1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика и химия стекла
  4. T. 48, № 1, 2022

Физика и химия стекла, 2022, T. 48, № 1, стр. 16-26

Адсорбционная и фотокаталитическая активность композита “пористое стекло–ZnO–Ag” и нанопорошка ZnO–Ag

А. С. Саратовский 1, 2, *, Д. В. Булыга 3, С. К. Евстропьев 2, 3, 4, Т. В. Антропова 1

1 Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН
199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Россия

2 Санкт-Петербургский государственный технологический институт (Технический университет)
190013 Санкт-Петербург, Московский просп., 26, Россия

3 Университет ИТМО
197101 Санкт-Петербург, Кронверкский просп., 49, Россия

4 АО НПО “ГОИ им. С.И. Вавилова”
192171 Санкт-Петербург, ул. Бабушкина, 36, корпус 1, Россия

* E-mail: saratovskija@inbox.ru

Поступила в редакцию 19.07.2021
После доработки 05.09.2021
Принята к публикации 08.10.2021

Полный текст (PDF)

Аннотация

В статье приведены результаты исследования влияния на адсорбционные свойства микропористого стекла его модифицирования нанокристаллами ZnO–Ag. Исследование процессов адсорбции из растворов органического красителя Chicago Blue Sky проводилось спектрофотометрическими методами. Установлено, что введение нанокристаллов ZnO–Ag в поры стекла увеличивает адсорбционную емкость материала. Показано, что в концентрированных (>10–6 M) растворах красителя Chicago Blue Sky процессы адсорбции конкурируют с агрегацией молекул красителей в растворах.

Ключевые слова: пористое стекло, полимер, наночастица, спектр поглощения, адсорбция

ВВЕДЕНИЕ

Усиление экологических проблем во всем мире стимулирует ускоренное развитие методов очистки воды и воздуха от различных органических загрязнений. Использование различных сорбентов является одним из хорошо известных и широко применяемых на практике методов очистки жидких и газообразных сред. В настоящее время наряду с традиционными и широко применяемыми сорбционными методами быстрое развитие получают фотокаталические процессы, многие из которых основаны на применении полупроводниковых наноматериалов и композитов.

Известно, что фотокаталитические свойства оксидных полупроводниковых материалов связаны с фотогенерацией химически активных форм кислорода под действием внешнего излучения [1–4]. В последнее десятилетие механизм фотокатализа и разработка высокоэффективных фотокаталитических материалов являются предметом интенсивных исследований [2, 3, 5–13].

Одними из наиболее эффективных оксидных фотокатализаторов являются композиционные материалы на основе оксида цинка [1–13]. В [5–11] для усиления фотокаталитических и бактерицидных свойств материалов на основе ZnO применяли добавки соединений серебра. Высокая интенсивность фотогенерации химически активного синглетного кислорода наночастицами ZnO–MgO–Ag наблюдалась ранее в [11].

Фотокаталитические процессы протекают на поверхности материалов, увеличение их дисперсности, сопровождающееся возрастанием удельной поверхности, поэтому существенно повышает эффективность фотокатализаторов. Повышение дисперсности фотокатализаторов достигается как их механическим измельчением, так и применением различных специально разработанных методик синтеза наночастиц. Другим подходом к увеличению удельной поверхности фотокатализаторов является применение в качестве их основы пористых неорганических матриц [14–18].

Хорошо известно, что пористые стекла обладают развитой пористой структурой и высокими адсорбционными свойствами [19, 20], и перспективны для создания на их основе различных функциональных композитов [19, 21].

Роль процессов адсорбции в жидкостных фотокаталитических процессах с участием твердых фотокатализаторов может быть существенна, учитывая очень высокую реакционную способность образующихся на их поверхности различных радикалов и, соответственно, их малое время жизни в жидкой фазе. Формирование адсорбционных слоев, сильно поглощающих активирующее излучение и полностью покрывающих поверхность фотокатализатора, может заметно влиять на его фотокаталитическую активность. Исследование процессов адсорбции различных веществ на поверхности фотокатализаторов является важным для их практического применения.

