Структурні, морфологічні та фотокаталітичні властивості наноструктурованого фотокаталізатора TiO2/AgI

Abstract

Наноструктурований фотокаталізатор TiO2/AgI, при дії ультрафіолетового або видимого електромагнітного випромінювання, ефективно знешкоджує у водному середовищі органічні забруднювачі. Він являє собою наноструктуру в якій мікро- та дрібні мезопори анатазного TiO2 наповнені йодитом срібла в суперйонному стані. Вміст йонопровідної фази α-AgI в об’ємі пор ТіО2 може становити ~ 20 мас.%. Діоксид титану, для одержання фотокаталізатора, синтезують золь-гель методом, використовуючи, як прекурсор розчин титанового аквакомплексу [Ti(OH2)6]3+•3Cl- та добавку-модифікатор Na2CО3. Модифікуюча добавка в процесі синтезу забезпечує вкорінення на поверхні частинок оксидного матеріалу карбонатних групувань =О2СО. Наявність цих групувань приводить до зростання як об’єму пор так і питомої поверхні ТіО2. Питома поверхня карбонатованого діоксиду титану 368 м2•г-1, об’єм пор 0.28 см3•г-1, а їх розмір 0.9-4.5 нм. Для заповнення мікро- та дрібних мезопор TiO2 суперйонною α-AgI фазою спочатку на поверхні діоксиду титану з розчину AgNO3 адсорбують катіони Ag+, а після цього здійснюють контактування оксидного матеріалу з розчином KI. Створений наноструктурований фотокаталізатор TiO2/AgI в порівнянні з фотокаталізатором концерну Evonik марки P25-TiO2 демонструє суттєво вищу ефективність щодо фотодеградації органічних барвників Конго червоного та Метилоранжу в видимому та ультрафіолетовому випромінюванні. Найактивніший зразок ТіО2/40AgI досягав повного руйнування барвника КЧ (5 мг/л) за 6 хвилин УФ-опромінення ( = 365 нм), тоді як ефективність комерційного Р25-TiO2 становила всього 42%, за цей самий проміжок часу.