Мікрореактор періодичної дії для моніторингу фотокаталітичних реакцій

Photocatalytic oxidation of organic contaminants is a hot topic in environmental research. However, an effective purification process needs an effective photoreactor. Typical light sources such as mercury and halogen lamps are replaced with more energy efficient Light Emitting Diodes. In the current work, a miniature photoreactor with low catalyst consumption was presented. The work of the micro-photoreactor is investigated using anatase and P25 industrial titania as model catalysts. The key element of the microreactor is replaceable UV-LED.  The used 365 nm emission wavelength is optimal for the model pollutant Rhodamine B dye. The micro-photoreactor is able to mineralize the Rhodamine B dye almost completely.Фотокаталітичне окислення органічних забруднень є актуальною темою екологічних досліджень. Однак для ефективного процесу очищення потрібен ефективний фотореактор. При цьому типові джерела світла, такі як ртутна та галогенні лампи, повинні бути замінені на енергоефективні світлодіоди. У цій роботі представлено мініатюрний фотореактор, який для досліджень потребує малу кількість фотокаталізатора. Робота мікрофотореактора досліджувалася з використанням анатазу та титан (IV) оксиду (P25), як модельних фотокаталізаторів, та родаміну B, як модельного забруднювача. Ключовим елементом мікрореактора є змінний УФ-світлодіод. Довжина хвилі його випромінювання становить 365 нм і є оптимальною для модельного забруднювача барвника родаміну Б. Представлений мікрореактор здатний майже повністю мінералізувати забруднюючий барвник і його можна використовувати для різних фотокаталітичних досліджень

Видалення та моніторинг молекулярних комплексів хроматів Li, Na, K, Zn, Cd, Hg за допомогою легованих вуглецевих нанотрубок: розрахункові дослідження у формалізмі ТФГ

Розраховано електронні структури та адсорбційні характеристики молекулярних аніонів CrO42-, молекулярних комплексів MI 2CrO4 (MI Li, Na, K) та MIICrO4 (MII Zn, Cd, Hg) на поверхні нелегованого та легованого бором чи азотом фрагмента (5,5) вуглецевої нанотрубки (ВНТ) в наближенні теорії функціоналу електронної густини (ТФГ). Розраховано і проаналізовано між’ядерні відстані в адсорбованих станах, енергії зв'язку та значення електронних зарядів, що переносяться з адсорбентів на вуглецеві нанотрубки. З’ясовано, що матеріали на основі як нелеговані, так і леговані бором або азотом вуглецевих нанотрубок можуть утворювати стійкі конфігурації з молекулярними комплексами MIICrO4 (MII = Zn, Cd,Hg). Леговані бором вуглецеві нанотрубки зв’язуються з комплексами MI2CrO4 (MI = Na, K). Одержані результати вказують на те, що леговані вуглецеві нанотрубки є перспективними матеріалами для видалення відповідних молекулярних сполук хроматів. Ані нелеговані, ні B/N- леговані ВНТ не будуть ефективно адсорбувати молекулярні комплекси Li2CrO4. Розраховані зміни електронних зарядів досліджених сполук хроматів вказують на те, що матеріали на основі нелегованих вуглецевих нанотрубок є перспективними для розробки газових сенсорів комплексів MIICrO4 (MII = Zn, Cd, Hg), однак вони не є перспективними для резистивних сенсорів сполук MI2CrO4 (MI = Li, Na, K).Electronic structures and adsorption characteristics of CrO42-molecular anions, MI2CrO4 (MI = Li, Na, K) and MIICrO4 (MII = Zn, Cd, Hg) molecular complexes on the surface of undoped, B- and N-doped (5,5) carbon nanotube (CNT) fragment, were studied using density functional theory within molecular cluster approach. Stable adsorption geometries, binding energies and values of electronic charges transferred from the adsorbents to the CNTs were calculated and analyzed. It is found that both undoped and B- or N-doped CNTs form stable adsorption configurations with MIICrO4 (MII = Zn, Cd, Hg) molecular complexes. The Bdoped CNTs bind MI2CrO4 (MI = Na, K) complexes. The results indicate that the doped CNTs can find a potential application in removal of the respective chromate molecular compounds. Neither undoped nor B/Ndoped CNTs would effectively bind Li2CrO4 molecule. The calculated changes in the electronic charges of the bound chromate(IV) indicate that undoped CNT-based materials can potentially serve as gas sensors for MIICrO4 (MII = Zn, Cd, Hg) complexes. However, they are less perspective for resistivity sensing of MI2CrO4 (MI = Li, Na, K) compounds