Registration Number
0417U003810, Candidate dissertation
Status
к.х.н.
Date
21-09-2017
popup.evolution
.
Title
Influence of metal ions doping on the structure and photocatalytic properties of nitrogen-containing titania films
Author
Chorna Nataliia Oleksandrivna,
popup.head Smirnova Nataliia Petrivna
popup.opponent Іщенко Олена Вікторівна
popup.opponent Халявка Тетяна Олександрівна
popup.rada
Institute of Surface Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
Description
Дисертацію присвячено синтезу фотокаталітично активних матеріалів на основі діоксиду титану, модифікованого йонами металів (Цинк, Цирконій, Ферум) та неметалами (Нітроген) для створення ефективних каталізаторів під дією видимого світла. В роботі розглянуто вплив методів та умов синтезу, а саме природа металу, вміст допанту, склад газової суміші, тиск газу та температура прожарювання на оптичні, структурні та фотоелектрохімічні властивості плівок нанорозмірного діоксиду титану. Досліджено хімічний стан елементів, фазовий склад та фотокаталітичну активність. Методом рентгенофотоелектронної спектроскопії встановлено, що застосування сечовини в золь-гель синтезі сприяє інкорпоруванню Нітрогену в структуру напівпровідника у формі міжвузлового атому; накопиченню йонів металу на поверхні наноматеріалу внаслідок утворення комплексних сполук на стадії дозрівання золю; прискорення кристалізації заданих фотокаталітично активних фаз і формування адсорбційних центрів, що приводить до підвищення фотокаталітичної активності. Зафіксовано формування фаз ландауіту (Fe2Ti2O7) та псевдобрукіту (Fe2TiO5) при досить низькій температурі прожарювання - 450 °С - без домішок оксидів металів. Встановлено вплив йонів металу на ефективність інкорпорування Нітрогену в процесі синтезу методом імпульсного лазерного переосадження. Наявність йонів Цирконію, радіус яких більший за радіус йонів Титану, приводить до деформації гратки ТіО2 й ефективного інкорпорування заміщеного Нітрогену. Запропоновано модель, що пояснює можливість утворення покриття ТіN при низькому тиску газової суміші та при значно нижчій, ніж зазвичай температурі, а саме 450 оС. Експериментально встановлено оптимальні параметри проведення процесів синтезу допованого діоксиду титану, що дозволяє одержувати мультикомпонентні каталізатори, які виявляють вищі стабільність та фотокаталітичну ефективність в реакціях відновлення токсичних дихромат-йонів і розкладу антибіотику тетрацикліну гідрохлориду під УФ та видимим світлом, у порівнянні з чистим ТіО2. Фотокаталітичні дослідження процесів відновлення хрому та окиснення біогенного забруднювача довкілля - тетрацикліну гідрохлориду показали, що висока фотокаталітична активність плівок N/TiO2, N/Fe/Ti, Fe/Ti (золь-гель метод) і 10ZrTiN5C1 (метод ІЛП) як під УФ, так і під ВС дозволяє рекомендувати їх як універсальні фотокаталізатори під сонячним опроміненням.
Registration Date
2017-10-09
popup.nrat_date
2020-04-03 / 2026-06-29
