p Reações fotocatalíticas, que desbloqueiam transformações químicas sob condições suaves que não estão disponíveis para as vias convencionais do estado fundamental, pode economizar o consumo de energia e melhorar a segurança intrínseca dos processos. Como uma tecnologia sustentável e de baixo carbono, tem alto potencial no compromisso com o pico de carbono e a neutralidade de carbono. p A química de fluxo contínuo pode, em grande medida, migrar o problema de "limitação de luz" em protocolos de lote tradicionais, e o uso de fotocatálise heterogênea pode superar as desvantagens da difícil recuperação do catalisador em sistemas homogêneos. Contudo, o manuseio eficaz da fotocatálise sólida em fluxo contínuo ainda permanece um desafio.

p Em um estudo publicado no Chemical Engineering Journal , uma equipe liderada pelo Prof. TANG Zhiyong e Assoc. O Prof. ZHANG Jie, do Instituto de Pesquisa Avançada de Xangai da Academia Chinesa de Ciências, relatou uma nova abordagem para utilizar a fotocatálise sólida em fluxo contínuo sem entupimento com o emprego de fluxo segmentado gás-líquido-sólido. Esta abordagem, possuindo a recirculação interna em segmentos de líquido e a película fina formada, garante a suspensão eficaz de catalisadores sólidos em fluxo, resultando em maior transferência de massa e irradiação.

p Azobenzeno e azoxibenzeno são precursores importantes na indústria de pigmentos, indústria eletrônica e indústria farmacêutica. Neste estudo, a síntese seletiva de compostos azo de nitrobenzeno por fotocatálise de nitreto de carbono grafítico (g-C3N4) foi selecionada como modelo de reação fotocatalítica. Por meio de experimentos de fluxo visual, o modelo de reação sob fluxo segmentado gás-líquido-sólido foi investigado exaustivamente. Enquanto isso, os efeitos do comportamento do fluxo no desempenho da fotorreação foram quantificados.

p Adicionalmente, os pesquisadores descobriram que o fluxo contínuo pode encurtar muito o tempo de reação. O desempenho da reação fotocatalítica foi muito sensível às condições de fluxo segmentado gás-líquido-sólido, que precisa ser cuidadosamente ajustado.

p O aumento da fração de gás inerte resultou em um fluxo segmentado mais estável com segmentos de líquido mais curtos e filme líquido pensador. A produtividade máxima por volume do fotomicrorreator contínuo atingiu 26,1 mmol / h * L. Beneficiando-se da vantagem da "numeração", este valor era mais de 500 vezes o do reator descontínuo (80 L) relatado na literatura aberta.

p Esses resultados demonstraram grande potencial do fluxo segmentado gás-líquido-sólido no campo da fotocatálise heterogênea. Este estudo fornece uma nova rota para utilizar a catálise heterogênea em fluxo contínuo, que pode ser aplicado para intensificar a síntese de materiais funcionais, produtos químicos finos e ingredientes farmacêuticos ativos.