Цель настоящей работы – исследование процессов адсорбции органического диазокрасителя композитами на основе пористого стекла, содержащими наночастицы ZnO–Ag, и нанопорошками ZnO–Ag.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В качестве основы для композита использовали пористое стекло МИП, описанное в [19]. Это стекло характеризуется общей пористостью 29%, удельной поверхностью 164 м2/г и имеет средний размер поперечного сечения пор 3 нм. Ширина канала поры может достигать размеров от 20 до 40 нм. Несмотря на малые размеры пор, крупные органические молекулы способны проникать в поровое пространство стекла [19].

Для синтеза ZnO–Ag нанопорошков использовали полимерно-солевой метод, аналогичный способу, описанному ранее в [22]. В качестве исходных материалов для синтеза применяли водный раствор, содержащий Zn(NO3)2, AgNO3 и высокомолекулярный (Mw = 1 300 000) поливинилпирролидон (ПВП). Состав раствора приведен в табл. 1.

Таблица 1.  

Химический состав раствора

Компоненты раствора, мас. %
Zn(NO3)2·6H2O AgNO3 ПВП Н2О
0.26 0.10 2.14 97.50

Навеску порошка пористого стекла пропитывали этим раствором в течение 24 ч при 20°С. После извлечения из раствора порошок пористого стекла подвергали сушке при комнатной температуре в течение 1 нед. и термообработке в электрической печи при температуре 550°С в течение 2 ч в воздушной атмосфере. Такой режим термообработки обеспечивает полное разложение нитратов металлов и ПВП и удаление газообразных продуктов [23].

Модифицирующий раствор также был высушен на воздухе, а полученный полимерно-солевой композит был подвергнут термообработке по аналогичному температурно-временному режиму. Полученный композиционный материал представлял собой дисперсный порошок, состоящий из кристаллов ZnO, имеющих размер менее 100 нм, и наночастиц серебра [24].

Для изучения процессов адсорбции органических красителей синтезированными материалами был использован водный раствор органического красителя Chicago Sky Blue (CSB) (Sigma Aldrich). Этот краситель широко применяют на практике и использовали ранее [25–27] в качестве модельного органического соединения для оценки фотокаталических свойств различных материалов.

Структура молекулы красителя приведена в [28] и показана на рис. 1. Молекулярный вес этого красителя составляет 992.8. Спектральные свойства водных растворов CSB и процессы агрегации в них молекул красителя подробно исследованы в [29].

Рис. 1.

Структура молекулы красителя Chicago Sky Blue, длина молекулы около 20 нм.

Для изучения процессов адсорбции красителя в работе проводили спектрофотометрические исследования его водных растворов разной концентрации, которые были получены при растворении навесок порошкообразного красителя в дистиллированной воде. Спектральные измерения выполняли на спектрофотометре Perkin Elmer 650 c применением кварцевых кювет толщиной 10 мм.

Для оценки фотокаталической активности материалов навески порошка ZnO–Ag диспергировали в растворе красителя, полученную суспензию помещали в кварцевую кювету и подвергали УФ облучению ртутной лампой высокого давления ДРТ-240. Спектр излучения лампы приведен в [1]. Плотность мощности УФ излучения составляла 0.25 Вт/см2.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

На рис. 2а приведен спектр поглощения водного раствора, содержащего 1.1 × × 10–5 моль/л CSB (кривая 1). В красной области спектра наблюдается характерная интенсивная полоса поглощения красителя с максимумом λmax = 618 нм. Вид спектра поглощения полностью соответствует спектру, описанному ранее в [29]. По результатам измерений растворов с различной концентрацией красителя была построена калибровочная зависимость поглощения на длине волны 618 нм от мольной концентрации CSB (рис. 2б). Полученная зависимость линейна, что полностью соответствует закону Бугера–Ламберта–Бера.

Рис. 2.

Спектры поглощения растворов, содержащих краситель Chicago Sky Blue. Исходный раствор (1.1 × 10–6 М) (кривая 1); раствор после контакта с необработанным ПС (кривая 2); раствор после контакта с модифицированным ПС (кривая 3) (а). Зависимость оптической плотности растворов (λ = 618 нм) от мольной концентрации CSB (б).

