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