Propriétés catalytiques et porteuses des minéraux non métalliques et économie d’énergie et réduction du carbone
Les minéraux non métalliques (matériaux) sont utilisés comme matériaux catalytiques dans les processus de production industrielle, y compris la catalyse chimique et les catalyseurs ou supports photochimiques, pour accélérer le processus de réaction en raison de leurs propriétés telles que l’échange de cations, la porosité, la grande surface et la surface insaturée. liaisons chimiques, améliorer la pureté du produit ou l’efficacité de la production, etc., et atteindre l’objectif d’économiser de l’énergie, de réduire la consommation et de réduire le carbone.
Par exemple, le kaolin, la zéolite, l’argile activée, etc. sont utilisés comme catalyseurs et supports ; certains minéraux aux propriétés semi-conductrices ont d’excellentes propriétés photocatalytiques, ont non seulement une dégradation photocatalytique des déchets organiques et des effets antibactériens, mais peuvent également photocatalyser l’eau sous l’action de l’énergie solaire. , CO2 en hydrogène, méthane et autres combustibles.
La catalyse chimique utilise des catalyseurs qui modifient la vitesse d’une réaction chimique lors de l’action de réactifs sans apparaître dans les produits eux-mêmes. Le composant actif peut être une substance unique ou une pluralité de substances.
Les catalyseurs minéraux sont des substances qui sont intrinsèquement adsorbantes et ont une certaine activité catalytique. Ils peuvent être utilisés dans des environnements à haute température et à haute teneur en acide et sont généralement utilisés comme supports de catalyseur. Les plus courants sont le kaolin, la bentonite, la diatomite, la zéolithe, l’attapulgite, la sépiolite, etc. et leurs produits d’activation modifiés, tels que le kaolin activé à l’acide, l’argile activée, la zéolithe 4A ou 5A, etc.
La technologie photocatalytique est une nouvelle technologie qui peut utiliser l’énergie solaire pour la production d’énergie propre, le contrôle de la pollution environnementale et la conversion du dioxyde de carbone. De nombreux domaines ont de larges perspectives. Par exemple, dans la production d’hydrogène photocatalytique, l’énergie solaire peut être utilisée pour convertir l’eau en hydrogène et en oxygène ; dans la synthèse photocatalytique, le dioxyde de carbone peut être converti en carburants tels que le méthane et le méthanol ; l’application industrielle de ces deux technologies peut réduire considérablement la consommation d’énergie et de minéraux. L’utilisation, réduisant ainsi les émissions de dioxyde de carbone, offre de vastes perspectives d’application pour résoudre des problèmes majeurs tels que les pénuries mondiales d’énergie et les réductions des émissions de dioxyde de carbone.
L’anatase, le rutile, la birnessite, l’hématite, la goethite, etc. produits naturellement ont tous une certaine capacité photocatalytique, tandis que la montmorillonite, la diatomite, la kaolinite, la poudre de mica, la pierre ponce naturelle et la perlite expansive ont d’excellentes propriétés telles qu’une grande surface, une forte adsorption, lâche et poreux, résistance aux hautes températures, résistance aux acides et aux alcalis, etc., et est souvent utilisé comme support pour les photocatalyseurs.
L’utilisation de rutile comme matériau photocatalytique pour traiter les eaux usées contenant des colorants azoïques a à la fois des effets d’adsorption et de dégradation photocatalytique, et des particules actives nano-photocatalytiques telles que l’anatase TiO2, C3N4 et la pérovskite sont chargées sur la montmorillonite et la diatomite, la poudre de mica, etc., non seulement augmente la dispersion et la surface spécifique des composants actifs, améliorant ainsi l’efficacité photocatalytique, mais facilite également la récupération et la réutilisation des photocatalyseurs composites dans le processus de traitement des eaux usées industrielles.
Le « film minéral » largement distribué sur la couche supérieure de la terre est considéré comme le quatrième plus grand cercle de la terre, et c’est un système de conversion photoélectrique naturel. Riche en birnessite, hématite, goethite, anatase, rutile et autres minéraux semi-conducteurs, il a une bonne capacité de réponse à la lumière du soleil, des performances de conversion photoélectrique stables, sensibles et à long terme, et convertit l’énergie solaire en photoélectrons minéraux sous le rayonnement solaire L’énergie peut non seulement produire de l’oxygène et de l’hydrogène par séparation photocatalytique de l’eau, mais favorisent également la conversion du dioxyde de carbone de l’atmosphère et de l’eau en minéraux carbonatés.
On peut voir que les minéraux aux propriétés semi-conductrices existent largement dans la nature et ont toujours joué le rôle de photocatalyseurs. Cela montre non seulement le rôle des minéraux non métalliques largement distribués à la surface de la terre pour le stockage et la réduction du carbone, mais fournit également une orientation pour le développement de nouveaux matériaux minéraux photocatalytiques.