1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 58, № 7, 2022

Неорганические материалы, 2022, T. 58, № 7, стр. 742-749

Адсорбционные и фотокаталитические свойства диоксида титана, модифицированного молибденом

М. Л. Беликов 1, *, С. А. Сафарян 1

1 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Кольский научный центр Российской академии наук”
184209 Мурманская обл, Апатиты, Академгородок, 26а, Россия

* E-mail: masim-bek@mail.ru

Поступила в редакцию 24.02.2022
После доработки 23.03.2022
Принята к публикации 24.03.2022

Полный текст (PDF)

Аннотация

Синтезированы фотокаталитически активные материалы на основе диоксида титана, модифицированного молибденом. Изучены особенности формирования полученных материалов, их физико-химические, адсорбционные и фотокаталитические свойства. Синтезированные композиты обладают высокой адсорбционной способностью и фотокаталитической активностью (ФКА), значительно превышающей ФКА немодифицированного TiO2 схожего генезиса и промышленного диоксида титана Р25 фирмы Degussa. Образцы, содержащие анатаз с молибденом, внедренным в его кристаллическую решетку, демонстрируют максимальную ФКА.

Ключевые слова: синтез, диоксид титана, молибден, фотокаталитическая активность, видимый свет

ВВЕДЕНИЕ

О фотокаталитических свойствах диоксида титана сообщалось еще в 20-е годы двадцатого века [1, 2], однако особое внимание на диоксид титана как фотокатализатор (ФК) обратили после публикации Fujishima и Honda [3] в 1972 г., в которой была показана возможность фотокаталитического расщепления воды в присутствии TiO2. Диоксид титана, обладая высокой фотокаталистической активностью (ФКА), оказался высокоэффективным при деградации многих органических загрязнителей [4–7], в том числе различной микробиоты [8–10].

Кроме диоксида титана, в качестве ФК применяются различные полупроводниковые материалы: ZnO [11], WO3 [12, 13], Fe2O3 [14], CdSe [15], SrTiO3 [16] и др.

Однако из множества материалов, изученных для фотокатализа, лишь диоксид титана обладает рядом необходимых свойств: высокая ФКА, физическая, химическая и биологическая устойчивость, доступность, нетоксичность [4, 17].

Несмотря на преимущества, чистый диоксид титана, вследствие значительной энергии запрещенной зоны (Eg = 3.2 эВ для анатаза и 3.0 эВ для рутила), фотокаталитически активен лишь при облучении ультрафиолетовым (УФ) светом, что приводит к очень низкой эффективности использования солнечного света. Доля УФ-света составляет всего около 3–7% солнечного спектра, доля же видимого света – ~45% [18–21]. Этот факт существенно ограничивает применение TiO2 как ФК при облучении светом с длиной волны λ > 400 нм. Расширение спектрального диапазона фотовосприимчивости TiO2 в видимую и ближнюю ИК-области может быть достигнуто введением различных модифицирующих добавок. Результатом модифицирования диоксида титана является смещение края его фотокаталитической восприимчивости в более длинноволновую область спектра и, как следствие, уменьшение Eg [22].

Ранее авторами [23–25] было показано, что модифицирование диоксида титана различными катионами приводит к существенному улучшению его фотокаталитических свойств.

Перспективным модификатором диоксида титана является молибден. Молибден является переходным металлом, и модифицирование TiO2 им может смещать край спектрального поглощения в видимую область и, как следствие, усиливать ФКА TiO2 [26–29].

Так, в работе [30] сообщается об увеличении фотокаталитической эффективности Мо-модифицированного диоксида титана при очистке фармацевтических сточных вод в сравнении с немодифицированным TiO2. Модифицирование диоксида титана молибденом улучшает эффективность разложения метиленового синего [31]; при этом сообщается, что оптимальная температура прокалки образца составляла 550°C, а оптимальное количество Mo в диоксиде титана составляло 2 мас. %. В работах [32, 33] продемонстрировано, что тонкие пленки диоксида титана, модифицированного молибденом, проявляют повышенные фотокаталитические свойства.

В данной работе предпринята попытка поиска оптимальных составов ФК и условий их термообработки при использовании простого метода синтеза.

