Reaction induced diffusio-phoresis of ordinary catalytic particles

文献情報

出版日 2019-05-14
DOI 10.1039/C9RE00103D
インパクトファクター 4.239
著者

Aura Visan, Rob G. H. Lammertink


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要旨

In this paper we demonstrate experimentally diffusio-phoresis of plain catalytic particles driven by the macroscopic concentration field that the particles generate by themselves. This introduces a general framework for heterogeneous catalysis where the driving force relies on solute gradients that are generated by a mere uneven distribution of catalytic particles. Whenever an inhomogeneity appears in the particle distribution, the higher particle density region will lower the reactant concentration more than the surrounding environment. This macroscopic concentration gradient propels the particles towards higher reactant concentration by surface driven flows. The nature of this flow originates from osmotic pressure differences and diffusion potentials in the case of charges species. This context of diffusio-phoresis demonstrates an additional transport mechanism for slurry reactors. We investigate the reaction induced particle movement for a photocatalytic degradation reaction using TiO2 suspensions in a co-flow microchannel. We have analyzed the experimental particle distribution by means of a numerical model that includes diffusio-phoretic movement of the catalytic particles. This model stresses the importance of particle characteristics, like surface potential, reactant and product interaction, and reaction kinetics with respect to the catalyst particle migration.

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Paper

DOI: 10.1039/AN878030338A

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DOI: 10.1039/AN87803FP037

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DOI: 10.1039/AN884090109B

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DOI: 10.1039/CS97302FP001

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DOI: 10.1039/CS99625BP009

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DOI: 10.1039/AN883080241A

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DOI: 10.1039/B7RP90016C

Society of Public Analysts

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DOI: 10.1039/CS99625BX015

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掲載誌

Reaction Chemistry & Engineering

Reaction Chemistry & Engineering
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年間論文数: 284

Reaction Chemistry & Engineering is an interdisciplinary journal reporting cutting-edge research focused on enhancing the understanding and efficiency of reactions. Reaction engineering leverages the interface where fundamental molecular chemistry meets chemical engineering and technology. Challenges in chemistry can be overcome by the application of new technologies, while engineers may find improved solutions for process development from the latest developments in reaction chemistry. Reaction Chemistry & Engineering is a unique forum for researchers whose interests span the broad areas of chemical engineering and chemical sciences to come together in solving problems of importance to wider society. All papers should be written to be approachable by readers across the engineering and chemical sciences. Papers that consider multiple scales, from the laboratory up to and including plant scale, are particularly encouraged.

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