Cas de candidature | Application de l'EPR à la recherche sur les matériaux photocatalytiques

Publications de recherche 

Catalyse appliquée B : Environnementale : dopage S ² induisant des défauts doubles anioniques auto-adaptatifs dans ZnSn(OH) ₆ pour une photoactivité hautement efficace. 

Application de la série CIQTEK EPR200  -  Plus

AFM : activation simultanée du CO ₂  et du H ₂ O via un atome unique de Cu intégré et un double site vacant N pour une photoproduction améliorée de CO.

Application de la série CIQTEK EPR200  - Plus

 

Arrière - plan

 

Au cours du siècle dernier, avec la croissance massive de la population et l’expansion continue de l’échelle industrielle, de grandes quantités d’énergie fossile traditionnelle comme le pétrole, le charbon et le gaz naturel ont été brûlées, entraînant des problèmes tels que la pénurie de ressources et la pollution de l’environnement. La recherche a toujours été axée sur la manière de résoudre ces problèmes. Avec l'introduction de politiques telles que le « plafonnement des émissions de carbone » et la « neutralité carbone », les ressources limitées ne peuvent plus répondre aux besoins croissants de développement des populations, et il est d'une grande importance de rechercher une solution durable. Les scientifiques se sont concentrés sur de nombreuses sources d’énergie durables. Parmi les sources d'énergie propres telles que l'énergie solaire, l'énergie éolienne, l'énergie hydraulique, l'énergie géothermique et l'énergie marémotrice, l'énergie solaire se distingue par son énergie propre, renouvelable et énorme. Comment tirer pleinement parti de l'énergie solaire et résoudre les pénuries d'énergie et réduire les émissions de pollution tout en l'appliquant à la dégradation des polluants est devenu une direction de recherche dans laquelle les chercheurs se sont engagés.

À l’heure actuelle, les matériaux photocatalytiques sont grossièrement divisés en deux catégories : les photocatalyseurs semi-conducteurs inorganiques et les photocatalyseurs semi-conducteurs organiques. Les photocatalyseurs semi-conducteurs inorganiques comprennent principalement : les oxydes métalliques, les nitrures métalliques et les sulfures métalliques ; les photocatalyseurs semi-conducteurs organiques comprennent : gC ₃ N ₄ , des polymères covalents linéaires, des polymères poreux covalents, des structures organiques covalentes et des structures organiques de triazines covalentes. Basés sur le principe de la photocatalyse, les semi-conducteurs photocatalytiques sont utilisés dans la division photocatalytique de l'eau, la réduction photocatalytique du dioxyde de carbone, la dégradation photocatalytique des polluants, la synthèse organique photocatalytique et la production photocatalytique d'ammoniac.

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:

Spectroscopie EPR à impulsions en bande X | EPR100

Spectroscopie CW-EPR en bande X | EPR200-Plus

Spectroscopie EPR de paillasse | EPR200M

Spectroscopie EPR haute fréquence en bande W | EPR-W900

Il a des applications importantes et étendues dans les domaines de la chimie, de l’environnement, de la physique des matériaux, de la biomédecine , de l’alimentation et de l’industrie.