Цель работы – синтез материалов на основе Mо-модифицированного диоксида титана, фотокаталитически активных при облучении видимым светом, а также исследование их физико-химических, адсорбционных и фотокаталитических свойств.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Фотокаталитические материалы синтезировали в процессе совместного щелочного гидролиза TiCl4 (99.9%, Соликамский магниевый завод, Россия) и водорастворимой соли молибдена (NH4)6[Mo7O24]·4H2O (99%, Нева-Реактив, Россия) в гидроксиде аммония (25%, Нева-Реактив, Россия) по методике, приведенной в работах [23, 25, 34]. Термообработку проводили в температурном диапазоне 300–800°С при скорости нагрева/охлаждения 15°С/мин и выдержке при заданной температуре в течение 60 мин. При варьировании содержания модифицирующего металла в пределах 0.1–3.1 мас. % и термообработке на воздухе получали ФКА-материалы, охарактеризованные методами химического анализа, рентгенофлуоресцентного анализа, рентгенофазового анализа (РФА, ДРОН-3, излучение CuKα), низкотемпературной адсорбции азота (БЭТ, FlowSorb II 2300, TriStar 3020 V1. 03).

Адсорбционную способность и ФКА полученных материалов оценивали фотоколориметрически (спектрофотометр СФ-56) по степени обесцвечивания растворов, содержащих по 50–100 мг/л красителей: ферроина (C12H8N2)3⋅FeSO4 (“ч. д. а.”, Нева-Реактив, Россия), метиленового синего (МС) C16H18N3SCl⋅H2O (“ч. д. а.”, Реахим, Россия) или анилинового (анилин) C27H34N2O4S (“х. ч.”, Реахим, Россия), в полной темноте или при облучении суспензий видимым светом (λ > 400 нм).

Для изучения ФКА и адсорбции навеску ФК массой 0.1 г помещали в стеклянную колбу емкостью 250 мл с 50 мл раствора красителя. Суспензию, находящуюся на свету (искусственное освещение, лампа накаливания, 100 Вт, степень освещенности 4300 лк (контролировалась с помощью люксометра ТКА-ПКМ(06), Россия)) или в изоляции от освещения, выдерживали 2 ч при встряхивании колбы с частотой 200 мин–1 на перемешивающем устройстве ЛАБ-ПУ-01.

После разделения суспензии центрифугированием определяли остаточную концентрацию красителя в полученном растворе. Применение фильтрации для отделения раствора оказалось невозможным из-за значительных потерь красителя на фильтровальной бумаге [35].

О величине адсорбции судили по количеству сорбированного ФК красителя, отнесенному к единице массы порошка:

(1)
$A = \left[ {\left( {{{C}_{0}} - {{C}_{{\text{к}}}}} \right)} \right]V/m,$
где А – адсорбция (мг/г), С0 – исходная концентрация красителя в растворе (мг/л), Ск – конечная концентрация красителя в растворе (мг/л), V – объем раствора (л), m – масса навески исследуемого порошка (г). Степень ФКА (%) рассчитывали по формуле

(2)
$E = [({{C}_{0}} - {{C}_{{\text{к}}}})/{{C}_{0}}] \times 100\% .$

Образцами сравнения служили: TiO2 аналогичного с модифицированным молибденом TiO2 генезиса и промышленный TiO2 фирмы Degussa – P-25 (Degussa AG, Франкфурт, Германия), предложенный ранее в качестве стандарта сравнения [36]. Маркировка образцов модифицированного TiO2, например, 600-Мо-3.1 содержит данные о температуре термообработки – 600°С, модифицирующем металле – Мо и его содержании в композите – 3.1 мас. %.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Фазообразование. РФА показывает, что в процессе гидролиза во всех случаях формируется осадок, сохраняющий свою рентгеноаморфность до 300°С. Увеличение содержания в диоксиде титана молибдена в диапазоне 0.15–3.1 мас. % не приводит к увеличению температуры начала кристаллизации анатаза. Фазовый переход анатаз–рутил протекает во всех случаях при температуре 800°С (рис. 1, табл. 1). Однако процентное содержание анатаза с увеличением степени модифицирования молибденом при прокаливании (800°С) растет (рис. 2). Переход анатаз–рутил смещается в более высокотемпературную область, поэтому при увеличении степени модифицирования до 3.1 мас. % анатаза, не перешедшего в рутил, при 800°С в 2.5 больше, чем при содержании 0.15 мас. % Мо, что может указывать и на сохранение высокой ФКА прокаленных при 800°С продуктов. Это имеет значение при высокотемпературной регенерации фотокаталитических материалов “выжиганием” на их поверхности органических продуктов распада красителей.

