Metalik olmayan minerallerin katalitik ve taşıyıcı özellikleri ile enerji tasarrufu ve karbon azaltımı

Metalik olmayan mineraller (malzemeler), katyon değişimi, gözeneklilik, geniş yüzey alanı ve doymamış yüzey gibi özellikleri nedeniyle reaksiyon sürecini hızlandırmak için kimyasal kataliz ve fotokimyasal katalizörler veya taşıyıcılar dahil olmak üzere endüstriyel üretim süreçlerinde katalitik malzeme olarak kullanılır. kimyasal bağlar , Ürün saflığını veya çıktı verimliliğini vb. geliştirin ve enerji tasarrufu, tüketimi azaltma ve karbonu azaltma amacına ulaşın.

Örneğin kaolin, zeolit, aktif kil vb. katalizör ve taşıyıcı olarak kullanılır; yarı iletken özelliklere sahip bazı mineraller mükemmel fotokatalitik özelliklere sahiptir, sadece organik atıkların fotokatalitik ayrışmasına ve antibakteriyel etkilere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda güneş enerjisinin etkisi altında suyu fotokatalize edebilir. , CO2 hidrojen, metan ve diğer yakıtlara dönüşür.

Kimyasal kataliz, reaktanların hareketi sırasında ürünlerin kendisinde görünmeden kimyasal reaksiyon hızını değiştiren katalizörler kullanır. Aktif bileşen, tek bir madde veya çok sayıda madde olabilir.

Mineral katalizörler, doğası gereği adsorplayıcı olan ve belirli bir katalitik aktiviteye sahip olan maddelerdir. Yüksek sıcaklık ve yüksek asit bazlı ortamlarda kullanılabilirler ve genellikle katalizör taşıyıcı olarak kullanılırlar. Yaygın olanları kaolin, bentonit, diatomit, zeolit, atapulgit, sepiyolit vb. ve bunların asitle aktive edilmiş kaolin, aktif kil, 4A veya 5A zeolit ​​vb. gibi modifiye edilmiş aktivasyon ürünleridir.

Fotokatalitik teknoloji, güneş enerjisini temiz enerji üretimi, çevre kirliliği kontrolü ve karbondioksit dönüşümü için kullanabilen yeni bir teknolojidir. Birçok alanın geniş beklentileri vardır. Örneğin, fotokatalitik hidrojen üretiminde, suyu hidrojen ve oksijene dönüştürmek için güneş enerjisi kullanılabilir; fotokatalitik sentezde, karbondioksit metan ve metanol gibi yakıtlara dönüştürülebilir; bu iki teknolojinin endüstriyel uygulaması, enerji ve mineral tüketimini büyük ölçüde azaltabilir. Kullanım, dolayısıyla karbondioksit emisyonlarını azaltmak, küresel enerji kıtlığı ve karbondioksit emisyonunun azaltılması gibi önemli sorunların çözümünde geniş uygulama beklentilerine sahiptir.

Doğal olarak üretilen anataz, rutil, birnessit, hematit, götit vb. hepsi belirli bir fotokatalitik yeteneğe sahipken, montmorillonit, diyatomit, kaolinit, mika tozu, doğal pomza ve genişleyen Perlit geniş yüzey alanı, güçlü adsorpsiyon, gevşek ve gözenekli, yüksek sıcaklık direnci, asit ve alkali direnci vb. ve genellikle fotokatalizörler için bir taşıyıcı olarak kullanılır.

Azo boyalar içeren atık suyu arıtmak için rutilin fotokatalitik bir malzeme olarak kullanılması hem adsorpsiyon hem de fotokatalitik bozunma etkilerine sahiptir ve anataz TiO2, C3N4 ve perovskite gibi nano-fotokatalitik aktif parçacıklar montmorillonit ve diyatomit, mika tozu vb. aktif bileşenlerin dağılımını ve spesifik yüzey alanını arttırır, böylece fotokatalitik verimi arttırır, aynı zamanda endüstriyel atık su arıtma sürecinde kompozit fotokatalizörlerin geri kazanılmasını ve yeniden kullanılmasını kolaylaştırır.

Yeryüzünün en üst tabakasında yaygın olarak dağılmış olan “mineral film”, dünyanın dördüncü en büyük dairesi olarak kabul edilir ve doğal bir fotoelektrik dönüşüm sistemidir. Birnessit, hematit, goetit, anataz, rutil ve diğer yarı iletken mineraller açısından zengindir, güneş ışığına iyi yanıt verme kabiliyetine, kararlı, hassas ve uzun vadeli fotoelektrik dönüşüm performansına sahiptir ve güneş enerjisini güneş ışığı radyasyonu altında mineral fotoelektronlara dönüştürür Enerji yalnızca oksijen üretemez ve suyu fotokatalitik olarak parçalayarak hidrojen, ama aynı zamanda atmosferdeki ve sudaki karbondioksitin karbonat minerallerine dönüşmesini de teşvik eder.

Yarı iletken özelliklere sahip minerallerin doğada yaygın olarak bulunduğu ve her zaman fotokatalizör rolü oynadığı görülmektedir. Bu, yalnızca karbon depolama ve karbon indirgeme için dünya yüzeyinde yaygın olarak bulunan metalik olmayan minerallerin rolünü göstermekle kalmaz, aynı zamanda yeni fotokatalitik mineral malzemelerin geliştirilmesi için bir yön sağlar.