На основании изменений в спектрах поглощения (рис. 2а) по калибровочной прямой (рис. 2б) определяли изменение концентрации CSB в растворах и оценивали адсорбционные свойства материалов.

При адсорбции красителя на поверхности сорбентов его концентрация в растворах уменьшается, что отражается в спектрах поглощения растворов (рис. 2а). На рис. 2а приведены спектры поглощения исходного раствора CSB (кривая 1), и растворов красителя после взаимодействия с необработанным (кривая 2) и модифицированным ПС (кривая 3). Видно, что изменение спектральных свойств раствора в результате его контакта с модифицированным ПС проявляется сильнее, что свидетельствует о большей адсорбции им красителя. Этот результат согласуется с данными работы [30], в которой было показано, что модифицирование цеолита наночастицами ZnO в порах обеспечивает значительное увеличение эффективности очистки воды от красителя метиленового синего.

На рис. 3 представлены изотермы адсорбции красителя CSB исходным пористым стеклом (кривая 1), пористым стеклом, модифицированным соединениями цинка и серебра (кривая 2), и порошком ZnO–Ag (кривая 3). Видно, что изотермы адсорбции красителя CSB исходным и модифицированным пористыми стеклами носят немонотонный характер (рис. 3, кривые 1 и 2). При увеличении содержания красителя в растворе до ~5 × 10–6 М его адсорбция возрастает. Дальнейшее увеличение содержания CSB в растворе приводит к уменьшению сорбции красителя пористыми стеклами.

Рис. 3.

Изотермы адсорбции красителя на порошках исходного ПС (кривая 1); модифицированного ПС (кривая 2); порошка ZnO–Ag (кривая 3).

Значительно более высокие адсорбционные свойства проявляет порошок ZnO–Ag (рис. 3, кривая 3). Эксперименты показали, что адсорбционная емкость этого порошка составляет не менее 5.5 × 10–6 моль/г.

Сопоставление кривых 1 и 2 (рис. 3) показывает, что введение наноразмерного модификатора несколько увеличивает адсорбционную емкость ПС, однако этот эффект невелик, что может быть связано с малым содержанием модифицирующей добавки в порах стекла.

Немонотонный характер изотерм адсорбции красителя пористыми стеклами описан в [31] и связан с различными процессами с участием адсорбата, протекающими в растворах при увеличении его содержания. Для CSB таким процессом является агрегация его молекул, сильно проявляющаяся в водных растворах даже при относительно низких концентрациях красителя [29]. Равновесие между мономерами и димерами молекул красителя можно описать уравнением (1) [29]: размеры молекулы CSB сопоставим по размеру с молекулой красителя метиленового синего и составляет около 20 нм.

CSB + CSB ↔ CSB2,

(1)
${{K}_{{dim}}} = \,\,~\frac{{\left[ {{\text{CS}}{{{\text{B}}}_{{\text{2}}}}} \right]}}{{{{{\left[ {{\text{CSB}}} \right]}}^{2}}}}.$

В [29] было установлено, что значение константы равновесия Kdim реакции димеризации CSB (1) в водных растворах составляет 55 × 103 л/моль, а изменение свободной энергии Гиббса в процессе димеризации составляют 28 ± 2 кДж/моль для растворов с относительно небольшой ионной силой (I = 0.01). Эти данные свидетельствуют о высокой склонности молекул CSB к агрегации в водных растворах.

Оценочные расчеты, проведенные на основании полученной нами изотермы сорбции СSB порошком ZnO–Ag, показали, что изменение свободной энергии Гиббса при адсорбции составляет 26 кДж/моль. Это позволяет сделать вывод о том, что адсорбция носит физический характер и определяется силами межмолекулярного взаимодействия.

На основании данных [29] и полученных экспериментальных результатов (рис. 2) можно заключить, что в водных растворах с концентрацией CSB более 10–7 M процессы адсорбции конкурируют с агрегацией молекул этого красителя. Последний процесс становится превалирующим по мере увеличения концентрации красителя в растворе.

