Σε αυτήν την εργασία, για περιορισμό των οξειδίων του αζώτου (ΝΟx) της ατμόσφαιρας, αναπτύχθηκαν σύνθετες φωτοκαταλυτικές επιφάνειες με φωτοκαταλύτη το γραφιτικό νιτρίδιο του άνθρακα (g-C3N4) και φορέα την ορυκτή σμύριδα. Το γραφιτικό νιτρίδιο του άνθρακα, αποτελεί ένα γνωστό φωτοκαταλυτικό υλικό, το οποίο έχει απασχολήσει ευρέως την επιστημονική κοινότητα καθώς παρουσιάζει εξαιρετική φωτοκαταλυτική δραστικότητα για περιορισμό των οξειδίων του αζώτου (ΝΟx). Η σμύριδα είναι ένα ορυκτό, το οποίο δεν έχει ερευνηθεί έως τώρα για την φωτοκαταλυτική του δραστικότητα ως αυτούσιο υλικό ή και ως φορέας άλλου φωτοκαταλύτη. Προκειμένου να αξιολογηθεί η φωτοκαταλυτική δραστικότητα της σμύριδας, προηγήθηκε ο χαρακτηρισμός της με τη χρήση του απαραίτητου εργαστηριακού εξοπλισμού. Για τις πειραματικές διεργασίες χρησιμοποιήθηκαν τρία δείγματα ορυκτής σμύριδας εκ των οποίων το ένα ήταν σε μορφή σκόνης και τα άλλα δύο σε μορφή πέτρας. Για τη διεξαγωγή των πειραμάτων ήταν απαραίτητη η κονιορτοποίηση των πετρωμάτων, η οποία λόγω της σκληρότητάς τους επιτεύχθηκε με τη χρήση ειδικού εξοπλισμού.
Για την ανάπτυξη φωτοκαταλυτικών επιφανειών, χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικές ποσότητες μελαμίνης, η οποία μέσω θέρμανσης, παρουσία της σμύριδας, πολυμερίστηκε σε g-C3N4. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε επεξεργασία της ορυκτής σμύριδας με υδροχλώριο (HCl). Ακολούθησε η ανάπτυξη φωτοκαταλυτών με τα επεξεργασμένα δείγματα σμύριδας με HCl, σε συνδυασμό με διαφορετικές ποσότητες μελαμίνης που πολυμερίστηκε σε g-C3N4. Στη συνέχεια αναπτύχθηκε φωτοκαταλύτης συνδυάζοντας έτοιμο g-C3N4 με ορυκτή και επεξεργασμένη με HCl σμύριδα.
Τέλος, αναπτύχθηκαν φωτοκαταλυτικές επιφάνειες χρησιμοποιώντας σμύριδα (ορυκτή και επεξεργασμένη με HCl) και μελαμίνη οι οποίες ενισχύθηκαν με αλκαλική γαία (ασβέστιο). Τα δείγματα σμύριδας, καθώς και οι σύνθετοι φωτοακαταλύτες που αναπτύχθηκαν, υποβλήθηκαν σε αξιολόγηση φωτοκαταλυτικής δραστικότητας προκειμένου να διαπιστωθεί εάν η ορυκτή σμύριδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε φωτοκαταλυτικές διεργασίες απομάκρυνσης των οξειδίων του αζώτου (NOx).
In this work, to limit nitrogen oxides (NOx) in the atmosphere, composite photocatalytic surfaces were developed with carbon graphite nitride (g-C3N4) photocatalyst and mineral emery as carrier. Carbon graphite nitride is a well-known photocatalytic material, which has widely concerned the scientific community as it exhibits excellent photocatalytic activity for reducing nitrogen oxides (NOx). Emery is a mineral, which has not been investigated so far for its photocatalytic activity as a pure material or as a carrier of another photocatalyst. In order to evaluate the photocatalytic activity of emery, its characterization was preceded by the use of the necessary laboratory equipment. For the experimental processes, three samples of mineral emery were used, one of which was in the form of powder and the other two in the form of stone. In order to carry out the experiments, it was necessary to pulverize the rocks, which due to their hardness was achieved with the use of special equipment.
To develop photocatalytic surfaces, different amounts of melamine were used, which through heating, in the presence of emery, polymerized into g-C3N4. In addition, mineral emery was treated with hydrogen chloride (HCl). This was followed by the development of photocatalysts with the HCl-treated emery samples, combined with different amounts of melamine polymerized into g-C3N4. A photocatalyst was then developed by combining prepared g-C3N4 with mineral and HCl-treated emery.
Finally, photocatalytic surfaces were developed using emery (mineral and treated with HCl) and melamine reinforced with alkaline earth (calcium). The emery samples, as well as the developed composite photocatalysts, were subjected to photocatalytic activity evaluation in order to determine whether the mineral emery can be used in photocatalytic nitrogen oxide (NOx) removal processes.
Ανάπτυξη Φορέα Φωτοκαταλύτη g-C3N4 από Ορυκτή Σμύριδα