Fenilalanin fotokémiai lebontása gerjesztett TiO2 félvezető felületén
Somogyi Katalin, III. évf. kémia Bsc
PE Mérnöki kar
Témavezetők: Dr. Bárdos Erzsébet, egyetemi adjunktus
Dr. Horváth Attila, egyetemi tanár
Általános és Szervetlen Kémia Intézeti Tanszék
A heterogén fotokatalízis a 20. század vége felé vált népszerű kutatási területté. A máig felhalmozódott kísérleti eredmények azt mutatják, hogy megfelelő körülmények között a heterogén fotokatalitikus folyamatok mind a napenergia kémiai energiává való átalakításában, mind a kémiai szennyező anyagok eltávolításában hatékonyan alkalmazhatók.
A heterogén fotokatalitikus reakciók során katalizátorként félvezetőket alkalmaznak, amelyek a körülményektől függően mind szigetelőként, mind vezetőként viselkedhetnek.
Munkámban a fenilalanin bomlását vizsgáltam UV – fény hatására TiO2 – on és annak ezüstözött módosulatán különböző kísérleti körülmények között.
A kísérletekhez ipari folyamatok modellezésére is alkalmas, 3 dm3 hasznos térfogatú fotokémiai reaktort használtam. A reaktor tengelyvonalában elhelyezett sugárforrás 40 W teljesítményű, amely kibocsátott energiájának döntő hányadát 300 nm felett adja le.
A reakcióelegy bevilágítása során történt változásokat pH méréssel, elnyelési színkép, emissziós színkép és gerjesztési színkép felvételével követtem nyomon. Meghatároztam a bevilágított oldatokban a fenilalanin aktuális koncentrációját, a mérés során képződő ammóniumion koncentrációját és mértem a reakcióelegy széntartalmának változását.
A kísérleti eredmények alapján megállapítható, hogy a fenilalanin és a bevilágítás során belőle keletkező széntartalmú köztitermékek teljesen lebonthatók, a reakcióelegy szerves széntartalma minimálisra csökkent. A fotokémiai és termikus reakciók során szén–dioxid és víz, illetve a vegyület nitrogéntartalmából ammónia keletkezik, amely az adott körülmények között NH4+ ionként azonosítható az oldatfázisban.
A levegő és az argon atmoszférában végzett kísérletek alapján megállapítottuk, hogy az aminosav fotooxidációját az erélyes oxidáló tulajdonságú hidroxilgyök indítja el, de az ezt követő lépésekben az oxigénből elektronbefogással képződő szuperoxid-gyökanion is jelentős szerepet játszik.
Dostları ilə paylaş: |