Структурно-морфологічні та фотокаталітичні властивості TiO2, отриманого термолітичним розкладом аквакомплексу [Ti(OH2)6]3+•3Cl¯

Abstract

Термолітичний розклад у хлориднокислотному середовищі розчину титанового аквакомплексного прекурсору [Ti(OH2)6]3+•3Cl¯, в результаті його кип’ятіння за температури (110-114) 0С, супроводжується гідролізом прекурсору та утворенням молекул-гідратів Ti(OH)3Cl • 2Н2О, які внаслідок конденсації забезпечують одержання рутильного ТіО2 з стержневидною формою частинок довжиною (30-80) нм і діаметром (8-20) нм, об’єднаних у свою чергу в квітковидні асоціати діаметром (200-280) нм. ІЧ-спектроскопічні дослідження продуктів гідролізу прекурсору та синтезованого оксидного матеріалу засвідчують, що геометричні параметри октаедрів ТіО5Cl молекул-гідратів Ti(OH)3Cl •2Н2О є близькими до параметрів октаедрів ТіО6 рутильного ТіО2. Середня міжатомна відстань Ті-О октаедрів титановмісних молекул-гідратів є своєрідним шаблоном, який скеровує процес кристалізації ТіО2 на утворення рутилу. Синтезований в такий спосіб рутильний нанопорошковий ТіО2 являється ефективним фотокаталізатором в реакціях фотоокиснення в водному середовищі органічних барвників ультрафіолетовим випромінюванням. Фотокаталітична активність синтезованого рутильного ТіО2 визначалася при руйнуванні розчиненого у водному середовищі барвника Конго червоного (КЧ). Ефективність TiO2 вивчали шляхом дослідження впливу кількості TiO2 та концентрації Н2О2. Встановлено, що повне знебарвлення барвника досягається всього за 10 хвилин УФ-опромінення, за умов концентрація фотокаталізатора 1.5 г/л, концентрація Н2О2 5 mM і початкової концентрації барвника КЧ 5 mg/L, при швидкості розкладу 2.1959 min-1.