Фотокаталітична деструкція органічних барвників частинками діоксиду титану допованого золотом

• Published in: Vìsnik Nacìonalʹnogo tehnìčnogo unìversitetu Ukraïni <<Kiïvsʹkij polìtehnìčnij ìnstitut ìmenì Ìgorâ Sìkorsʹkogo>>. Serìâ <<Hìmìčna ìnženerìâ, ekologìâ ta resursozberežennâ>> no. 4
• Main Authors: Олена Миколаївна Лавриненко, Максим Микитович Загорний, Валерія Володимирівна Вембер
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute 01.12.2023
• Subjects: анатаз; золото; нанокомпозити TiO2&Au; рутил; УФ опромінювання; фотокаталіз
• ISSN: 2617-9741; 2664-1763
• DOI: 10.20535/2617-9741.4.2023.294330

Нанокомпозити на основі діоксиду титану, допованого золотом з концентрацією 0,2 та 0,8 мас. %, були синтезовані золь-гель методом з використанням тетраізопропоксиду титану та золотохлорводневої кислоти. Термообробка осадів за Т = 600 °С призвела до формування високодисперсних порошків анатазу, а підвищення температури до 1000–1200 °С сприяло формуванню добре окристалізованих частинок рутилу. Атоми золота розподілені в структурі порошків нерівномірно. Розмір первинних частинок анатазу не перевищував 10 нм, а рутилу – досягав 35–46 нм, поступово збільшуючись при підвищенні температури обробки. Фотокаталітичні властивості структур TiO2&Au були досліджені при знебарвленні розчинів органічних барвників (метиленового блакитного, родаміну Б, метиленового помаранчевого, помаранчового Ж) з концентрацією 20 мг/дм3. Отримані наносистеми не проявили суттєвої сорбційної активності, а видиме світло викликало незначну десорбцію барвників. Водночас, під впливом УФ опромінення впродовж 60 хвилин процес знебарвлення проходив ефективно і підпорядковувався реакції псевдо-першого порядку. Найбільшу фотокаталітичну активність проявив зразок анатазу з вмістом золота 0,8 мас. %, доводячи ступінь знебарвлення розчину родаміну Б до 50 %, метиленового помаранчевого – до 81,5 %, метиленового блакитного – до 91 %, а помаранчевого Ж – до 95,2 %. Підвищення ефективності деструкції барвників може бути досягнуто при доповненні фотокаталітичного процесу каталітичним.