Нанокомпозити на основі TiO2-SnO2: вплив кислотно-основних і структурно-адсорбційних властивостей на фотокаталітичну активність

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКутузова, Анастасія Сергіївна
dc.contributor.authorДонцова, Тетяна Анатоліївна
dc.contributor.authorЛінючева, Ольга Володимирівна
dc.date.accessioned2021-03-31T11:30:24Z
dc.date.available2021-03-31T11:30:24Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenBackground. TiO2-SnO2 nanocomposites receive a lot of attention due to their efficient application in heterogeneous photocatalysis. Coupling TiO2 with SnO2 contributes to the suppression of charge carriers’ recombination and enhances photocatalytic performance of the material. Although considerable research on TiO2-SnO2 system has been conducted, there is still a great uncertainty about the most efficient ways of its synthesis, effective synthesis conditions and the most appropriate reagents. Objective. The purpose of the paper is comparison of two synthesis methods (hydrolytic and hydrothermal) and different precursors to obtain TiO2-SnO2 composites; assessment of the influence of different factors on the final properties of photocatalysts. Methods. Synthesis of TiO2-SnO2 nanocomposites allowed studying the effect of SnO2 content on acid-base and structural-adsorption properties that eventually determine photocatalytic performance. Photocatalytic decomposition of organic dyes of various types (methylene blue and Congo red) was used to evaluate photoactivity of materials. Results. Both synthesis methods allowed obtaining of TiO2 and TiO2-SnO2 nanocomposites with crystallite size of 3–24 nm. Hydrolytic synthesis using TiCl4 resulted in pure rutile TiO2, while hydrothermal synthesis using TTIP resulted in pure anatase TiO2. Addition of SnO2 enhanced photocatalytic activity of the samples obtained by hydrothermal method – a sample with 1% SnO2 exhibited photocatalytic activity 30% higher than pure TiO2 sample. Conclusions. Samples obtained by hydrothermal method have both acidic and basic Brønsted sites and are universal sorbents and photocatalysts that remove cationic and anionic dyes. Composites obtained by hydrolytic method contain only basic Brønsted sites and are therefore active for cationic dyes. Surface properties of materials play a crucial role that ultimately determines photocatalytic activity of the materials.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Нанокомпозиты TiO2-SnO2 широко изучаются благодаря эффективному применению в гетерогенном фото­катализе. Сочетание TiO2 сo SnO2 способствует подавлению рекомбинации носителей заряда и значительному улучшению фотоактивности материала. Несмотря на большое количество исследований системы TiO2-SnO2, все еще существует большая неопределенность относительно наиболее эффективных способов ее синтеза, целесообразных условий синтеза и реагентов. Цель исследования. Сравнение двух методов синтеза (гидролитического и гидротермального) и различных прекурсоров для получения композитов TiO2-SnO2, оценка влияния различных факторов на конечные свойства фотокатализаторов. Методика реализации. Синтез нанокомпозитов TiO2-SnO2 различного состава позволил изучить влияние количества SnO2 на кислотно-основные и структурно-адсорбционные свойства, которые определяют фотокаталитическую активность. Фотокаталитическое разложение органических красителей различных типов (метиленового синего и Конго красного) использовалось для оценки фотоактивности материалов. Результаты исследования. Оба метода синтеза позволили получить нанокомпозиты TiO2 и TiO2-SnO2 с размером кристаллитов 3–24 нм. Гидролитическим синтезом из TiCl4 был получен образец TiO2 рутила, гидротермальным синтезом из TTIP – образец TiO2 анатаза. Добавление SnO2 способствовало росту фотокаталитической активности образцов, полученных гидротермальным методом: образец с 1 % SnO2, проявляет фотокаталитическую активность на 30 % выше, чем чистый образец TiO2. Выводы. Образцы, полученные гидротермальным методом, имеют кислотные и основные центры Бренстеда и являются универсальными сорбентами и фотокатализаторами, которые удаляют катионные и анионные красители. Композиты, полученные гидролитическим методом, содержат основные центры Бренстеда и поэтому активны только относительно катионных красителей. Свойства поверхности материалов играют решающую роль, которая в конечном итоге определяет фотокаталитическую активность материалов.