Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

их фотокаталитические свойства по отношению к метиленовому синему [8; 9] и отходам сахарной промышленности [10]. Показана более высокая ФКА V-модифицированных образцов по сравнению с чистым диоксидом титана. Целью данной работы является синтез фотокаталитически активных материалов на основе TiO 2 , модифицированного V, и изучение их физико-химических и фотокаталитических свойств. Материалы и методы Фотокаталитически активные композиты получали в процессе совместного щелочного гидролиза сульфата титанила (T iOSO^^O ) и метаванадата аммония (NH 4 VO 3 ) в аммиачной воде аналогично методике, описанной в работе [3]. Титанилсульфат предварительно получали путем спекания технического диоксида титана с серной кислотой и последующего выщелачивания сульфата водой согласно методике, приведенной в работе [11]. Полученные порошки TiO 2 , модифицированного V, высушивали при 80 °C, затем прокаливали в течение 1 ч при 400, 600 и 800 °C. Изучали их удельную поверхность (метод БЭТ по низкотемпературной адсорбции азота, FlowSorb II 2300; TriStar 3020 V 1.03) и фазовый состав (рентгенофазовый анализ, дифрактометр XRD-6000, Shimadzu). Фотокаталитические свойства полученных материалов оценивали на спектрофотометре СФ-56 по обесцвечиванию органического красителя метиленового синего после 2 ч фотокаталитического процесса согласно методике, описанной в работе [6]. Расчет проводили по формуле (1): С - С Е = -100 %, (1) Сн где Е — ФКА, %; Сн— исходная концентрация красителя, мг/л; С — конечная концентрация красителя, мг/л. Маркировка образцов (например, 400-V-5) включает сведения о температуре термообработке (400 °C), модифицирующем элементе (V) и содержании его в образце (5 мас. %). Результаты Исследования фазового состава синтезированных образцов (таблица) показали, что достаточной температурой термообработки для кристаллизации анатаза является 400 °C, в то время как при 600 °C практически во всем диапазоне модифицирования (2,5-20 мас. %V) наблюдается начало образования фазы рутила с одновременным обособлением оксида ванадия (V) для образцов, содержащих 10 и 20 мас. % ванадия, при этом фаза анатаза сохраняется. Для всех модифицированных ванадием образцов практически полный переход в фазу со структурой рутила происходит при температуре 800 °C, однако в образце 800-V-20 все еще фиксируется 8 % V 2 O 5 . Это связано с неполным испарением оксида ванадия при высокотемпературной обработке, которая начинается, согласно данным работы [12], при температуре 697 °C. Во всех случаях после термообработки образцов может иметь место изоструктурное замещение части атомов титана на ванаций (в случае анатазной модификации — Ti0,9V0,1O2, в случае рутильной— Ti0,5V0,5O2). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 134-138. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 134-138. Фазовый состав и физико-химические свойства TiO 2 и его V-модифицированных образцов Образец Фаза, % TiO2, % V5+, % % fN-'T 04 5 S№м2/г d, нм 1 2 3 4 5 6 7 400-TiO2 ам + а 85,5 — 0,009 250,3 6,1 600-TiO2 а 92,1 — 0,009 51,1 30,1 800-TiO2 а — — 18,0 85,6 900-TiO2 а + р, 33 + 67 — — — — — 400-V-2,5 а 78,4 2,3 — 174,0 8,8 600-V-2,5 а 88,3 2,4 — 22,0 69,8 800-V-2,5 р + б, 94 + 6 — — — 3,0 479,7 400-V-5 ам + а 81,7 5,0 — 177,3 8,7 600-V-5 а + р, 88 + 12 87,3 5,6 — 20,9 73,6 800-V-5 р — — — 0,6 2 367,6 400-V-10 а 76,8 9,7 — 124,9 12,3 © Сафарян С. А., Беликов М. Л., 2025 135