Рис. 1.

Дифрактограммы Mо-модифицированного диоксида титана в системе Ti–O–Mо в зависимости от температуры обработки (цифры у кривых, °С) и содержания Mо 0.15 (а), 3.1 мас. % (б).

Таблица 1.  

Физико-химические свойства TiO2 и его Mо-модифицированных образцов

Образец t, °C С, мас. % РФА S, м2/г d, нм
TiO2 Cl– N${\text{H}}_{4}^{ + }$ Mo6+ БЭТ
80-Мо-0 80 79.8 1.06 2.84 0 ам 270.0 8.54
300-Мо-0 300 – – – 0 ам 258.8 8.9
400-Мо-0 400 98.5 0.06 0.42 0 а 155.4 9.90
600-Мо-0 600 99.8 0 0.02 0 а 34.2 45.0
800-Мо-0 800 – – – 0 а, р 2.95 484.3
P-25 – – 0 0 0 а, р 48.4 29.5
80-Mо-0.15 80 – <0.001 3.84 – ам 394 5.9
300-Mо-0.15 300 – – – – ам 302 7.6
400-Mо-0.15 400 – – – – а 159 14.5
600-Mо-0.15 600 99.8 <0.001 0.072 0.15 – 29 53
800-Mо-0.15 800 – – – – а, р 6.3 227
80-Mо-0.3 80 – <0.001 3.31 – ам 326 7.1
300-Mо-0.3 300 – – – – ам – –
400-Mо-0.3 400 – – – – а 211 7.3
600-Mо-0.3 600 99.6 <0.001 0.078 0.3 а, р 15 103
800-Mо-0.3 800 – – – – а, р 8 179
80-Mо-0.8 80 – <0.001 4.12 – ам 285 8.1
300-Mо-0.8 300 – – – – ам 226 10.2
400-Mо-0.8 400 – – – – а 61 25
600-Mо-0.8 600 98.77 <0.001 0.064 0.8 а 17 90
800-Mо-0.8 800 – – – – а, р 5.7 257
80-Mо-1.3 80 – <0.001 3.91 – ам 132 17.5
300-Mо-1.3 300 – – – – ам 225 10.3
400-Mо-1.3 400 – – – – а 142 10.8
600-Mо-1.3 600 98.1 <0.001 0.05 1.3 а 15.7 91
800-Mо-1.3 800 – – – – а, р 7.7 186
80-Mо-2.6 80 – – – – ам – –
300-Mо-2.6 300 – – – – ам – –
400-Mо-2.6 400 – – – – а – –
600-Mо-2.6 600 96.1 – – 2.6 а – –
800-Mо-2.6 800 – – – а, р – –
80-Mo-3.1 80 – – – – ам – –
300-Mо-3.1 300 – – – – ам 190 12.1
400-Mо-3.1 400 – – – – а 148 10.4
600-Mо-3.1 600 95.4 – – 3.1 а 35 55
800-Mо-3.1 800 – – – – а, р 8.3 238

Примечание. “–” – не определяли, ам – рентгеноаморфная, а – анатаз, р – рутил.

Рис. 2.

Зависимость содержания анатаза в образцах диоксида титана, прокаленных при 800°С, от содержания молибдена.

Отдельных фаз, образованных молибденом (МоО3 и/или МоО2), с помощью РФА не обнаружено, что связано с точностью метода (≥5 мас. %). Также авторы полагают на примере W-модифицированного диоксида титана [37], что Мо в виде иона Мо6+ внедряется в структуру TiO2. Ионный радиус Мо6+ составляет 0.062 нм, а Ti4+ – 0.068 нм [38]. Оттенки серого цвета прокаленных при 500–800°С порошков указывают на наличие в диоксиде титана примеси молибдена, что подтверждается химическим анализом.

