Разработка высокоактивного фотокатализатора на основе мезопористого диоксида титана, допированного оксидом алюминия

Авторы

  • И.И. Лебедева Институт технической химии УрО РАН
  • И.П. Сизенева Институт технической химии УрО РАН
  • Д.М. Кисельков Институт технической химии УрО РАН

DOI:

Ключевые слова:

диоксид титана, оксид алюминия, допирование, фотокатализатор, гидротермальный синтез

Аннотация

Представлены основные результаты, полученные в ходе 1-го года выполнения научного проекта по программе «УМНИК». Установлены закономерности регулирования условий синтеза (температуры, рН, химического состава реагентов, соотношения компонентов, их концентрации, введение поверхностно активных веществ, модификаторов) для направленного изменения характеристик фотокатализатора, а именно фазового состава, удельной поверхности, однородного распределения пор по размерам. Разработан способ получения фотокатализаторов на основе мезопористого диоксида титана (TiO2), допированного оксидом алюминия (Al2O3), обеспечивающий формирование развитой пористой структуры и стабилизацию анатазной структуры диоксида титана.

Поддерживающие организации
Работа выполнена при финансовой поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по договору № 1709 ГУ1/2014 и РФФИ в рамках научного проекта № 13-03-96111-р_урал_а.

Биографии авторов

  • И.И. Лебедева, Институт технической химии УрО РАН
    младший научный сотрудник, Институт технической химии УрО РАН (ИТХ УрО РАН), 614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3; e-mail: irene.i.lebedeva@gmail.com
  • И.П. Сизенева, Институт технической химии УрО РАН
    кандидат химических наук, научный сотрудник ИТХ УрО РАН; e-mail: i1951@yandex.ru
  • Д.М. Кисельков, Институт технической химии УрО РАН
    кандидат технических наук, научный сотрудник ИТХ УрО РАН; e-mail: dkiselkov@yandex.ru

