Casi applicativi | Applicazione dell'EPR nella ricerca sui materiali fotocatalitici

Pubblicazioni di ricerca 

Catalisi applicata B: Ambientale: doping S ² che induce difetti doppi anionici autoadattanti in ZnSn(OH) ₆ per una fotoattività altamente efficiente. 

Applicazione della serie CIQTEK EPR200  -Plus 

AFM: attivazione simultanea di CO ₂  e H ₂ O tramite un singolo atomo di Cu integrato e un doppio sito di N posti vacanti per una migliore fotoproduzione di CO.

Applicazione della serie CIQTEK EPR200  -Plus

 

Sfondo​

 

Nel secolo scorso, con la massiccia crescita della popolazione e la continua espansione su scala industriale, grandi quantità di energia fossile tradizionale come petrolio, carbone e gas naturale sono state bruciate, causando problemi come carenza di risorse e inquinamento ambientale. Come risolvere questi problemi è sempre stata la direzione della ricerca. Con l’introduzione di politiche come il “carbon peaking” e la “carbon neutrality”, le risorse limitate non possono più soddisfare le crescenti esigenze di sviluppo delle persone, ed è di grande importanza cercare una soluzione sostenibile. Gli scienziati si sono concentrati su molte fonti energetiche sostenibili. Tra le fonti di energia pulita come l’energia solare, l’energia eolica, l’energia idroelettrica, l’energia geotermica e l’energia delle maree, l’energia solare si distingue per la sua energia pulita, rinnovabile ed enorme. Come sfruttare appieno l'energia solare e risolvere le carenze energetiche e ridurre le emissioni inquinanti applicandole al degrado degli inquinanti è diventata una direzione di ricerca in cui sono impegnati i ricercatori.

Attualmente, i materiali fotocatalitici sono grosso modo suddivisi in due categorie: fotocatalizzatori a semiconduttori inorganici e fotocatalizzatori a semiconduttori organici. I fotocatalizzatori a semiconduttore inorganici includono principalmente: ossidi metallici, nitruri metallici e solfuri metallici; i fotocatalizzatori _di semiconduttori organici includono: gC3N4 _, polimeri covalenti lineari, polimeri porosi covalenti, strutture organiche covalenti e triazine covalenti Struttura organica. Basati sul principio della fotocatalisi, i semiconduttori fotocatalitici vengono utilizzati nella scissione fotocatalitica dell'acqua, nella riduzione fotocatalitica dell'anidride carbonica, nella degradazione fotocatalitica degli inquinanti, nella sintesi organica fotocatalitica e nella produzione fotocatalitica dell'ammoniaca.

Electron paramagnetic resonance (EPR) technology is currently the only method that can directly, in-situ, and non-destructively detect unpaired electrons. EPR technology can directly detect vacancies (oxygen vacancies, nitrogen vacancies, sulfur vacancies, etc.) and doped electrons in photocatalytic materials. The valence state of heterotransition metals. In addition, EPR technology can also detect free radicals such as e^-, h⁺, •OH, O₂^•-, ¹O₂, SO₃^•- generated on the surface of the photocatalyst.

 

EPR Technology Test Examples

 

CN (Cu1/N2CV-CN) photocatalytic carbon dioxide reduction

(1) EPR technology directly detects transition metal copper and N_2C vacancies in the photocatalytic material CN;

(2)EPR technology supports the analysis results of XAFS. The EPR spectrum shows three peaks corresponding to g‖ of Cu, indicating that the coordination of the Cu center with three identical N atoms is attributed to the ultra-fine interaction between Cu atoms and nearby N atoms.

(3) EPR technology can detect the hydroxyl radicals generated on the surface of the photocatalyst to identify the photocatalyst performance; with the introduction of N_2C vacancies, the intensity of hydroxyl radicals increases significantly, promoting the dissociation of water.

Zn2SnO4 photocatalytic degradation of NO

(1) EPR technology directly detects oxygen vacancies in photocatalytic materials;

(2) EPR technology detects and characterizes hydroxyl radicals, superoxide radicals, and singlet oxygen generated on the surface of photocatalytic materials, verifies the performance of photocatalytic materials, and optimizes the NO degradation process;

(3) As the illumination time increases, the concentrations of O₂^•-, •OH, and ¹O₂ increase, which promotes the removal of NO; the photocatalyst BZTO-5 that introduces double anion defect sites produces more O₂^•-, •OH, and ¹O₂ than ZTO. The higher equal concentration indicates that the double anion defect site photocatalyst has better photocatalytic performance;

(4) EPR technology can directly prove the results of free radical quenching experiments and directly verify the NO degradation mechanism.

 

CIQTEK Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy

 

CIQTEK has currently launched a full range of commercial X-band electron paramagnetic resonance spectrometers with core independent intellectual property rights:

Spettroscopia EPR a impulsi in banda X | EPR100

Spettroscopia CW-EPR in banda X | EPR200-Plus

Spettroscopia EPR da banco | EPR200M

Spettroscopia EPR ad alta frequenza in banda W | EPR-W900

Ha importanti ed estese applicazioni nei campi della chimica, dell'ambiente, della fisica dei materiali, della biomedicina , dell'alimentazione e dell'industria.