Повышение температуры термообработки продуктов гидролиза ведет к сокращению удельной поверхности порошков (табл. 1, рис. 3), связанному с трансформацией рентгеноаморфного продукта в анатаз и рутил. Значения удельной поверхности всех модифицированных образцов остаются довольно высокими во всем диапазоне температур термообработки, что благоприятно сказывается на их адсорбционной способности и ФКА.

Рис. 3.

Зависимости удельной поверхности TiO2 и Мо-модифицированных порошков TiO2 от температуры термообработки и содержания Мо: 1 – 0, 2 – 0.15, 3 – 0.3, 4 – 0.8, 5 – 1.3, 6 – 3.1 мас. %.

Следует заметить, что более развитой поверхностью по сравнению с чистым TiO2 подобного генезиса обладают менее модифицированные (0.15, 0.3 мас. % Мо) образцы. С повышением содержания Mо от 0.8 до 1.3 мас. % удельная поверхность рентгеноаморфных образцов заметно снижается (рис. 3). С началом фазообразования при температурах выше 400°С эта разница значительно сокращается.

Таким образом, особенностью продуктов синтеза в системе Ti–O–Mо является формирование нескольких полифазных зон в зависимости от модифицирования и температуры термообработки с возможными фазовыми переходами: рентгеноаморфная масса → анатаз → рутил, зависящими от содержания Мо.

Адсорбция и ФКА. Экспериментальные данные по адсорбции (А) и ФКА (Е) различных красителей представлены в табл. 2 и на рис. 4, 5.

Таблица 2.  

Зависимость адсорбции (А) и ФКА (Е) образцов TiO2 от степени модифицирования Мо, температуры термообработки, удельной поверхности и фазового состава

Образец t, °С РФА S, м2/г А, мг/г Е, % А, мг/г Е, % А, мг/г Е, %
ферроин (С = 100 мг/л) МС (С = 50 мг/л) анилин (С = 100 мг/л)
Р-25 – а, р 48 0 0 0 1.2 0 1.2
500-Мо-0 500 а 52.4 3.11 3.8 0.00 0 36.30 34.7
600-Мо-0 600 а 34.2 20.20 3.4 18.20 0 28.26 41.1
800-Мо-0 800 а, р 2.95 1.05 1.7 0.23 0 7.68 4
500-Mо-0.15 500 а 113 0.91 0 0.00 0.66 8.99 17.6
600-Mо-0.15 600 – 29 0.40 2.41 0.00 0.04 21.43 8.4
800-Mо-0.15 800 а, р 6.3 4.11 2.54 3.70 18.32 – 10.7
500-Mо-0.3 500 а 113 2.34 2.5 0.61 13.4 37.53 34
600-Mо-0.3 600 а, р 15 2.20 7.2 3.13 10.7 30.71 24.6
800-Mо-0.3 800 а, р 8 8.00 10.8 6.58 34.0 – 9.3
500-Mо-0.8 500 а 39 2.12 2.1 0.70 6.6 43.55 44.2
600-Mо-0.8 600 а 17 2.17 6.5 3.60 11.5 29.54 24.0
800-Mо-0.8 800 а, р 5.7 7.54 14.2 7.61 33.3 – 11.0
500-Mо-1.3 500 а 79 2.97 5.3 4.25 28.4 28.63 19.4
600-Mо-1.3 600 а 15.7 6.68 10.9 9.56 27.5 9.87 9.7
800-Mо-1.3 800 а, р 7.7 15.19 28.6 12.72 52.5 – 1.1
500-Mо-2.6 500 а – 9.04 23.3 10.33 54.5 – 47.8
600-Mо-2.6 600 а – 20.70 37.8 19.35 65.5 – 0
800-Mо-2.6 800 а, р – 14.75 29.9 9.87 40.2 – 0
500-Mо-3.1 500 а 91 7.34 16.6 12.53 51.9 – 22.2
600-Mо-3.1 600 а 35 16.23 30.1 17.03 64.7 – 14.5
800-Mо-3.1 800 а, р 8.3 11.69 21.4 7.14 43.9 – 0

Примечание. “–” – не определяли, а – анатаз, р – рутил.

Рис. 4.

