Academic Journal
Photocatalytic destruction of organic dyes by titanium dioxide particles doped with gold
| Title: | Photocatalytic destruction of organic dyes by titanium dioxide particles doped with gold |
|---|---|
| Source: | Bulletin of NTUU «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute», Series «Chemical engineering, ecology and resource saving»; No. 4 (2023); 69-79 Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження; № 4 (2023); 69-79 |
| Publisher Information: | National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”, 2023. |
| Publication Year: | 2023 |
| Subject Terms: | anionic and cationic dyes, UV irradiation, аніонні і катіонні барвники, gold, рутил, УФ опромінювання, знебарвлення розчинів, decolorization of solutions, золото, anatase, rutile, анатаз, TiO2&Au nanocomposites, photocatalysis, фотокаталіз, нанокомпозити TiO2&Au |
| Description: | Nanocomposites based on titanium dioxide doped with gold in concentrations of 0.2 and 0.8 wt.% were obtained by the sol-gel method using titanium tetraisopropoxide and chlorauric acid. Thermal treatment of precipitates at T = 600 °C led to the formation of highly dispersed anatase powders and increasing the temperature to 1000-1200 °C contributed to the formation of well-crystallized rutile particles. The gold in the structure of the powders is heterogeneously distributed. The size of the primary particles of anatase did not exceed 10 nm, and that of rutile reached 35-46 nm, gradually increasing with increasing processing temperature. The photocatalytic properties of TiO2&Au structures were studied during the decolorization of solutions of organic dyes (Methylene Blue, Rhodamine B, Methyl Orange, Orange G) with a concentration of 20 mg/dm3. The resulting structures did not show significant sorption activity, and visible light caused a slight desorption of the dyes. At the same time, under the influence of UV irradiation for 60 minutes, the decolorization process took place effectively and was subject to a pseudo-first-order reaction. The biggest photocatalytic activity was shown by the sample of anatase with a gold content of 0.8 wt.%. When it was added into the solution, the degree of decolorization of Rhodamine B reached up to 50%, Methyl Orange - up to 81.5%, Methylene Blue - up to 91%, and Orange G - up to 95.2%. Increasing the efficiency of the destruction of dyes can be achieved by supplementing the photo-catalytic process with a catalytic one. Аcknowledgements : Olena Lavrynenko is supported by the PAUSE program, a national emergency program for scientists and artists in exile, run by the Collège de France Нанокомпозити на основі діоксиду титану, допованого золотом з концентрацією 0,2 та 0,8 мас.%, були синтезовані золь-гель методом з використанням тетраізопропоксиду титану та золотохлорводневої кислоти. Термообробка осадів за Т = 600 °С призвела до формування високодисперсних порошків анатазу, а підвищення температури до 1000–1200 °С сприяло формуванню добре окристалізованих частинок рутилу. Атоми золота розподілені в структурі порошків нерівномірно. Розмір первинних частинок анатазу не перевищував 10 нм, а рутилу – досягав 35–46 нм, поступово збільшуючись при підвищенні температури обробки. Фотокаталітичні властивості структур TiO2&Au були досліджені при знебарвленні розчинів органічних барвників (метиленового блакитного, родаміну Б, метиленового помаранчевого, помаранчовогоЖ) з концентрацією 20 мг/дм3. Отримані наносистеми не проявили суттєвої сорбційної активності, а видиме світло викликало незначну десорбцію барвників. Водночас, під впливом УФ опромінення впродовж 60хвилин процес знебарвлення проходив ефективно і підпорядковувався реакції псевдо-першого порядку. Найбільшу фотокаталітичну активність проявив зразок анатазу з вмістом золота 0,8 мас.%, доводячи ступінь знебарвлення розчину родаміну Б до 50%, метиленового помаранчевого – до 81,5%, метиленового блакитного – до 91 %, а помаранчевого Ж – до 95,2 %. Підвищення ефективності деструкції барвників може бути досягнуто при доповненні фотокаталітичного процесу каталітичним. |
| Document Type: | Article |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | Ukrainian |
| ISSN: | 2617-9741 2664-1763 |
| Access URL: | http://chemengine.kpi.ua/article/view/294330 |
| Rights: | CC BY |
| Accession Number: | edsair.scientific.p..210873cbe94e3f9af42fa3d110737f4d |
| Database: | OpenAIRE |
| ISSN: | 26179741 26641763 |
|---|