Кинетика адсорбции. Рассмотрим кинетику адсорбции красителя более подробно на примере нанопорошка ZnO–Ag.

Для описания кинетики адсорбции различных веществ из растворов на поверхности твердых тел предложены и используются различные модели [32–35]. Кинетическое уравнение первого порядка, описывающее процесс адсорбции на поверхности твердых тел, может быть записано в виде [32, 33]:

(2)
$\frac{{d{{q}_{t}}}}{{dt}} = ~\,\,{{k}_{f}}\left( {{{q}_{e}} - {{q}_{t}}} \right),$
где qt (ммоль/г) – количество красителя, адсорбированного 1 г сорбента к моменту времени t; qe – равновесная адсорбционная емкость сорбента; kf (мин–1) – константа скорости адсорбции; t – продолжительность процесса адсорбции (мин). При начальных условиях qt = 0 при t = 0 интегрирование (2) приводит к уравнению (3) [33]:

(3)
$\lg ~{{q}_{e}} - \lg \left( {{{q}_{e}} - {{q}_{t}}} \right) = {{k}_{{f~}}}t/2.303.~$

На рис. 4а, кривая 1 приведена зависимость относительной концентрации красителя в растворе от продолжительности процесса адсорбции нанопорошком ZnO–Ag. Видно, что наиболее сильное изменение концентрации происходит в течение первых 30–40 мин процесса и в дальнейшем сорбционная емкость существенно уменьшается.

Рис. 4.

Зависимость относительной концентрации красителя в растворе от продолжительности процесса адсорбции порошком ZnO–Ag (кривая 1); от продолжительности УФ облучения (кривая 2) и от продолжительности фотокаталитического разложения красителя порошком ZnO–Ag под действием УФ облучения (кривая 3) (а). Зависимость lg(qe – qt) = f(t) (б).

На рис. 4б приведена зависимость lg(qe – qt) = f(t), построенная на основании данных, представленных на рис. 4а. Полученные данные удовлетворительно описываются линейной зависимостью.

На рис. 4а, кривые 2 и 3 приведены зависимости относительной концентрации красителя от продолжительности УФ облучения раствора, соответственно не содержащего добавки порошка ZnO–Ag (кривая 2).

Физико-химические процессы, протекающие при фотообработке суспензии порошка ZnO–Ag, можно проиллюстрировать схемами, приведенными на рис. 5 . При отсутствии УФ излучения удаление молекул красителя из раствора определяется их адсорбцией на поверхности порошка (рис. 5 а):

(4)
${\text{CSB}} \to {\text{CS}}{{{\text{B}}}_{{{\text{ad}}}}}.$

УФ облучение водного раствора CSB, не содержащего добавок порошка ZnO–Ag, приводит к медленному фоторазложению молекул красителя в объеме раствора (рис. 4а, кривая 2):

(5)
${\text{CSB}} + {\text{h}}\nu \to {\text{Products,}}$
что соответствует схеме, показанной на рис. 5 б.

УФ облучение водной суспензии порошка ZnO–Ag, содержащей CSB, приводит к быстрому удалению красителя из раствора (рис. 4а, кривая 3). Процесс удаления молекул красителя из раствора при УФ облучении иллюстрируется схемой, представленной на рис. 5 в.

Часть молекул красителя, находящихся в растворе, может подвергаться фоторазложению по реакции (5). Из данных рис. 4а видно, что доля этих молекул мала. Другая часть молекул CSB при контакте раствора с поверхностью порошка может адсорбироваться на поверхности (уравнение (4) и рис. 5 б). Адсорбированные молекулы подвергают окислению химически активными формами кислорода (ROS), образующимися на поверхности порошка ZnO–Ag под действием УФ облучения:

(6)
${\text{CS}}{{{\text{B}}}_{{{\text{ad}}}}} + {\text{ROS}} \to {\text{Products}}.$
Рис. 5.

Схемы, иллюстрирующие физико-химические процессы, протекающие при удалении красителя из раствора при его адсорбции на поверхности порошка ZnO–Ag (а); при УФ облучении водного раствора красителя (б); при УФ облучении водной суспензии порошка ZnO–Ag, содержащей краситель, где ROS-активные формы кислорода (в).

