KPI Science News (Mar 2020)

НАНОКОМПОЗИТИ НА ОСНОВІ TIO2-SNO2: ВПЛИВ КИСЛОТНО-ОСНОВНИХ І СТРУКТУРНО-АДСОРБЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ НА ФОТОКАТАЛІТИЧНУ АКТИВНІСТЬ

  • Anastasiya S. Kutuzova,
  • Tetiana A. Dontsova,
  • Olga V. Linyucheva

DOI
https://doi.org/10.20535/kpi-sn.2020.1.198020
Journal volume & issue
no. 1

Abstract

Read online

Проблематика. Нанокомпозити TiO2-SnO2 широко вивчаються завдяки ефективному застосуванню в гетерогенному фотокаталізі. Поєднання TiO2 із SnO2 сприяє пригніченню рекомбінації носіїв заряду і значному покращенню фотоактивності матеріалу. Попри велику кількість досліджень системи TiO2-SnO2 все ще існує велика невизначеність щодо найбільш ефективних способів її синтезу, найдоцільніших умов синтезу та реагентів. Мета дослідження. Порівняння двох методів синтезу (гідролітичного та гідротермального) та різних прекурсорів для одержання композитів TiO2-SnO2, оцінка впливу різних факторів на кінцеві властивості фотокаталізаторів. Методика реалізації. Синтез нанокомпозитів TiO2-SnO2 різного складу дав змогу вивчити вплив кількості SnO2 на кислотно-основні та структурно-адсорбційні властивості, які визначають фотокаталітичну активність. Фотокаталітичне розкладання органічних барвників різних типів (метиленового синього та Конго червоного) використовувалось для оцінки фотоактивності матеріалів. Результати дослідження. Обидва методи синтезу дали можливість одержати нанокомпозити TiO2 і TiO2-SnO2 із розміром кристалітів 3–24 нм. Гідролітичним синтезом із TiCl4 було отримано зразок TiO2 рутилу, гідротермальним синтезом із TTIP – зразок TiO2 анатазу. Додавання SnO2 сприяло зростанню фотокаталітичної активності зразків, одержаних гідротермальним методом: зразок із 1 % SnO2 проявляє фотокаталітичну активність на 30 % вищу, ніж чистий зразок TiO2. Висновки. Зразки, одержані гідротермальним методом, мають кислотні та основні центри Бренстеда і є універсальними сорбентами та фотокаталізаторами, які видаляють катіонні й аніонні барвники. Композити, одержані гідролітичним методом, містять основні центри Бренстеда і тому активні лише щодо катіонних барвників. Властивості поверхні матеріалів відіграють вирішальну роль, яка в кінцевому підсумку визначає фотокаталітичну активність матеріалів.

Keywords