Photocatalytic activity of ZnO/TiO2 composites in circulating conditions

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorHutsul, K. R.
dc.contributor.authorIvanenko, I. M.
dc.date.accessioned2024-11-27T10:16:10Z
dc.date.available2024-11-27T10:16:10Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractThe development of new efficient photocatalysts is an important task for solving problems related to the purification of water and air from organic pollution. Composite materials based on ZnO and TiO2 exhibit high photocatalytic activity, which makes them promising for this application. In this work, we present the synthesis and study of the photocatalytic activity of ZnO/TiO2 composites obtained by the method of intermediate hydroxide deposition. The synthesis was carried out on the surface of Evonik P25 TiO2 with three different mass ratios of ZnO to TiO2: 1:3, 1:1, and 3:1. The resulting composites were studied by X-ray diffraction (XRD), spectroscopy to determine the optical band gap, and subjected to photocatalytic decomposition under circulating conditions. It was confirmed by XRD that ZnO crystallizes in the wurtzite phase of hexagonal syngony, and TiO2 is contained in the form of two modifications: anatase and rutile. The effect of the mass ratio of ZnO to TiO2 on the optical band gap has been studied. The optical band gap of ZnO/TiO2 composites was determined using the Kubelka-Munk algorithm. For the composites (1)ZnO/TiO2 and (3)ZnO/TiO2, the bandgap was 3.22 eV, and the lowest value (2.99 eV) was obtained for the composite with an equal ratio of ZnO to TiO2 - (2)ZnO/TiO2. The photocatalytic activity of ZnO/TiO2 composites was studied under circulating conditions with congo red dye in the presence of four different composite weights: 0.2, 0.4, 0.6, and 2 g. The maximum efficiency of photocatalytic decomposition of the dye was observed for the composite with an equal ratio of ZnO to TiO2 at a dosage of 2 g of the composite per 0.075 g of dye. The synthesized ZnO/TiO2 composites exhibit high photocatalytic activity, which makes them promising materials for water and air purification from organic pollution. The optimum mass ratio of ZnO to TiO2 for the photocatalytic decomposition of congo red dye is 1:1.
dc.description.abstractotherРозробка нових ефективних фотокаталізаторів є важливим завданням для вирішення проблем, пов'язаних з очищенням води та повітря від органічних забруднень. Композитні матеріали на основі ZnO та TiO2 демонструють високу фотокаталітичну активність, що робить їх перспективними для даного застосування. У даній роботі представлено синтез та дослідження фотокаталітичної активності композитів ZnO/TiO2, отриманих методом осадження проміжних гідроксидів. Синтез проводився на поверхні ТіО2 марки Evonik P25 з трьома різними масовими співвідношеннями ZnO до ТіО2: 1:3, 1:1 та 3:1. Отримані композити досліджувалися методами рентгенівської дифракції, спектроскопії для визначення оптичної ширини забороненої зони та піддавали фотокаталітичному розкладанню в циркуляційних умовах. За допомогою рентгенівської дифракції було підтверджено, що ZnO кристалізується у вюрцитовій фазі гексагональної сингонії, а TiO2 міститься у вигляді двох модифікацій: анатазу та рутилу. Досліджено вплив масового співвідношення ZnO до ТіО2 на оптичну ширину забороненої зони. Використовуючи алгоритм Кубелки-Мунка, було визначено оптичну ширину забороненої зони композитів ZnO/TiO2. Для композитів (1)ZnO/TiO2 та (3)ZnO/TiO2 ширина забороненої зони становила 3,22 еВ, а найменше значення (2,99 еВ) було отримано для композиту з рівним співвідношенням ZnO до TiO2 - (2)ZnO/TiO2. Фотокаталітична активність композитів ZnO/TiO2 досліджувалась в циркуляційних умовах з барвником конго червоним в присутності чотирьох різних наважок композитів: 0,2; 0,4; 0,6 та 2 г. Максимальна ефективність фотокаталітичного розкладання барвника спостерігалась для композиту з рівним співвідношенням ZnO до TiO2 при дозуванні 2 г композиту на 0,075 г барвника. Синтезовані композити ZnO/TiO2 демонструють високу фотокаталітичну активність, що робить їх перспективними матеріалами для очищення води та повітря від органічних забруднень. Оптимальне масове співвідношення ZnO до TiO2 для фотокаталітичного розкладання барвника конго червоного становить 1:1.
dc.format.pagerangeС. 10-17
dc.identifier.citationHutsul, K. R. Photocatalytic activity of ZnO/TiO2 composites in circulating conditions / K. R. Hutsul, I. M. Ivanenko // Вода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті. – 2023. – № 2(36). – С. 10-17. – Бібліогр.: 23 назв.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2218-930022023300601
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/70838
dc.language.isoen
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського; ТОВ «Українська водна спілка»
dc.publisher.placeКиїв
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.sourceВода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті, № 2(36)
dc.subjectcomposites
dc.subjectcongo red
dc.subjectdye
dc.subjectphotocatalyst
dc.subjecttitanium dioxide
dc.subjectzinc oxide
dc.subjectбарвник
dc.subjectкомпозит
dc.subjectконго червоний
dc.subjectтитан (IV) оксид
dc.subjectфотокаталіз
dc.subjectцинк (ІІ) оксид
dc.titlePhotocatalytic activity of ZnO/TiO2 composites in circulating conditions
dc.title.alternativeФотокаталітична активність композитів ZnO/TiO2 в циркуляційних умовах
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
10-17.pdf
Розмір:
242.39 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті, № 2(36)