Зависимости адсорбции красителя от температуры термообработки при содержании Мо в диоксиде титана: 1 – 0.15, 2 – 0.3, 3 – 0.8, 4 – 1.3, 5 – 3.1, 6 – 0 мас. % для ферроина (а), МС (б), анилина (в).

Рис. 5.

Зависимости ФКА TiO2 от температуры термообработки при содержании Мо: 1 – 0.15, 2 – 0.3, 3 – 0.8, 4 – 1.3, 5 – 3.1, 6 – 0 мас. % для ферроина (а), МС (б), анилина (в).

Симбатная зависимость между величинами А и Е, наблюдаемая на рис. 4 и 5, совпадает с результатами [39–41].

Данные по адсорбции и ФКА отражают совокупное влияние содержания модификатора, сочетания структурных компонентов и текстуры порошков, нелинейно зависящих от условий термообработки и объекта деградации. Например, не всегда высокие значения адсорбции и ФКА определяются более развитой поверхностью образцов, прокаленных при температуре 500°С, по сравнению с 600 и даже 800°С (рис. 4, 5).

Мо-модифицированные образцы проявляют более высокую ФКА относительно коммерческого фотокатализатора Р-25 фирмы Degussa (табл. 2, рис. 3, 4) и немодифицированного TiO2 идентичного генезиса. Наилучшие значения адсорбции и ФКА по отношению к ферроину и МС наблюдаются для образцов TiO2, модифицированного 1.3 и 3.1 мас. % Мо, а по отношению к анилину – для образцов TiO2, содержащих 0.3 и 0.8 мас. % Мо. При этом максимальными значениями ФКА по отношению к анилину обладают порошки, прокаленные при температурах 500–600°С, а по отношению к ферроину и МС – при 800°С, что показывает избирательный характер проявления ФКА изучаемых образцов, зависящей от природы красителя и образованных фаз.

Избирательный характер ФКА исследованных материалов по отношению к различным органическим соединениям открывает возможность их применения при организации фотокаталитической очистки воды от органических примесей по схеме: конкретный ФК–конкретный загрязнитель.

Одним из лучших показателей ФКА обладает образец 600-Мо-3.1, на нем провели опыты по циклированию. После каждого цикла ФК отделяли фильтрованием, после чего в одном эксперименте его сушили при температуре 80°С, а в другом – регенерировали прокаливанием при 600°С.

Результаты по циклированию приведены на рис. 6.

Рис. 6.

Зависимости ФКА образца 600-Мо-3.1 от количества циклов на примере ферроина: 1 – порошок после каждого цикла сушили при температуре 80°С, 2 – порошок после каждого цикла регенерировали прокаливанием при температуре 600°С.

Снижение ФКА от цикла к циклу связано с отравлением активных центров ФК продуктами разложения органических веществ, которые могут полностью разложиться за большее время или при термообработке порошка при температуре не менее 400°С. Поэтому высушенный при 80°С порошок постепенно теряет свою способность к фотокаталитической деструкции красителя и к 4-му циклу его ФКА составляет менее 2%, в отличие от образца, регенерированного при температуре 600°С в течение 30 мин. Увеличение времени термообработки до 60 мин приводит к более полной регенерации ФК.

Таким образом, фотокаталитические материалы на основе диоксида титана, модифицированного молибденом, эффективно работают в цикле, однако после каждого цикла требуется регенерация при температуре не менее 400°С в течение 30–60 мин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Синтезированы фотокаталитически активные материалы на основе TiO2, модифицированного молибденом в интервале 0.15–3.1 мас. % и прокаленные при температурах 500–800°С.

Изучены физико-химические характеристики полученных материалов, их адсорбционные и фотокаталитические свойства. Подтверждено существование симбатной зависимости между массой адсорбированного из водного раствора органического вещества, отнесенной к единице массы ФК, и его ФКА.

Установлены корреляции между физико-химическими, адсорбционными и фотокаталитическими свойствами полученных материалов.

Показано, что максимальную ФКА по отношению к ферроину и МС проявляют образцы, модифицированные 1.3–3.1 мас. % Мо, прокаленные при 600°С. По отношению к анилину максимальной ФКА обладают образцы, содержащие 0.3 и 0.8 мас. % Мо. Наблюдаемые различия значений ФКА по отношению к разным красителям, по-видимому, связаны с их отличными редокс-потенциалами. Тем не менее наиболее универсальным ФК является образец 600-Мо-3.1.

