Academic Journal
Influence of yttrium and niobium oxides modifiers on physicochemical and photocatalytic properties of titanium (IV) oxide
| Title: | Influence of yttrium and niobium oxides modifiers on physicochemical and photocatalytic properties of titanium (IV) oxide |
|---|---|
| Source: | Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Vol. 4 No. 6(112) (2021): Technology organic and inorganic substances; 67-74 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 4 № 6(112) (2021): Технологии органических и неорганических веществ; 67-74 Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 4 № 6(112) (2021): Технології органічних та неорганічних речовин; 67-74 |
| Publisher Information: | РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 2021. |
| Publication Year: | 2021 |
| Subject Terms: | оксид ітрію, modification, модифікування, структурные характеристики, TiO2 photocatalysts, оксид ниобия, photocatalytic properties, структурні харатеристики, niobium oxide, TiO2 фотокатализаторы, очистка воды, ширина запрещенной зоны, yttrium oxide, band gap, TiO2 фотокаталізатори, оксид иттрия, фотокаталітичні властивості, structural characteristics, фотокаталитические свойства, ширина забороненої зони, модифицирование, очищення води, water purification, оксид ніобію |
| Description: | Исследовано фотокаталитические и физико-химические свойств модифицированного титана (IV) оксида оксидами иттрия и ниобия. Показано, что модификация – мощный способ увеличения эффективности фотокаталитических свойств катализаторов и как результат улучшения фотокаталитического процесса в целом. Как катализатор для модификации использовали оксид титана (IV) коммерческого и собственного производства. Модификацию порошков оксида титана (IV) в количестве 1% мас. соответсвующим модификатором проводили гидротермальным способом, после чего осуществляли их характеризацию дифракционными и рентгенофлуоресцентным методами анализа. Исследованы структурные характеристики модифицированных и немодифицированных образцов титана (IV) оксида методом низкотемпературной адсорбции-десорбции азота. Установлено несущественное увеличение удельной площади поверхности: с 61 м2/г до 70 м2/г для коммерческого образца и с 172 м2/г до 180 м2/г для синтезированного образца в данной работе. Аналогичные зависимости наблюдаются и в случае исследования оптических свойств спектрофотометрическим методом. Определение поверхностных свойств (кислотности поверхности) модифицированных и немодифицированных фотокатализаторов на основе TiO2 показало различное влияние модификаторов на кислотность TiO2: в случае модификации оксидом иттрия кислотность уменьшается, а в случае оксида ниобия – увеличивается. Исследование фотокаталитической и сорбционной активностей по отношению к красителям различной природы несколько различаются – фотокаталическая активность после модификации растет, сорбционная способность по отношению к катионному красителю падает, анионному – растет. Дополнительные исследования относительно деструкции красителей находятся в полном соответствии с фотокаталическими и сорбционными экспериментами Досліджено фотокаталітичні і фізико-хімічні властивості модифікованого титану (IV) оксиду оксидами ітрію та ніобію. Показано, що модифікування – це потужний спосіб збільшення ефективності фотокаталітичних властивостей каталізаторів, і як результат поліпшення фотокаталітичного процесу в цілому. Як каталізатор для модифікування використовували титану(IV) оксид комерційного і власного виробництва. Модифікування порошків титану(IV) оксиду в кількості 1% мас. відповідним модифікатором проводили гідротермальним способом, після чого здійснювали їх характеризацію дифракційним і рентгенофлуоресцентним методами аналізу. Досліджено структурні характеристики модифікованих і немодифікованих зразків титану (IV) оксиду методом низькотемпературної адсорбції-десорбції азоту. Встановлено несуттєве збільшення питомої площі поверхні: з 61м2/г до 70м2/г для комерційного зразка та з 172м2/г до 180м2/г для синтезованого зразка у даній роботі. Аналогічні залежності спостерігаються і в разі дослідження оптичних властивостей спектрофотометричним методом. Визначення поверхневих властивостей (кислотності поверхні) модифікованих і немодифікованих фотокаталізаторів на основі TiO2 показали різний вплив модифікаторів на кислотність TiO2: в разі модифікування оксидом ітрію кислотність зменшується, а в разі оксиду ніобію – збільшується. Дослідження фотокаталітичної і сорбційної активностей по відношенню до барвників різної природи не однакові – фотокаталітична активність після модифікування зростає, сорбційна здатність по відношенню до катіонного барвника падає, аніонного – зростає. Додаткові дослідження щодо деструкції барвників знаходяться в повній відповідності з фотокаталітичними і сорбційними експериментами The photocatalytic and physicochemical properties of titanium (IV) oxide modified by yttrium and niobium oxides were studied. It is shown that modification is a powerful way to increase the efficiency of catalysts' photocatalytic properties and improve the photocatalytic process as a whole. Commercial and laboratory-synthesized titanium (IV) oxides were used as catalysts for modification. Modification of titanium (IV) oxide powders in an amount of 1 wt. % by appropriate modifiers was performed by the hydrothermal method, after which they were characterized by diffraction and X-ray fluorescence methods. The structural characteristics of modified and non-modified titanium (IV) oxide samples by the method of low-temperature nitrogen adsorption-desorption have been studied. A slight increase in the specific surface area was found: from 61 m2/g to 70 m2/g for the commercial sample and from 172 m2/g to 180 m2/g for the synthesized one in this work. Similar dependencies are observed when studying the optical properties by the spectrophotometric method. Determination of surface properties (surface acidity) of modified and non-modified photocatalysts based on TiO2 showed different effects of modifiers on TiO2 acidity: in the modification by yttrium oxide, the acidity decreases, and in the case of niobium oxide – increases. Studies of photocatalytic and sorption activities with respect to dyes of different nature are not the same – the photocatalytic activity after modification increases, the sorption capacity with the cationic dye decreases, anionic – increases. Additional studies on dye destruction are in full accordance with photocatalytic and sorption experiments. |
| Document Type: | Article |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | English |
| ISSN: | 1729-3774 1729-4061 |
| Access URL: | http://journals.uran.ua/eejet/article/view/238347 |
| Rights: | CC BY |
| Accession Number: | edsair.scientific.p..b0e76a39f9a68396768f1aa6c42c0a4e |
| Database: | OpenAIRE |
| ISSN: | 17293774 17294061 |
|---|