Синтез фотокаталізаторів на основі TiO 2 та його фотокаталітичні властивості Синтез фотокаталізаторів на основі TiO 2 та його фотокаталітичні властивості Яковлев Олексій КПНЛ клас

Фотокаталіз Фотокаталітичні процеси за останнє десятиліття викликають все більший інтерес. Фотокаталітичні реакції здатні протікати при кімнатній або більш низькій температурі під дією видимого випромінювання, що дозволяє використовувати сонячну енергію для проведення корисних процесів. В останні роки великий науковий інтерес представляють дослідження в області синтезу і вивчення властивостей діоксиду титану, що пояснюється його високою фотокаталітичною активністю, а також хімічною інертністю, що і зумовило актуальність даного дослідження.

Основна мета даної роботи полягала у синтезі фотоактивного зразку фотокаталізатора TiO 2 досить простим способом та визначенні його активності по відношенню до активних барвників на прикладі метиленового блакитного та яскраво червоного 5СХ.

Додавання чотирихлористого титану до ізопропилового спирту Утворення білого газу Додавання в прозору жовту рідину дистильовану воду Білий осад Експериментальна частина Синтез TiO 2

Приготування модельних розчинів барвників Барвник яскраво червоний 5 сх Розведення барвника Модельний розчин з концентрацією 10 мг/дм 3 Барвник метиленовий блакитний

Дослідження фотокаталітичної активності TiO 2 Перемішування модельного розчину Фотокаталітична деградація барвника ФЕК

Розчин барвника яскраво червоного 5 сх до і після фотокаталітичної деградації Розчин барвника метиленового блакитного до і після фотокаталітичної деградації

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ В результаті синтезу 3-х зразків, які відрізняються кількістю титану хлориду, що вносився у реакційне середовище: 1, 2, 3 см 3 відповідно було отримано білий осад, який було досліджено методом ренгенофазового аналізу та на фотокаталітичну активність. Активність фотокаталізатору оцінювалась за формулою: R=((D 0 -D i )/D 0 )*100%, де D 0 -оптична густина вихідного розчину; D i -оптична густина розчину після фотокаталізу.

N 2-тетаd(А.)Розмір(нм)Фазове імя Хімічна формула ,4АнатазTiO ,626,62АнатазTiO ,16,1АнатазTiO ,96,9АнатазTiO ,76АнатазTiO ,38,3АнатазTiO ,63АнатазTiO 2

ЗразкиБарвник Ступінь знебарвлення R, % 1 Метиловий блакитний Degussa P Яскраво червоний 5СХ Degussa P25 95

Висновки Синтезовані зразки TiO 2 являли собою монофазу анатазної модифікації з середнім розміром кристалітів 6÷7 нм, що лежить в нанодіапазоні. Встановлено фотокаталітичну активність отриманих фотокаталізаторів на прикладі барвників метилового блакитного та яскраво червоного 5 СХ. В результаті ступінь знебарвлення у даних умовах досягла майже 98 % для метилового блакитного та 82% для червоного 5 СХ, а, отже, синтезовані зразки майже не поступаються комерційному зразку Degussa Р25. Фотокаталітичні технології очищення води і повітря знаходяться ще на порозі широкого практичного використання. Безумовно, що вони будуть удосконалюватися, але і зараз вже зрозумілі переваги, що обумовлюють їх привабливість і перспективи. Це простота, економічність та можливість використання сонячного світла. Останнє вкрай важливо для майбутнього, коли енергозберігаючі технології, безумовно, матимуть перевагу.