На примере образца 600-Мо-3.1 показано, что его ФКА в цикле в случае регенерации после каждого цикла стабильна и держится на высоком уровне. Напротив, у нерегенерируемого образца ФКА падает от цикла к циклу. Это связано с отравлением активных центров ФК продуктами разложения органических веществ, которые могут разложиться за большее время или при термообработке порошка при температуре не менее 400°С.

Список литературы

  1. Renz C. Lichtreaktionen der Oxyde des Titans, Cers und der Erdsäuren // Helv. Chim. Acta. 1921. V. 4. P. 961–968. https://doi.org/10.1002/hlca.192100401101

  2. Keidel E. The Fading of Aniline Dyes in the Presence of Titanium White // Farben-Ztg. 1929. V. 34. P. 1242–1243.

  3. Fujishima A., Honda K. Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor Electrode // Nature. 1972. V. 238. № 5358. P. 37–38. https://doi.org/10.1038/238037a0

  4. Dong H., Zeng G., Tang L., Fan C., Zhang C., He X. An Overview on Limitations of TiO2-Based Particles for Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants and the Corresponding Countermeasures // Water. Res. 2015. V. 79. P. 128–146. https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.04.038

  5. Jiang L., Wang Y., Feng C. Application of Photocatalytic Technology in Environmental Safety // Procedia Eng. 2012. V. 45. P. 993–997. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.08.271

  6. Tasbihi M., Călin I., Šuligoj A., Fanetti M., Lavrenčič Štangar U. Photocatalytic Degradation of Gaseous Toluene by Using TiO2 Nanoparticles Immobilized on Fiberglass Cloth // J. Photochem. Photobiol., A. 2017. V. 336. P. 89–97. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2016.12.025

  7. Bhattacharyya A., Kawi S., Ray M.B. Photocatalytic Degradation of Orange II by TiO2 Catalysts Supported on Adsorbents // Catal. Today. 2004. V. 98. № 3. P. 431–439. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2004.08.010

  8. Jacoby W.A., Maness P.C., Wolfrum E.J., Blake D.M., Fennell J.A. Mineralization of Bacterial Cell Mass on a Photocatalytic Surface in Air // Environ. Sci. Technol. 1998. V. 32. № 17. P. 2650–2653. https://doi.org/10.1021/es980036f

  9. Caballero L., Whitehead K.A., Allen N.S., Verran J. Inactivation of Escherichia Coli on Immobilized TiO2 Using Fluorescent Light // J. Photochem. Photobiol. A. 2009. V. 202. № 2. P. 92–98. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2008.11.005

  10. Hsuan-Liang Liu, Thomas C.-K. Yang. Photocatalytic Inactivation of Escherichia Coli and Lactobacillus Helveticus by ZnO and TiO2 Activated with Ultraviolet Light // Process Biochem. 2003. V. 39. № 4. P. 475–481. https://doi.org/10.1016/S0032-9592(03)00084-0

  11. Burton P., Peterson E., Boyle T. et al. Synthesis of High Surface Area ZnO(0001) Plates as Novel Oxide Supports for Heterogeneous Catalysts // Catal. Lett. 2010. V. 139. № 1. P. 26–32. https://doi.org/10.1007/s10562-010-0405-1

  12. Bignozzi C.A., Caramori S., Cristino V. et al. Nanostructured Photoelectrodes Based on WO3: Applications to Photooxidation of Aqueous Electrolytes // Chem. Soc. Rev. 2013. V. 42. № 6. P. 2228–2246. https://doi.org/10.1039/c2cs35373c

  13. Tian L., Ye L., Liu J. et al. Solvothermal Synthesis of CNTs–WO3 Hybrid Nanostructures with High Photocatalytic Activity under Visible Light // Catal. Commun. 2012. V. 17. P. 99–103. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2011.10.023

  14. Franking R., Li L., Lukowski M.A. et al. Facile Post-Growth Doping of Nanostructured Hematite Photoanodes for Enhanced Photoelectrochemical Water Oxidation // Energy Environ Sci. 2013. V. 6. № 2. P. 500–512. https://doi.org/10.1039/C2EE23837C