Адсорбция красителя и разложение его молекул в объеме раствора, описываемые уравнениями (4) и (5), протекают параллельно, одновременно уменьшая концентрацию CSB в растворе.

Процессы адсорбции красителя (4) и последующего его окисления активными формами кислорода (6) являются последовательными. Поэтому скорость удаления красителя при последовательном протекании процессов (4) и (6) не может превышать скорости его адсорбции на поверхности порошка. Сопоставление кривых 1 и 3 (рис. 4а) показывает, что фотокаталитическое удаление красителя из суспензии порошка (кривая 3) ZnO–Ag протекает значительно быстрее, чем адсорбция красителя (кривая 1). Удаление молекул CSB из объема раствора при прямом воздействии на них света по реакции (4) незначительно (кривая 2). Это позволяет предположить, что фоторазложению под действием химически активных форм кислорода подвергаются не только адсорбированные на поверхности порошка молекулы CSB, но и молекулы, находящиеся в растворе, что может быть описано схемой, представленной на рис. 5 в.

Механизм взаимодействия CSB с поверхностью нанопорошка ZnO–Ag. Хорошо известно, что на поверхности многих сорбентов присутствуют ОН-группы, которые могут являться бренстедовскими кислотными центрами, способными передавать протон адсорбирующейся молекуле основания [36]. Взаимодействие находящихся на поверхности сорбента ОН групп с адсорбированными молекулами находит свое отражение в изменении интенсивности и сдвиге полос поглощения ОН групп в ИК спектрах в области 3500–3800 см–1 [36, 37].

На рис. 6а приведены ИК спектры поглощения в области 3400–3800 см–1 высушенных порошков: красителя (кривая 1), исходного порошка ZnО–Ag (кривая 2) и порошка ZnО–Ag, после взаимодействия с раствором CSB (концентрация 10–6 М) (кривая 3). В спектре исходного порошка практически не наблюдается полос поглощения ОН групп (кривая 2), а адсорбция CSB на его поверхности приводит лишь к появлению слабых полос поглощения красителя (кривые 1 и 3).

Рис. 6.

ИК-спектры поглощения в области 3400–3800 см–1 высушенных порошков: красителя (кривая 1), исходного порошка ZnО–Ag (кривая 2) и порошка ZnО–Ag, после взаимодействия с раствором CSB (концентрация 10–6 М) (кривая 3) (а). ИК спектры поглощения в области 850–1700 см–1 порошков: красителя (кривая 1), порошков ZnО–Ag, после взаимодействия с растворами CSB различной концентрации: 10–6 М (кривая 2); 10–7 М (кривая 3); 10–8 М (кривая 4) (б).

Взаимодействие молекул красителя с поверхностью нанопорошка ZnO–Ag проявляется в изменениях ИК спектров, наблюдаемых в области 800–1800 см–1 (рис. 6б). В этой области спектра наблюдаются многочисленные интенсивные полосы поглощения различных структурных групп красителя (СH2, CH3, –N=N–, S=O и других) [38]. Некоторые из них (например, –N=N–, NH2, $--{\text{SO}}_{3}^{ - }$) могут выступать донорами электронов при взаимодействии с ионами переходных металлов. В [39] взаимодействие молекул CSB с поверхностью сорбента осуществлялось посредством групп $--{\text{SO}}_{3}^{ - }$ молекул красителя.

Из рис. 6б видно, что при адсорбции красителя в спектрах наблюдаются существенные изменения интенсивности и спектрального положения полос поглощения, свидетельствующие о взаимодействии его молекул с поверхностью порошка. Сильное взаимное перекрытие полос поглощения, определяемых колебаниями различных групп CSB, не позволяет идентифицировать структурные элементы молекул красителя, взаимодействующих с поверхностью порошка. Наличие в структуре молекул красителя этих групп позволяет CSB, при взаимодействии с ионами Zn2+ на поверхности нанопорошка, играть роль льюисовского основания.

