СИНТЕЗ И СВОЙСТВА ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ TIO2-SIO2/ZNO
Рубрики: 1. ХИМИЯ
Авторы:
1.
НИ Томский государственный университет
(неорганической химии, доцент)
сотрудник с 01.01.2015 по настоящее время
сотрудник с 01.01.2015 по настоящее время
2.
Национальный исследовательский Томский государственный университет
3.
Национальный исследовательский Томский государственный университет
4.
Национальный исследовательский Томский государственный университет
Тип:
Статья
Страницы:
с 27
по 31
Статус:
Опубликован
Получено:
09.02.2026
Одобрено:
26.02.2026
Опубликовано:
05.04.2026
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ФОТОКАТАЛИЗ, ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОД, ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, ДИОКСИД ТИТАНА
Финансирование:
Исследование выполнено при поддержке Программы развития Томского государственного университета (Приоритет-2030)
Аннотация:
В статье предложен способ получения фотокаталитических материалов на основе системы TiO2-SiO2/ZnO с массовым соотношением компонентов 65:10:10 и добавкой P2О5 15 мас. %. Для получения материалов был приготовлен спиртовый раствор по золь-гель технологии на основе тетрабутокcититата, тетраэтоксисилана, нитрата цинка, ортофосфорной кислоты. Процессы, протекающие при формировании твёрдой фазы, исследованы методом синхронного термического анализа (СТА). Для обеспечения кристаллизации диоксида титана в анатазной модификации проведена ступенчатая термообработка: сушка при 60 °С и последующий отжиг при 300, 400, 500 и 600 °С по 30 минут на каждом этапе. Кислотно-основные характеристики поверхности определены рН-метрией, установлено, что на поверхности материала присутствуют кислотные центры Льюиса (Si4+, Ti4+), способствующие повышению фотокаталитической активности за счёт адсорбции реагентов. Структурно-фазовое строение материалов изучено комплексом методов - рентгенофазовым анализом и ИК-спектроскопией. Ширину запрещенной зоны полученных материалов определяли по краю собственной полосы поглощения в диапазоне волн 190-1000 нм. Установлено уменьшение значений энергии ширины запрещенной зоны путем создания примесной проводимости за счет контакта частиц цинка с анатазной фазой диоксида титана, что говорит о смещении поглощения светового излучения в видимую область. Фотокаталитическая эффективность оценена по скорости фотодеградации модельного загрязнителя (метилового оранжевого). Установлено, что введение ионов цинка (Zn2+) способствует генерации и разделению электронно-дырочных пар в диоксиде титана, что усиливает окислительную способность материалов по отношению к органическим соединениям. Полученные результаты подтверждают перспективность разработанных материалов для дальнейших исследований в области фотокаталитической очистки водных сред и атмосферы от органических загрязнителей.
В статье предложен способ получения фотокаталитических материалов на основе системы TiO2-SiO2/ZnO с массовым соотношением компонентов 65:10:10 и добавкой P2О5 15 мас. %. Для получения материалов был приготовлен спиртовый раствор по золь-гель технологии на основе тетрабутокcититата, тетраэтоксисилана, нитрата цинка, ортофосфорной кислоты. Процессы, протекающие при формировании твёрдой фазы, исследованы методом синхронного термического анализа (СТА). Для обеспечения кристаллизации диоксида титана в анатазной модификации проведена ступенчатая термообработка: сушка при 60 °С и последующий отжиг при 300, 400, 500 и 600 °С по 30 минут на каждом этапе. Кислотно-основные характеристики поверхности определены рН-метрией, установлено, что на поверхности материала присутствуют кислотные центры Льюиса (Si4+, Ti4+), способствующие повышению фотокаталитической активности за счёт адсорбции реагентов. Структурно-фазовое строение материалов изучено комплексом методов - рентгенофазовым анализом и ИК-спектроскопией. Ширину запрещенной зоны полученных материалов определяли по краю собственной полосы поглощения в диапазоне волн 190-1000 нм. Установлено уменьшение значений энергии ширины запрещенной зоны путем создания примесной проводимости за счет контакта частиц цинка с анатазной фазой диоксида титана, что говорит о смещении поглощения светового излучения в видимую область. Фотокаталитическая эффективность оценена по скорости фотодеградации модельного загрязнителя (метилового оранжевого). Установлено, что введение ионов цинка (Zn2+) способствует генерации и разделению электронно-дырочных пар в диоксиде титана, что усиливает окислительную способность материалов по отношению к органическим соединениям. Полученные результаты подтверждают перспективность разработанных материалов для дальнейших исследований в области фотокаталитической очистки водных сред и атмосферы от органических загрязнителей.
Ключевые слова:
ФОТОКАТАЛИЗ, ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОД, ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, ДИОКСИД ТИТАНА
ФОТОКАТАЛИЗ, ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОД, ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, ДИОКСИД ТИТАНА
