Труды КНЦ вып.3 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 1/2019(10))

TiO 2 используют для фотокаталитического разложения органических соединений на воздухе и в воде, он может активно использоваться для фотокаталитической очистки стоков от различных органических загрязнителей, но есть ограничения. Выпускаемые ФК на основе TiO 2 активны лишь в ультрафиолетовом диапазоне (X < 390-400 нм) света, что обусловлено шириной запрещённой зоны (ШЗЗ) TiO 2 ~ 3,1 эВ. Доля энергии ультрафиолетового света в солнечном спектре на земной поверхности составляет около 4-9 % (рис. 1), что ограничивает использование выпускаемых сегодня промышленных ФК, таких, например, как Р-25 фирмы Degussa. Возникает вопрос о возможности разработки материалов на основе TiO 2 с более эффективным использованием солнечного света. Расширению спектрального диапазона фотокаталитической активности (ФКА) диоксида титана за счет введения модифицирующих добавок в виде ионов переходных металлов посвящён ряд работ [2, 3]. В данной работе в качестве модификатора TiO 2 рассматривается вольфрам (W), ШЗЗ оксида которого 2,2 эВ [4]. Сообщалось, что смеси наноразмерных порошков TiO 2 с WO 3 отличались повышенной ФКА по сравнению с образующими эти смеси оксидами [5]. Композиты на основе TiO 2 и W предлагается получать ранее разработанным способом [2], основанном на совместном щелочном гидролизе солей Ti и W, который обеспечивает получение не только низко модифицированных образцов TiO 2 , но и малоизученных высоко модифицированных вольфрамом образцов (степень модифицирования 5-30 мас. %). В предыдущих работах [3, 6] композиты на основе TiO 2 и W были частично изучены. Так, например, детально были изучены физико-химические характеристики, а также адсорбционная способность и ФКА на примере ферроина. Цель работы — изучение особенностей формирования композитов на основе TiO 2 и W, исследование их ФКА на примере различных красителей, а также выявление корреляций ФКА композитов с их адсорбционной способностью, фазовым составом, удельной поверхностью и электропроводностью. Фотокаталитически активные материалы на основе TiO 2 , модифицированного W (5-30 мас. %), получали в процессе совместного гидролиза солей Ti и W в растворе аммиака согласно методике, описанной в работах [2, 3]. Используемые реактивы соответствовали квалификации «хч». Отделенный осадок промывали большим количеством воды (Т : Ж = 1 : 100) с последующей термообработкой на воздухе. Изменяемыми параметрами в процессе получения фотокатализаторов являлись степень модифицирования (5^30 мас. % W) и температура термообработки 400-800 о С. Продукты синтеза были охарактеризованы методами химического анализа, низкотемпературной адсорбции азота (БЭТ; FlowSorbII 2300; TriStar 3020 V1.03), термогравиметрии в атмосфере аргона (NETZSCHSTA 409 PS/PG), ренгенофазового анализа (дифрактометр ДРОН-2; излучение CuK a ). Фотокаталитическую активность изучали в водных суспензиях. Навеску образца массой 0,1 г помещали в колбу с раствором красителя (100 мг/л для ферроина, 50 мг/л для метиленового синего), Р р.р а = 50 мл. Облучали видимым светом (лампа накаливания 100 Вт) в течение 2 ч, перемешивая на устройстве 412