Библиографические ссылки

  1. Ascencion Montoya J., del Angel P., Viveros T. The effect of temperature on the structural and textural evolution of sol-gel Al2O3-TiO2 mixed oxides // J. Mater. Chem. - 2001. - Vol. 11. - P. 944-950.
  2. Gao L., Zhang Q. The Promoting Effect of Sulfate Ions on the Nucleation of TiO2 (Anatase) Nanocrystals // Materials Transactions. - 2001. - Vol. 42, № 8. - P. 1676-1680.
  3. Ismail A.A., Ibrahim I.A., Ahmed M.S. Sol-gel synthesis of titania-silica photocatalyst for cyanide photodegradation // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 2004. - Vol. 163. - P. 445-451.
  4. Kominami H., Yukishita K., Kimura T. et al. Direct Solvothermal Formation of Nanocrystalline TiO2 on Porous SiO2 Adsorbent and Photocatalytic Removal of Nitrogen Oxides in Air over TiO2-SiO2 Composites // Topics in Catal. - 2008. - Vol. 47. - P. 155-161.
  5. Li Y., Lee N.-H., Hwang D.-S. Synthesis and Characterization of Nano Titania Powder with High Photoactivity for Gas-Phase Photo-oxidation of Benzene from TiOCl2 Aqueous Solution at Low Temperatures // Langmuir. - 2004. - Vol. 20. - P. 10838-10844.
  6. Ma Z., Yue Y., Deng X., Gao Z. Nanosized anatase TiO2 as precursor for preparation of sulfated titania catalysts // J. Molec. Catal. A. - 2002. - Vol. 178. - P. 97-104.
  7. Ohtani B., Ogawa V., Nishimoto S.-i. Photocatalytic Activity of Amorphous-Anatase Mixture of Titanium (IV) Oxide Particles Suspended in Aqueous Solutions // J. Phys. Chem. B. - 1997. - Vol. 101. - P. 3746-3752.
  8. Sakthivel S., Kisch H. Daylight Photocatalysis by Carbon-Modified Titanium Dioxide // Angew. Chem. Int. Ed. - 2003. - Vol. 42. - P. 4908-4911.
  9. Selishchev D.S., Kolinko P.A., Kozlov D.V. Adsorbent as an essential participant in photocatalytic processes of water and air purification: Computer simulation study // Appl. Catal., A. - 2010. - Vol. 377. - P. 140-149.
  10. Serpone N. Brief introductory remarks on heterogeneous photocatalysis // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. - 1995. - Vol. 38. - P. 369-379.
  11. Strehlow W.H., Cook E.L. Compilation of energy band gaps in elemental and binary compound semiconductors and insulators // J. Phys. Chem. Ref. Data. - 1973. - Vol. 2 (1). - P. 163-193.
  12. Wan G., Duan A., Zhao Z. Al2O3-TiO2/Al2O3-TiO2-SiO2 Composite-Supported Bimetallic Pt-Pd Catalysts for the Hydrodearomatization and Hydrodesulfurization of Diesel Fuel // Energy &Fuels. - 2009. - Vol. 23. - P. 81-85.
  13. Zhang W.-G., Zhang L.-L., Jang Z.-J. et al. Synthetic route to the nano-sized titania with high photocatalytic activity using a mixed structure-directing agent // Materials Chemistry and Physics. - 2007. - Vol. 105. - P. 414-418.
  14. Zhu J., Chen F., Zhang J. et.al Fe3+-TiO2 photocatalysts prepared by combining sol-gel method with hydrothermal treatment and their characterization // J. Photochem. and Photobiol. A: Chem. - 2006. - Vol. 180. - P. 196-204.
  15. Гаврилов В.Ю., Зенковец Г.А. Влияние условий осаждения гидрогеля диоксида титана на пористую структуру ксерогеля // Кинетика и катализ. - 1990. - Т. 31. - Вып. 1. - С. 168-173.
  16. Иванова В.К., Максимова В.Д., Шапорева А.С. и др. Гидротермальный синтез эффективных фотокатализаторов на основе TiO2 // ЖНХ. - 2010. - Т. 55. - № 2. - С. 184-189.
  17. Красильников В.Н., Жуков В.П., Переляева Л.А. [и др.] Электронная зонная структура, оптическое поглощение и фотокаталитическая активность допированного железом анатаза // Физика твердого тела. - 2013. - Т. 55. - Вып. 9. - С. 1788-1796.
  18. Красная книга микроструктур новых функциональных материалов / под ред. Ю.Д. Третьякова. - М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2006. - Вып. 1. - 116 с.
  19. Лебедева И.И., Сизенева И.П., Кисельков Д.М., Вальцифер В.А. Исследование влияния добавок сульфата аммония на структуру и фотокаталитическую активность диоксида титана // ЖПХ. - 2014. - Т. 87. - Вып. 5. - С. 554-562.
  20. Седнева Т.А., Локшин Э.П., Беликов М.Л., Князева А.И. Синтез и характеристика мезопористых композитов системы TiO2-Al2O3 // Неорганические материалы. - 2013 - Т. 49. - № 8 - С. 844-852.
  21. Синтез и исследование фотокаталитических свойств материалов на основе TiO2 / А.Ю. Степанов, Л.В. Сотникова, А.А. Владимиров [и др.] // Вестник КемГУ. - 2013. - № 2 (54). - Т. 1. - С. 249-255.

Загрузки

Опубликован

2015-10-14

Выпуск

№ 2 (2015)

Раздел

Исследования: теория и эксперимент

Как цитировать

Лебедева, И., Сизенева, И., & Кисельков, Д. (2015). Разработка высокоактивного фотокатализатора на основе мезопористого диоксида титана, допированного оксидом алюминия. Вестник Пермского федерального исследовательского центра, 2, 49-53. https://journal.permsc.ru/index.php/pscj/article/view/PSCJ2015n2p8