Из сопоставления кривых 2–4 (рис. 6б) видно также, что интенсивность полос поглощения в спектрах порошков ZnO–Ag снижается с уменьшением содержания красителя в растворах, с которыми порошки находились в контакте. Это является закономерным отражением уменьшения содержания CSB, адсорбировавшегося на поверхности порошков в соответствии с изотермой адсорбции (рис. 3, кривая 3). Отметим, что спектральное положение полос поглощения и общий вид спектров одинаковы для порошков с различным содержанием красителя на поверхности порошков (рис. 6б, кривые 3 и 4). Это позволяет предположить единый механизм взаимодействия поверхности порошков с молекулами красителя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Частицы нанопорошка ZnO–Ag активно адсорбируют из водных растворов молекулы диазокрасителя Chicago Sky Blue. Установлено, что создание композитов на основе этих наночастиц и пористого стекла увеличивает его адсорбционные свойства. Водная суспензия нанопорошка обладает высокими фотокаталитическими свойствами, при этом фоторазложению под действием химически активных форм кислорода подвергаются не только адсорбированные на поверхности порошка молекулы CSB, но и молекулы, находящиеся в растворе. Данные ИК спектроскопии позволяют предположить, что при взаимодействии с поверхностью порошка ZnO–Ag, этот краситель играет роль льюисовского основания.

Работа в части синтеза композита “пористое стекло–ZnO–Ag” выполнена в рамках государственного задания ИХС РАН при поддержке Минобрнауки России (тема № АААА-А19-119022290087-1). Авторы благодарят М.А. Гирсову за помощь при проведении высокотемпературных обработок синтезированных материалов.

Настоящая работа в части исследования структуры и свойств композита была поддержана грантом Российского Научного Фонда (грант № 20-19-00559).

Список литературы

  1. Evstropiev S.K., Vasilyev V.N., Nikonorov N.V., Kolobkova E.V., Volkova N.A., Boltenkov I.A. Photoactive ZnO nanosuspension for intensification organics contaminations decomposition // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 2018. V. 134. P. 45–50.

  2. Evstropiev S.K., Lesnykh L.V., Karavaeva A.V., Nikonorov N.V., Oreshkina K.V., Mironov L.Yu., Maslennikov S.Yu., Kolobkova E.V., Bagrov I.V. Intensification of photodecomposition of organics contaminations by nanostructured ZnO–SnO2 coatings prepared by polymer–salt method. // Chemical Engineering and Processing – Process Intensification 2019. V. 142. P. 107587(1)–107587(8).

  3. Li Y., Zhang W., Niu J., Chen Y. Mechanism of photogenerated reactive oxygen species and correlation with the antibacterial properties of engineered metal–oxide nanoparticles // ACS Nano. 2012. V. 6. № 6. P. 5164–5173.

  4. Vatansev.er F., de Melo W.C.M.A., Avci P., Vecchio D., Sadasivam M., Gupta A., Chandran R., Karimi M., Parizotto N.A., Yin R., Tegos G.P., Hamblin M.R. Antimicrobial strategy centered around reactive oxygen species – bactericidal antibiotics, photodynamic therapy, and beyond // FEMS Microbiol. Rev. 2013. V. 37. P. 955–989.

  5. Das S., Misra A.J., Rahman A.P.H., Das B., Jayabalan R., Tamhankar A.J., Mishra A., Lundborg C.S., Tripathy S.K. Ag–SnO2–ZnO core–shell nanocomposites assisted solar–photocatalysis downregulates multidrug resistance in Bacillus sp.: A catalytic approach to impede antibiotic resistance // Appl. Catalysis B: Environmental. 2019. V. 259. P. 118065(1)–118065(14).

  6. Cheng Z., Zhao S., Han L. A novel preparation method for ZnO/γ-Al2O3 nanofibres with enhanced absorbability and improved photocatalytic water–treatment performance by Ag nanoparticles // Nanoscale. 2018. V. 10. P. 6892–6899.

  7. Karunakaran C., Rajeswari V., Gomathisankar P. Enhanced photocatalytic and antibacterial activities of sol–gel synthesized ZnO and Ag–ZnO // Mater. Sci. in Semiconductor Processing. 2011. V. 14. № 2. P. 133–138.