  15. Bang J.U., Lee S.J., Jang J.S. et al. Geometric Effect of Single or Double Metal-Tipped CdSe Nanorods on Photocatalytic H2 Generation // J. Phys. Chem. Lett. 2012. V. 3. № 24. P. 3781–3785. https://doi.org/10.1021/jz301732n

  16. Wang J., Yin S., Zhang Q. et al. Mechanochemical Synthesis of Fluorine-Doped SrTiO3 and Its Photo-oxidation Properties // Chem. Lett. 2003. V. 32. № 6. P. 540–541. https://doi.org/10.1246/cl.2003.540

  17. Bhatkhande D.S., Pangarkar V.G., Beenackers A.A.C.M. Photocatalytic Degradation for Environmental Applications – a Review // J. Chem. Technol. Biotechnol. 2002. V. 77. № 1. P. 102–116. https://doi.org/10.1002/jctb.532

  18. Jimmy C.Y.U., Wingkei H.O., Jiaguo Y.U., Hoyin Y.I.P., Po Keung Wong, Jincai Zhao. Efficient Visible-Light-Induced Photocatalytic Disinfection on Sulfur-Doped Nanocrystalline Titania // Environ. Sci. Technol. 2005. V. 39. № 4. P. 1175–1179. https://doi.org/10.1021/es035374h

  19. Wanjun Wang, Guocheng Huang, Jimmy C.Yu., Po Keung Wong. Advances in Photocatalytic Disinfection of Bacteria: Development of Photocatalysts and Mechanisms // J. Environ. Sci. 2015. V. 34. P. 232–247. https://doi.org/10.1016/j.jes.2015.05.003

  20. Karvinen S.M. The Effects of Trace Element Doping on the Optical Properties and Photocatalytic Activity of Nanostructured Titanium Dioxide // Ind. Eng. Chem. Res. 2003. V. 42. № 5. P. 1035–1043. https://doi.org/10.1021/ie020358z

  21. Szczepanik B. Photocatalytic Degradation of Organic Contaminants over Clay-TiO2 Nanocomposites: A Review // Appl. Clay Sci. 2017. V. 141. P. 227–239. https://doi.org/10.1016/j.clay.2017.02.029

  22. Hayat Khan, Dimitrios Berk. Synthesis, Physicochemical Properties and Visible Light Photocatalytic Studies of Molybdenum, Iron and Vanadium Doped Titanium Dioxide // React. Kinet., Mech. Catal. 2014. V. 111. № 1. P. 393–414. https://doi.org/10.1007/s11144-013-0637-3

  23. Sedneva T.A., Lokshin E.P., Kalinnikov V.T., Belikov M.L. Photocatalytic Activity of Tungsten-Modified Titanium Dioxide // Dokl. Phys. Chem. 2012. V. 443. Part 1. P. 57–59. https://doi.org/10.1134/S0012501612030037

  24. Sedneva T.A., Lokshin E.P., Belikov M.L., Beljaevskij A.T. Structure and Morphology of Iron-Modified Titania Powders // Inorg. Mater. 2011. V. 47. № 11. P. 1205–1213. https://doi.org/10.1134/S0020168511100177

  25. Седнева Т.А., Локшин Э.П., Беликов М.Л., Беляевский А.Т. Синтез и исследование фотокаталитических оксидных нанокомпозитов титана(IV) и кобальта(II) // Хим. технология. 2015. Т. 16. № 7. С. 398–407.

  26. Devi L.G., Murthy B.N. Characterization of Mo Doped TiO2 and Its Enhanced Photo Catalytic Activity under Visible Light // Catal. Lett. 2008. V. 125. № 3. P. 320–330. https://doi.org/10.1007/s10562-008-9568-4

  27. Li C.X., Zhang D., Jiang Z.H., Yao Z.P., Jia F.Z. Mo-Doped Titania Films: Preparation, Characterization and Application for Splitting Water // New J. Chem. 2011. V. 35. № 2. P. 423–429. https://doi.org/10.1039/C0NJ00409J

  28. Li M., Zhang J., Zhang Y. Electronic Structure and Photocatalytic Activity of N/Mo Doped Anatase TiO2 // Catal. Commun. 2012. V. 29. P. 175–179. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2012.10.014

