Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 2.

Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 2. С. 170-183. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2024-27-2-170-183 Тенденция последних лет - разработка фотокаталитических материалов, которые содержат в своем составе диоксид титана (TiO2) и активно используются для уменьшения загрязнения окружающей среды. Технология фотокаталитических материалов имеет большой потенциал развития и применения в восстановлении окружающей среды, но теоретическая база их получения на сегодняшний день недостаточна, что приводит к необходимости проведения эмпирических исследований (Yadav et al., 2016). Диоксид титана находит широкое применение в фотокаталитической области, такой, как разложение различных сложных загрязнений окружающей среды (Zhong et al., 2015). Такой катализатор обладает характеристиками долговечности, стабильности и эффективности протекания процесса фотокатализа. При попадании кванта света с энергией, превышающей полосу пропускания (ПП), электроны из валентной полосы (ЭП) возбуждаются и переходят в полосу проводимости, что приводит к образованию пар e-l II l/h+ВП. т. е. пар электронов и "дырок". Электроны и "дырки" вступают в окислительно-восстановительные реакции с кислородом и парами воды воздуха, в результате чего образуются сильные окислители (О2, -ОН, и др.), которые непосредственно взаимодействуют с различными органическими загрязнениями, позволяя разлагать их до безопасных H2O и СО 2 (Demeestere et al., 2008). Облицовочные части зданий из материалов, способных к фотокатализу, подвергаются воздействию солнечного света и являются источником окисляющих радикалов, которые позволяют окислять городские органические загрязнители атмосферного воздуха, что будет актуально в районах с развитой урбанизацией. Поэтому титансодержащие отходы находят широкое применение как добавка в строительный материал (Lei et al., 2021). Кроме того, фотокаталитические материалы обладают устойчивостью к выцветанию и могут длительное время сохранять чистоту поверхности в условиях городской среды и инфраструктуры. Концентрация оксидов азота (NOx), летучих органических соединений (ЛОС) и оксидов серы (SOx) может быть снижена с помощью фотокаталитического окислительно-восстановительного действия TiO 2 в воздухе, находящемся в непосредственной близости к поверхности (Антоненко и др., 2020). Заключение Цементная промышленность - одна из крупнейших, развивающихся, ресурсоемких отраслей, которая нуждается в постоянном совершенствовании композиционных материалов. Металлургическое производство является одним из основных загрязнителей окружающей среды отходами разного рода. Грамотно используя многотоннажные отходы металлургических предприятий, можно разрабатывать инновационные строительные материалы, которые будут отвечать требованиям современности и минимизировать загрязнение отходами компонентов окружающей среды. Нейтрализованные известковым молоком осадки кислотного травления титана содержат в своем составе большое количество химических соединений, входящих в состав сырьевой муки для производства цементного клинкера, а также веществ, обладающих свойствами минерализаторов. Таким образом, можно снизить удельную теплоту сгорания без ухудшения качества клинкера. Фторид кальция обладает свойством снижения температуры спекания цементного клинкера и увеличения интенсификации реакций кальцинации. Кроме того, присутствие в расплаве ионов фтора снижает вязкость и облегчает твердофазную диффузию. Такое свойство может существенно снизить выбросы углекислого газа в атмосферу. Диоксид титана способствует более быстрому образованию и росту кристаллов алита. Совместное нахождение данных химических веществ в цементном клинкере не нейтрализует действие компонентов, а усиливает его. Кроме того, титановый шлам содержит в составе и ряд тяжелых металлов, которые могут нанести ущерб водоемам и водотокам и живущим в них организмам. При включении титанового шлама в состав цемента, тяжелые металлы спекаются и теряют способность к миграции. Присутствие в составе клинкера тяжелых металлов не оказывает негативного воздействия на формирование фаз клинкера и не характеризуется преимущественным включением в одну из них, а равномерно распределяется по всему объему. Изучение научных источников позволяет отметить и недостатки имеющихся на сегодняшний день исследований. Существует ряд противоречий касательно размера и распределения силикатных фаз клинкера при включении титанового шлама в клинкер. Кроме того, в большинстве исследований рассматривается добавление в цементный клинкер не более 10 % отходов, что в рамках утилизации отхода является небольшой его долей. Хочется заметить, что научных работ, изучающих титансодержащие отходы, образующиеся на территории Российской Федерации, крайне мало, хотя объем образования отходов достаточно высок. Изучение свойств и методов применения титанового шлама требует не только теоретического, но экспериментального исследования. Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. 179