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Нанокомпозити TiO2-SnO2 широко вивчаються завдяки ефективному застосуванню в гетерогенному фотокаталізі. Поєднання TiO2 із SnO2 сприяє пригніченню рекомбінації носіїв заряду і значному покращенню фотоактивності матеріалу. Попри велику кількість досліджень системи TiO2-SnO2 все ще існує велика невизначеність щодо найбільш ефективних способів її синтезу, найдоцільніших умов синтезу та реагентів. Мета дослідження. Порівняння двох методів синтезу (гідролітичного та гідротермального) та різних прекурсорів для одержання композитів TiO2-SnO2, оцінка впливу різних факторів на кінцеві властивості фотокаталізаторів. Методика реалізації. Синтез нанокомпозитів TiO2-SnO2 різного складу дав змогу вивчити вплив кількості SnO2 на кислотно-основні та структурно-адсорбційні властивості, які визначають фотокаталітичну активність. Фотокаталітичне розкладання органічних барвників різних типів (метиленового синього та Конго червоного) використовувалось для оцінки фотоактивності матеріалів. Результати дослідження. Обидва методи синтезу дали можливість одержати нанокомпозити TiO2 і TiO2-SnO2 із розміром кристалітів 3–24 нм. Гідролітичним синтезом із TiCl4 було отримано зразок TiO2 рутилу, гідротермальним синтезом із TTIP – зразок TiO2 анатазу. Додавання SnO2 сприяло зростанню фотокаталітичної активності зразків, одержаних гідротермальним методом: зразок із 1 % SnO2 проявляє фотокаталітичну активність на 30 % вищу, ніж чистий зразок TiO2. Висновки. Зразки, одержані гідротермальним методом, мають кислотні та основні центри Бренстеда і є універсальними сорбентами та фотокаталізаторами, які видаляють катіонні й аніонні барвники. Композити, одержані гідролітичним методом, містять основні центри Бренстеда і тому активні лише щодо катіонних барвників. Властивості поверхні матеріалів відіграють вирішальну роль, яка в кінцевому підсумку визначає фотокаталітичну активність матеріалів.uk
dc.format.pagerangeС. 67-79uk
dc.identifier.citationКутузова, А. С. Нанокомпозити на основі TiO2-SnO2: вплив кислотно-основних і структурно-адсорбційних властивостей на фотокаталітичну активність / А. С. Кутузова, Т. А. Донцова, О. В. Лінючева // Наукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал. – 2020. – № 1(128). – С. 67–79. – Бібліогр.: 22 назви.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/kpi-sn.2020.1.198020
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/40365
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofНаукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал, 2020, № 1(128)uk
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/en
dc.subjectнанокомпозити TiO2-SnO2uk
dc.subjectгідролітичний методuk
dc.subjectгідротермальний методuk
dc.subjectкислотно-основні центриuk
dc.subjectфотокаталізuk
dc.subjectnanocomposites TiO2-SnO2uk
dc.subjecthydrolytic methoduk
dc.subjecthydrothermal methoduk
dc.subjectacidic-basic sitesuk
dc.subjectphotocatalysisuk
dc.subjectнанокомпозиты TiO2-SnO2uk
dc.subjectгидролитический методuk
dc.subjectгидротермальный методuk
dc.subjectкислотно-основные центрыuk
dc.subjectфотокатализuk
dc.subject.udc54.057+546.824-31+546.814-31uk
dc.titleНанокомпозити на основі TiO2-SnO2: вплив кислотно-основних і структурно-адсорбційних властивостей на фотокаталітичну активністьuk
dc.title.alternativeNanocomposites Based on TiO2-SnO2: Influence of Acid-Based and Structural-Adsorption Properties on the Photocatalytic Activityuk
dc.title.alternativeНанокомпозиты на основе TiO2-SnO2: влияние кислотно-основных и структурно-адсорбционных свойств на фотокаталитическую активностьuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NVKPI2020-1_09.pdf
Розмір:
809.01 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 1(128)