eletrônica semelhante à de um gás nobre ([Xe]4f 0 ). Este elemento é o único lantanídeo, no estado tetravalente, estável em solução aquosa, porém a influência da carga maior e tamanho iônico menor faz com que os sais do íon Ce 4+ sejam hidrolisados em soluções aquosas com mais facilidade que o íon Ce 3+ e, em conseqüência disso, estas soluções são fortemente ác...

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Photochemistry on nonreactive and reactive (semiconductor) surfaces

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Ag/AgBr/TiO₂ Visible Light Photocatalyst for Destruction of Azodyes and Bacteria

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