  29. Devi L.G., Murthy B.N., Kumar S.G. Photocatalytic Activity of V5+, Mo6+ and Th4+ Doped Polycrystalline TiO2 for the Degradation of Chlorpyrifos under UV/Solar Light // J. Mol. Catal., A. 2009. V. 308. № 1–2. P. 174–181. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2009.04.007

  30. Shahmoradi B., Ibrahim I.A., Sakamoto N., Ananda S., Guru Row T.N., Soga Kohei, Byrappa K., Parsons S., Shimizu Yoshihisa. In situ Surface Modification of Molybdenum-Doped Organic–Inorganic Hybrid TiO2 Nanoparticles under Hydrothermal Conditions and Treatment of Pharmaceutical Effluent // Environ. Technol. 2010. V. 31. № 11. P. 1213–1220. https://doi.org/10.1080/09593331003592261

  31. Huang J., Guo X., Wang B., Li L., Zhao M., Dong L., Liu X., Huang Y. Synthesis and Photocatalytic Activity of Mo-Doped TiO2 Nanoparticles // J. Spectrosc. 2015. V. 2015. P. 1–8. https://doi.org/10.1155/2015/681850

  32. Wang Z.C., Hu X.F., Helmersson U.P. Peroxo Sol–Gel Preparation: Photochromic/Electrochromic Properties of Mo–Ti Oxide Gels and Thin Films // J. Mater. Chem. 2000. V. 10. № 10. P. 2396–2400. https://doi.org/10.1039/b004933f

  33. Miyauchi M., Nakajima A., Watanabe T., Hashimoto K. Photocatalysis and Photoinduced Hydrophilicity of Various Metal Oxide Thin Films // Chem. Mater. 2002. V. 14. № 6. P. 2812–2816. https://doi.org/10.1021/cm020076p

  34. Седнева Т.А., Локшин Э.П., Беликов М.Л., Калинников В.Т. Способ получения фотокаталитического нанокомпозита, содержащего диоксид титана: Пат. № 2435733. РФ. Ин.-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья КНЦ РАН. Бюл. № 34.

  35. Sedneva T.A., Lokshin E.P., Belikov M.L. Ferroin Adsorption on TiO2-Based Photocatalytic Materials // Inorg. Mater. 2012. V. 48. № 5. P. 480–487. https://doi.org/10.1134/S0020168512050160

  36. Matthews R.W., McEvoy S.R. Destruction of Phenol in Water with Sun, Sand, and Photocatalysis // Sol. Energy. 1992. V. 49. № 6. P. 507–513. https://doi.org/10.1016/0038-092X(92)90159-8

  37. Belikov M.L., Sedneva T.A., Lokshin E.P. Adsorptive and Photocatalytic Properties of Tungsten-Modified Titanium Dioxide // Inorg. Mater. 2021. V. 57. № 2. P. 146–153. https://doi.org/10.1134/S0020168521020023

  38. Khan M., Xu J., Chen N., Cao W. First Principle Calculations of the Electronic and Optical Properties of Pure and (Mo, N) co-Doped Anatase TiO2 // J. Alloys Comp. 2012. V. 513. P. 539–545. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.11.002

  39. Ichimura Sh., Ebisu H., Nonami T., Kato K. Photocatalytic Activity of Titanium Dioxide Coated with Apatite // Jpn. J. Appl. Phys. Pt. 1. 2005. V. 44. № 7. P. 5164–5170. https://doi.org/10.1143/JJAP.44.5164

  40. Yang Shi-ying, Chen You-yuan, Zheng Jian-guo, Cui Ying-jie. Enhanced Photocatalytic Activity of TiO2 by Surface Fluorination in Degradation of Organic Cationic Compound // J. Environ. Sci. 2007. V. 19. № 1. P. 86–89. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(07)60014-X

  41. Khalyavka T.A., Kapinus E.I., Viktorova T.I., Tsyba N.N. Adsorption and Photocatalytic Properties of Nanodimensional Titanium–Zinc Oxide Composites // Theor. Exp. Chem. 2009. V. 45. № 4. P. 234–238. https://doi.org/10.1007/s11237-009-9087-4

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал