збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2024, том 22, випуск 1
English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Випуски PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Випуски

 / 

2024

 / 

том 22 / 

випуск 1

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

О.В. ЗІНЧЕНКО, В.Д. ЄЖОВА, О.Л. ТОЛСТОВ

Структурні та фотохемічні характеристики гібридних каталізаторів TiO2/SiO2/мікроволастоніт, одержаних золь–ґель-методом
67–84 (2024)

PACS numbers: 61.80.Ba, 61.82.Rx, 77.84.Cg, 78.67.Rb, 81.16.Pr, 81.20.Fw, 82.50.Hp

Фотоактивні TiO2/SiO2-композити одержано in situ золь–ґель-методом шляхом осадження суміші TiO2xH2O та SiO2yH2O на поверхню мікронізованого природнього CaSiO3 (воластоніту) з їхньою подальшою конденсацією. Подальше температурне оброблення композитного шару сприяє сполученню ортокислот і формуванню наноструктурованих матеріялів. Використання SiO2-вмісних сполук, зокрема органосиланів і Калій силікату, що відіграють роль сполучних і структурних модифікаторів фази ТіО2, забезпечує формування гібридних дисперсних каталізаторів, будову яких підтверджено даними ІЧ-Фур’є-спектроскопії. За даними рентґенофазової аналізи встановлено формування фази нанокристалічного ТіО2 анатазної кристалічної модифікації, вміст якої перевищує 70%. Дані порометрії свідчать, що наноструктуровані зразки є мікропористими матеріялами з питомою поверхнею у 60–225 м2г-1 і об’ємом мікропор від 2 до 30 мм3г-1. Оцінка ефективности одержаних композитних фотокаталізаторів у лабораторних умовах під опроміненням УФ-світлом у динамічних умовах та у реальних умовах у статичному режимі під опроміненням сонячним і розсіяним денним світлом продемонструвала їхню високу фотохемічну активність в реакції окиснення барвників метиленового блакитного (МБ) та нігрозину. Для фотокаталізаторів під опроміненням УФ-світлом характерною є висока швидкість деструкції (vср) барвника МБ, що сягає 7,2 µмольг-1год-1. У випробуванні фотокаталітичної активности композитів у вигляді покриттів, нанесених на інертний субстрат, було показано, що одержані покриття під дією сонячного освітлення демонструють величину vср близько 0,115 нмольсм-2доба-1 (для МБ) і до 0,06 нмольсм-2доба-1 (для промислового барвника нігрозину). Одержані результати свідчать про можливість практичного використання одержаних фотокаталізаторів для виготовлення пристроїв для очищення стічних вод від органічних забруднювачів, а також для одержання покриттів, здатних до самоочищення для внутрішнього та зовнішнього застосування

КЛЮЧОВІ СЛОВА: ТіО2, воластоніт, композити, структура, властивості, фотокаталітичне очищення


REFERENCES
  1. X. Chen and S. S. Mao, Chem. Rev., 107: 2891 (2007); https://doi.org/10.1021/cr0500535
  2. K. P. Gopinath, N. V. Madhav, A. Krishnan, R. Malolan, and G. Rangarajan, J. Environ. Manag., 270: 110906 (2020); https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110906
  3. O. L. Stroyuk and S. Ya. Kuchmy, Theoret. Experim. Chem., 56, No. 3: 143 (2020); https://doi.org/10.1007/s11237-020-09648-0
  4. C. Liu, Y. Li, and Q. Duan, Appl. Surf. Sci., 503: 144111 (2020); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.144111
  5. N. I. Romanovska, P. A. Manoryk, N. I. Ermokhina, P. S. Yaremov, and V. M. Grebennikov, Theoret. Experim. Chem., 55, No. 5: 345 (2019); https://doi.org/10.1007/s11237-019-09627-0
  6. V. F. Matyushov, A. L. Tolstov, P. S. Yaremov, and V. G. Ilyin, Theoret. Expim. Chem., 49, No. 5: 333 (2013); https://doi.org/10.1007/s11237-013-9334-6
  7. M. Zhang, E. Lei, R. Zhang, and Z. Liu, Surface Interfaces, 16: 194 (2019); https://doi.org/10.1016/j.surfin.2018.10.005
  8. K. Guan, Surface Coat Technol., 191: 155 (2005); https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2004.02.022
  9. K. Balachandaran, Int. J. Eng. Sci. Technol., 2, No. 8: 3695 (2010); http://www.ijest.info/docs/IJEST10-02-08-66.pdf
  10. Z. Bielan, A. Sulowska, S. Dudziak, K. Siuzdak, J. Ryl, and A. Zielinska-Jurek, Catalysts, 10: 672 (2020); https://doi.org/10.3390/catal10060672
  11. S. Varnagiris, M. Urbonavicius, S. Sakalauskaite, R. Daugelavicius, and D. Milcius, Sci. Total Environ., 720: 137600 (2020); https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137600
  12. E. Loccufier, K. Deventer, D. Manhaeghe, S. W. H. Van Hulle, and K. De Clerck, Chem. Eng. J., 387: 124143 (2020); https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.124143
  13. Q. Li and F.-T. Li, Adv. Colloid Interface Sci., 284: 102275 (2020); https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102275
  14. E. I. Cedillo-Gonz?lez, J. M. Hern?ndez-L?pez, J. J. Ruiz-Vald?s, V. Barbieri, and C. Siligardi, Construct. Build. Mater., 237: 117692 (2020); https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117692
  15. A. Matsuda, T. Matoda, and T. Kogure, Chem. Mater., 17: 749 (2005); https://doi.org/10.1021/cm048135h
  16. N. Negishi, M. Sugasawa, Y. Miyazaki, Y. Hirami, and S. Koura, Water Res, 150: 40 (2019); https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.11.047
  17. E. P. Ferreira-Neto, M. A. Worsley, and U. P. Rodrigues-Filho, J. Environ. Chem. Eng., 7, No. 5: 103425 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jece.2019.103425
  18. G. J. Rinc?n and E. J. La Motta, Heliyon, 5, No. 6: e01966 (2019); https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e01966
  19. D. Wang, P. Hou, D. Stephan, S. Huang, and X. Cheng, Construct. Build Mater., 241: 118124 (2020); https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118124
  20. I. Fatimah, N. I. Prakoso, I. Sahroni, M. M. Musawwa, and O. Muraza, Heliyon, 5, No. 11: e02766 (2019); https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02766
  21. A. S. Yusuff, I. I. Olateju, and O. A. Adesina, Materialia, 8: 100484 (2019); https://doi.org/10.1016/j.mtla.2019.100484
  22. V. Wongso, C. J. Chen, A. Razzaq, N. A. Kamal, and N. S. Sambudi, Appl. Clay Sci., 180: 105158 (2019); https://doi.org/10.1016/j.clay.2019.105158
  23. H. Xie, N. Li, B. Liu, J. Yang, and X. Zhao, J. Phys. Chem. C, 120, No. 19: 10390 (2016); https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b01730
  24. M. E. Kurtoglu, T. Longenbach, and Yu. Gogotsi, Int. J. Appl. Glass Sci., 2, No. 2: 108 (2011); https://doi.org/10.1111/j.2041-1294.2011.00040.x
  25. S. Sanna, W. G. Schmidt, and P. Thissen, J. Phys. Chem. C, 118: 8007 (2014); https://doi.org/10.1021/jp500170t
  26. C. Paluszkiewicz, M. Blazewicz, J. Podporska, and T. Gumu?a, Vibrat. Spectr., 48: 263 (2008); https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2008.02.020
  27. A. M. Hofmeister and J. E. Bowey, Mon. Not. R. Astron. Soc., 367: 577 (2006); https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2006.09894.x
  28. V. A. Zeitler and C. A. Brown, J. Phys. Chem., 61, No. 9: 1174 (1957); https://doi.org/10.1021/ac60132a615
  29. A. Burneau, O. Barres, J. P. Gallas, and J. C. Lavalley, Langmuir, 6, No. 8: 1364 (1990); https://doi.org/10.1021/la00098a008
  30. B. Brem, E. Gal, L. G?in?, L. Silaghi-Dumitrescu, E. Fischer-Fodor, C. I. Tomuleasa, A. Grozav, V. Zaharia, L. Filip, and C. Cristea, Int. J. Mol. Sci., 18: 1365 (2017); https://doi.org/10.3390/ijms18071365
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2024 НАНОСИСТЕМИ, НАНОМАТЕРІАЛИ, НАНОТЕХНОЛОГІЇ Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова Національної Академії наук України.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача