Содопирование неметаллами композита TiO2-каолинит для расширения спектральной чувствительности при пассивной фотодеградации органических поллютантов

  • Антонина Викторовна Бондаренко Липецкий государственный технический университет
  • Мария Летиция Руэлло Università Politecnica delle Marche,
  • Владимир Владимирович Бондаренко Научно-производственное объединение «Экотехнологии»
Ключевые слова: диоксид титана, каолинит, фотокатализ, пассивная деградация indoor-поллютантов, содопирование неметаллами

Аннотация

Общая цель работы заключалась в разработке метода получения фотокаталитичеких активных композитов, обеспечивающих процесс пассивного разложения органических поллютантов для последующего использования в качестве компонентов отделочных строительных материалов. Проведенные ранее исследования позволили предложить композитный материал, полученный химическим осаждением диоксида титана на каолинит. Целью настоящего этапа явилось расширение фотоактивности материала в область видимого света. Выполненный обор информации показал, что исходя из технологических приёмов, наиболее перспективным методом сужения запрещённой зоны материалов является допирование неметаллами. Так как в процессе синтеза использовалась серная кислота, и анализ химического состава подтверждает содержание серы образцах, то в качестве содопирующих агентов использованы азот, хлор и фосфор. Источником содопантов явились азотная, соляная и ортофосфорная кислоты, которые добавлялись в реакционный раствор в количестве 0.025:1 М:М к серной кислоте. Исследование химического состава материала подтвердило присутствие содопантов в количестве десятых долей процентов масс. Для сравнения активности материалов при освещении ультафиолетом и видимым излучением сконструирован емкостный реактор со сменными крышками. В крышках реактора вмонтированы 9 светодиодных источников DFL-5013UVC-380, длина волны 380 нм для УФ-облучения и L54 PWC, длина волны 450 нм для видимого излучения. Светодиоды проверяли на специальной установке таким образом, чтобы э.д.с., которая возникает в германиевом фотодиоде при освещении ультрафиолетовым источником и источником видимого света были близки по величине. Проведенное тестирование в трех условиях ‒ светоизоляции, УФ и видимого облучения ‒ показало, что все материалы повышают активность при освещении, но наиболее перспективным является материал, содопированный серой и хлором.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Антонина Викторовна Бондаренко, Липецкий государственный технический университет

доцент кафедры химии, к.х.н., Липецкий государственный технический университет, Липецк

Мария Летиция Руэлло, Università Politecnica delle Marche,

исследователь департамента материалов, науки о защите окружающей среды и городского планирования, PhD в области химии, Политехнический университет Марке, Анкона, Италия

Владимир Владимирович Бондаренко, Научно-производственное объединение «Экотехнологии»

инженер, PhD в области инженерии материалов, научно-производственное объединение «Экотехнологии», Липецк

Литература

Brown S.K., Sim M.R., Abramson M.J., Gray C.N., Indoor Air, 1994, Vol. 4, pp.123-134.

Frey S.E., Destaillats H., Cohn S., Ahrentzen S. et al., Indoor Air, 2015, Vol. 25, pp. 210-219.

.Sekine Y., Nishimura A., Atmos. Environ, 2001, Vol. 35, pp. 2001-2007.

Paola A.D., García-López E., Marcì G., Palmisano L., Journal of Hazardous Materials, 2012, Vol. 211-212, pp. 3-29.

Augugliaro V., Loddo V., Pagliaro M., Palmisano G. et al., Clean by Light Irradia-tion: Practical applications of supported TiO2. Cambridge, The Royal Society of Chemistry, 2010, рp. 267

Selishchev D.S., Kolobov N.S., Pershin A.A., Kozlov D.V., Applied Catalysis B: Environmental, 2017, Vol. 200, pp. 503-515. DOI: 10.1016/j.apcatb.2016.07.044

Carp O., Huisman C.L., Reller A., Pro-gress in Solid State Chemistry, 2004, Vol. 32, pp. 33-177.

Zhong L., Haghighat F., Building and Environment, 2015, Vol. 91, pp. 191-203.

Wang. Z. Chen C., Ma W., Zhao J., Sensitization of Titania Semiconductor: A Promising Strategy to Utilize Visible Light/ in: Photocatalysis and Water Purification; Pichat, P., Ed.; Weinheim, Germany: Wiley-VCH, 2013, pp.199-240.

Nosaka Y., Nosaka A.Y.. Identification and Roles of the Active Species Generated on Various Photocatalysts. In: Photocatalysis and Water Purification; Pichat, P., Ed.; Weinheim, Germany: Wiley-VCH, 2013, pp. 3-24.

Ohtani B. Principle of Photocatalysis and Design of Active Photocatalysts. In: New And Future Developments in Catalysis. Solar Photocatalysis , Edited by St. L. Suib, Else-vier, 2013, pp.121-144.

Ohno В., Akiyoshi M., Umebayashi T., Asai K. et al., Applied Catalysis A: General, 2004, Vol. 265, pp. 115-121.

Rengifo-Herrera J.A., Pulgarin C., Solar Energy, 2010, Vol. 84, pp. 37-43.

Gomathi Devi L., Kavitha R., Applied Catalysis B: Environmental, 2013, Vol. 140-141, pp. 559-587.

Sato S., Chemical Physics Letters, 1986, Vol. 1123, pp. 126-128.

Asahi R., Morikawa T., Ohwaki T., Aoki K. et al., Science,2001, Vol. 293, pp. 269-271.

Zhou X., Peng F., Wang H., Yu H. et al., Materials Research Bulletin, 2011, Vol. 46, pp. 840-844.

Rengifo-Herrera A., Pulgarin C., Solar Energy, 2010, Vol. 84, pp. 37-43.

Burda C., El-Sayed M.A., Pure and Applied Chemistry, 2000, Vol. 72, pp. 165-177.

Herrmann J.M., Disdier J., Pichet. P., Chemical Physics Letters, 1984, Vol. 108, pp. 618-622.

Palmisano L., Augugliaro V., Sclafani A., Schiavello M., Journal of Physical Chemistry, 1988, Vol. 92, pp. 6710-6713.

Long M., Cai W., Chen H., Xu J., Fron-tiers of Chemistry in China, 2007, Vol. 2, No 3, pp. 278-282.

Chen C., Long M., Zeng H., Cai W. et al., Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2009, Vol. 314, No 1, pp. 35-41.

Wanga X-K, Wanga C., W Jiang W-Q., Guo W.-L. et al., Chemical Engineering Journal, 2012, Vol. 189-190, pp. 288-294.

Zaleska A. Doped-TiO2: A Review Re-cent Patents on Engineering, 2008, vol. 2, pp. 157-164.

Korosi L., Papp S., Bertoti I., Dekany I., Applied Catalysis A: General, 2004, Vol. 265, pp. 115-121.

Korosi L., Papp S., Bertoti I., Dekany I., Chemistry of Materials, 2007, Vol. 19, pp. 4811- 4819.

Anpo, М. Aikawa N., Kodama S., Kubokawa Y., Journal of Physical Chemistry, 1984, Vol. 88, pp. 2569-2572.

Anpo, М. Aikawa N., Kodama S., Kubokawa Y., Journal of Physical Chemistry, 1984, Vol. 88, pp. 3998-4000.

Bondarenko, V., Ruello M.L., Bondarenko A., Chemical Engineering Transactions, 2016, Vol. 47, pp. 133-138.

Bondarenko, V. , Ruello M.L., Bondarenko A, Petukhova G. et al., Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2019, Vol. 55, No 2, pp. 127-143.

Mo J., YZhang. , Xu Q., Lamson J. J. et al., Atmospheric Environment, 2009, Vol. 43, pp. 2229-2246.

Vincent G., Queffeulou A., Marquaire P.M., Zahraa O., Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 2007, Vol. 191, pp. 42-50.

Coronado J.M., Zorn M.E., Tejedor-Tejedor I., Anderson M.A., Applied Catalysis B: Environmental, 2003, Vol. 43, pp. 329-344.

Alberici R.M., Jardim. W.F., Applied Catalysis B: Environmental, 1997, Vol. 14, pp. 55-68.

Damaskin B.B., Petri O.A., Batrakov V.V. Adsorption of Organic Compounds. Moscow, Science, 1968, 333 p.

Опубликован
2021-02-20
Как цитировать
Бондаренко, А. В., Руэлло, М. Л., & Бондаренко, В. В. (2021). Содопирование неметаллами композита TiO2-каолинит для расширения спектральной чувствительности при пассивной фотодеградации органических поллютантов. Сорбционные и хроматографические процессы, 21(1), 92-99. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2021.21/3224