  8. Michael R.J.V., Sambandam B., Muthukumar T., Umapathy M.J., Manoharan P.T. Spectroscopic dimensions of silver nanoparticles and clusters in ZnO matrix and their role in bioinspired antifouling and photocatalysis // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. P. 8511–8555.

  9. Zheng Y., Zheng L., Zhan Y., Lin X., Zheng Q., Wei K. Ag/ZnO heterostructure nanocrystals: synthesis, characterization, and photocatalysis // Inorg. Chem. 2007. V. 46. № 17. P. 6980–6986.

  10. Height M.J., Pratsinis S.E., Mekasuwandumrong O., Praserthdam P. Ag–ZnO catalysts for UV–photodegradation of methylene blue // Appl. Catalysis B: Environmetal. 2006. V. 63. P. 305–312.

  11. Bagrov I.V., Kiselev V.M., Evstropiev S.K., Saratovskii A.S., Demidov V.V., Matrosova A.S. Singlet oxygen generation in microcapillary optical elements with photoactive coatings // Opt. spectr. 2020. V. 128. № 2. P. 214–219.

  12. Wang S., Kuang P., Cheng B., Yu J., Jiang C. ZnO hierarchical microsphere for enhanced photocatalytic activity // J. Alloys and Compounds. 2018. V. 741. P. 622–632.

  13. Theerthagiri J., Salla S., Senthil R.A., Nithyadharseni P., Madankumar A., Arunachalam P., Maiyalagan T., Kim H.-S. A review on ZnO nanostructured materials: energy, environmental and biological applications // Nanotechnology. 2019. V. 30(39). P. 392001.

  14. Li R., Zhang L., Wang P. Rational design of nanomaterials for water treatment // Nanoscale. 2015. V. 7. P. 17167–17194.

  15. Corma A., Garcia H. Zeolite–based photocatalysts // Chem. Commun. 2004. V. 13. P. 1443–1459.

  16. Zhang G., Song A., Duan Y., Zhang S. Enhanced photocatalytic activity of TiO2/zeolite composite for abatement of pollutants // Microporous and Mesoporous Mater. 2018. V. 255. P. 61–68.

  17. Liao G., He W. Investigation of microstructure and photocatalytic performance of a modified zeolite supported nanocrystals TiO2 composite // Catalysts. 2019. V. 9. P. 502.

  18. Wang Y.M., Liu S.W., Xiu Z., Jiao X.B., Cui X.P., Pan J. Preparation and photocatalytic properties of silica gel–supported TiO2 // Mater. Lett. 2006. V. 60. № 7. P. 974–978.

  19. Rysiakiewicz–Pasek E., Antropova T., Cizman A., Pshenko O., Polyakova I. New Insight into Phase Transitions of Porous Glass–Based Ferroelectric Nanocomposites // Materials. 2020. V. 13. № 17. P. 3698/1–3698/10.

  20. Kreisberg V.A., Antropova T.V. Changing the relation between micro–and mesoporosity in porous glasses: The effect of different factors // Microporous and Mesoporous Materials. 2014. V. 190. № 1. P. 128–138.

  21. Андреева О.В., Сидоров А.И., Стаселько Д.И., Хрущева Т.А. Синтез и оптические свойства гибридных “плазмон–экситонных” наноструктур на основе Ag–AgI в нанопористом силикатном стекле // ФТТ. 2012. Т. 54. Вып .6. С. 1215–1219.

  22. Evstropiev S.K., Nikonorov N.V., Saratovskii A.S. Double stabilization of silver molecular clusters in thin films // Research on Chemical Intermediates. 2020. V. 46. P. 4033–4046.

  23. Дукельский К.В., Евстропьев С.К. Формирование защитных наноразмерных покрытий на основе Al2O3 (Al2O3–AlF3) на поверхности стекла // Оптический журн. 2011. Т. 78. № 2. С. 71–81.

