Теоретические и экспериментальные исследования синтеза и каталитических свойств нанодисперсных титанооксидных модифицированных спектральными сенсибилизирующими добавками фотокатализаторов
DOI:
Ключевые слова:
диоксид титана, анатаз, допирование, морфология, спектры диффузного отражения, ширина запрещенной зоны, фотокаталитическая активностьАннотация
Разработан способ получения допированного диоксида титана анатазной модификации глобулярной структуры, термически устойчивого при температуре 600ºС. Метод основан на совместном гидролизе тетрахлорида титана и небольших количеств неорганических солей железа и кобальта в аммиачной среде при комнатной температуре, в котором стабилизация анатаза происходит за счет формирования промежуточной структуры Ti-O-Me. Установлено, что допирование диоксида титана ионами переходных металлов приводит к смещению края полосы поглощения в спектрах диффузного отражения в видимую область спектра, что сопровождается снижением величины ширины запрещенной зоны. Установлено, что введение фтора в кристаллическую решетку диоксида титана не приводит к сужению запрещенной зоны, но способствует стабилизации анатазной модификации TiО2 и что на ширину запрещенной зоны образцов TiO2-С существенное влияние оказывает способ получения и условия последующей термообработки.
Библиографические ссылки
- Anpo M., Takeuchi M. The design and development of highly reactive titanium oxide photocatalysts operating under visible light irradiation // J. Catal. - 2003. - Vol. 216. - P. 505-516.
- Carp O., Huisman C.L., Reller A. Photoinduced reactivity of titanium dioxide // Progress in Solid State Chemistry. - 2004. - Vol. 32. - P. 33-177.
- Chen D., Jiang Z., Geng J. [et al.] Carbon and nitrogen co-doped TiO2 with enhanced visible-light photocatalytic activity // Ind. Eng. Chem. Res. - 2007. - Vol. 46. - P. 2741-2746.
- Choi W., Termin A., Hoffmann M.R. The role of metal ion dopants in quantumsizes TiO2: correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics // J. Phys. Chem. - 1994. - Vol. 98. - P. 13669-13679.
- Ho W., Yu J.C., Lee S. Synthesis of hierarchical nanoporous F-doped TiO2 spheres with visible light photocatalytic activity // Chem. Common. - 2006. - Vol. 1115. - P. 1115-1117.
- Mills A., Hunte Le. An overview of semiconductor photocatalysis // J. Photichem. Photobiol. A: Chemistry. - 1997. - Vol. 108. - P. 1-35.
- Zhang J., Ayusawa T., Minagawa M. [et al.] Investigations of TiO2 photocatalysts for the decomposition of NO in the flow system: the role of pretreatment and reaction conditions in the photocatalytic efficiency // J. Catal. - 2001. - Vol. 198. - P. 1-8.
- Лебедева И.И., Сизенева И.П., Целище Ю.Г. [и др.] Формирование и структурно-фазовые превращения мезопористых ксерогелей Al2O3 и TiO2 / Al2O3 в гидротермальных условиях // Неорганические материалы. - 2016 - Т. 52. - № 10. - С. 1073-1080.
- Лебедева И.И., Сизенева И.П., Кисельков Д.М., Вальцифер В.А. Исследование влияния добавок сульфата аммония на структуру и фотокаталитическую активность диоксида титана // Журн. прикл. хим. - 2014. - Т. 87. - Вып. 5. - С. 554-562.
- Ливер Э. Электронная спектроскопия неорганических соединений. Ч. 2. - М.: Мир, 1987. - 447 с.
- Сизенева И.П., Лебедева И.И., Вальцифер В.А., Стрельников В.Н. Способ получения мезопористого диоксида титана анатазной модификации. Заявка на патент РФ № 2015157160.