  24. Волынкин В.М., Данилович Д.П., Евстропьев С.К., Дукельский К.В., Сенчик К.Ю., Садовничий Р.В., Киселев В.М., Багров И.В., Саратовский А.С., Никоноров Н.В., Безбородкин П.В. Синтез и исследование структуры и свойств фотоактивных ZnO–SnO2–Ag(AgCl) наноматериалов для медицины и экологических приложений // Оптика и спектроскопия. 2021. Т. 129. № 5. С. 642–650.

  25. Volkova N.A., Evstropiev S.K., Istomina O.V., Kolobkova E.V. Photolysis of diazo dye in aqueous solutions of metal nitrates // Opt. spectr. 2018. V. 124. № 4. P. 489–493.

  26. Boltenkov I.S., Kolobkova E.V., Evstropiev S.K. Synthesis and characterization of transparent photocatalytic ZnO–Sm2O3 and ZnO–Er2O3 coatings // J. Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. 2018. V. 367. P. 458–464.

  27. Mohamed R.M., Mkhalid I.A., Al-Thabaiti S.A., Mohamed M. Nano Cu metal doped on TiO2–SiO2 nanoparticle catalysts in photocatalytic degradation of direct blue dye // J. Nanosci. Nanotechnol. 2013. V. 13. № 7. P. 4975–4980.

  28. Abbott L.C., Batchelor S.N., Jansen L., Oakes J., Smith J.R.L., Moore J.N. Spectroscopic studies of Direct Blue 1 in solution and on cellulose surfaces: effects of environment on a bis–azo dye // New J. Chemistry. 2004. V. 28. № 7. P. 815–821.

  29. Abbott L.C., Batchelor S.N., Oakes J., Lindsay Smith J.R., Moore J.N. Spectroscopic studies of the Intermolecular Interactions of a Bis–Azo Dye, Direct Blue 1, on Di and Trimerization in Aqueous Solution and in Cellulose // J. Phys. Chem. B. 2004. V. 108. P. 13786–13735.

  30. Elfeky A.S., Yousef H.F., Elzaref A.S. Adsorption of dye from wastewater onto ZnO nanoparticles–loaded zeolite: kinetic, thermodynamic and isotherm studies // De Gruyter. Zaitschrift für Physikalishe Chemie. 2020. V. 234. № 2. P. 255–278.

  31. Giles C.H., MacEwan T.H., Nakwa S.N., Smith D. Studies in adsorption. Part XI. A system of classification of solution adsorption isotherms, and its use in diagnosis of sorption mechanisms and in measurement of specific surface areas of solids // J. Chemical Soc. 1960. P. 3973–3993.

  32. Lagergren S. Zur theorie der sogenannten adsorption geloster stoffe, Kungliga Sevenska Vetenskapasakademiens // Handlingar. 1898. V. 24. P. 1–39.

  33. Kaur S., Rani S., Mahajan R.K. Adsorption kinetics for the removal of hazardous dye Congo Red by biowaste materials as adsorbents // J. Chem. 2013. V. 2013. Article P. 1–13.

  34. Weber M.J., Morris J. Kinetic of adsorption on carbon from solution // ASCE J. Saint Engineering Division. 1963. V. 89. P. 31–59.

  35. Ho Y.S., McKay G. The kinetics of sorption of divalent metal ions onto sphagnum moss peat // Water Research. 2000. V. 34. № 3. P. 735–742.

  36. Паукштис Е.А. Оптическая спектроскопия в адсорбции и катализе. Применение ИК спектроскопии. Новосибирск: Институт катализа им. Г.К. Борескова, 2010. 55 с.

  37. Litefti K., Freire M.S., Stitou M., González-Álvarez J. Adsorption of an anionic dye (Congo red) from aquous solutions by pine bark // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 16530.

  38. Socrates G. Infrared and Raman Characteristic Group Frequencies. Tables and Charts. Third Edition, John Wiley and Sons, Ltd, 2001, Chichester, N.Y., Toronto. P. 362.

  39. Dey D., Islam M.N., Hussain S.A., Bhattacharjee D. Effect of temperature and ionic concentration on self–assembled films of Chicago Sky Blue // Chin. Phys. Lett. 2008. V. 25. № 10. P. 3732–3734.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика и химия стекла

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал