УДК 544.527.23
ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ КАЛЬЦІНУВАННЯ НА ВЛАСТИВОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ
Балабащук. І Ст.,
Кемеровський державний університет
Діоксид титану знаходить широке застосування як сорбент та фотокаталізатор. Ефективність його застосування в тій чи іншій якості визначається складом диспергуючого середовища, швидкістю подачі прекурсора, рН синтезу, температурою та тривалістю кальцинування метатитанової кислоти.
Метою нашої роботи було дослідження впливу температури кальцинування на адсорбційні та фотокаталітичні характеристики частинок діоксиду титану.
 |
Діоксид титану отримували шляхом термічного гідролізу сульфату титану з розчином калію гідроксиду. Отриманий титанат калію промивали дистильованою водою для видалення катіонних і аніонних домішок. Після цього промитий титанат калію змішували з розчином соляної кислоти та витримували протягом години при температурі 90°С. Потім осад нейтралізували розчином калію гідроксиду до рН 6, 5.4, 3.2 і піддавали прожарювання при температурі 1100°С (R-1100), 900°С (R-900) і 600°С (R-600), відповідно. За результатами рентгеноструктурного аналізу, всі зразки діоксиду титану мають рутильну модифікацію. Для визначення адсорбційних характеристик синтезованих частинок діоксиду титану навішування фотокаталізатора змішували з розчином барвників аніонного (конго червоного) і катіонного (сафраніна-Т) типів і залишали в темряві на 24 год. Залишкову концентрацію барвників визначали спектрофотометричним методом. Результати дослідження представлені малюнку 1.
Мал. 1. Адсорбційні та фотокаталітичні характеристики частинок діоксиду титану в реакції вицвітання барвників: а) конго червоного,
б) сафраніна-Т.
Можна відзначити, що найкращими показниками реакції фотокаталітичного розкладання і адсорбції аніонного барвника конго червоного характеризується зразок R-600 (рис. 1а), синтезований при рН 3,2 і температурі прожарювання 600°С. Збільшення значень рН та температури кальцинування призводить до зниження значень досліджуваних характеристик. Для зразків R-900 та R-1100 ці величини зменшуються в 3,5 та 20 разів, відповідно.
Адсорбція катіонного барвника сафранін-Т протікає інакше (рис. 1б). Найбільше значення сорбційної ємності демонструє зразок R-900. Кальцинування зразків при температурі 1100°С призводить до 2-кратного падіння сорбційної здатності. Зниження температури кальцинування веде до практично повного зникнення сорбційної здатності частинок діоксиду титану.
Таким чином, найкращі фотокаталітичні та адсорбційні характеристики мають зразки діоксиду титану, синтезовані при низьких значеннях рН і температурі кальцинування 600-900°С. Вплив термічної обробки та рН синтезу на адсорбційну здатність діоксиду титану може бути пов'язаний з формуванням оксогідроксидних груп, здатних до іонного обміну та утримання молекул барвників на поверхні частинок TiO2.
Науковий керівник – д. х.н., професор, «Кемеровський державний університет»
ЖУРНАЛ ФІЗИЧНОЇ ХІМІЇ, 2015, том 89, № 1, с. 133-136
ФОТОХІМІЯ ТА МАГНЕТОХІМІЯ
УДК 544.526.5+549.514.6.352.26
ФОТОКАТАЛІТИЧНА АКТИВНІСТЬ І СОРБЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ, МОДИФІКОВАНОГО КАЛЬЦІЄМ © 2015 р. Т.А. Халявка, Н.М. Циба, С.В. Камишан, Є.І. Капінус
Національна академія наук України, Інститут сорбції та проблем ендоекології, Київ
E-mail: [email protected]Надійшла до редакції 05.02.2014 р.
Синтезовано мезопористі зразки діоксиду титану, модифікованого кальцієм. Досліджено їх структурні, фотокаталітичні та сорбційні властивості. Встановлено, що модифіковані зразки відрізняються від діоксиду титану своїми характеристиками та властивостями: питома поверхня та середній обсяг пір збільшуються, а середній радіус пір зменшується; фотокаталітична та сорбційна активність по відношенню до барвників та біхромат-аніону зростає.
Ключові слова: діоксид титану, кальцій, фотокаталіз, сорбція, барвники, біхромат-аніон. DOI: 10.7868/S0044453715010124
При фотокаталітичному способі очищення водних розчинів від токсичних речовин у більшості випадків використовується діоксид титану, який є дешевим та нетоксичним каталізатором. Крім того, після закінчення реакції можна легко відокремити від розчину фільтруванням або центрифугуванням. В даний час все більшого значення набувають фотокаталітичні методи видалення шкідливих речовин з водних розчинів за допомогою діоксиду титану.
Основним недоліком цього фотокаталізатора є недостатньо висока активність. Відомі різні методи підвищення фотоактивності, наприклад, за рахунок збільшення адсорбції субстрату або підвищення кінетичної константи швидкості. Адсорбцію можна збільшити за рахунок зростання питомої поверхні, ємності моношару та об'єму пір, а кінетичну константу швидкості шляхом поділу зарядів та зменшення швидкості рекомбінації пари електрон-дірка.
Мета роботи - отримання та дослідження зразків діоксиду титану, модифікованих кальцієм цитратним способом, що характеризуються високою питомою поверхнею, мезопористою структурою та підвищеною фотокаталітичною активністю в реакціях деструкції барвників та фотовідновлення біхромат-аніону.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
Для отримання зразків діоксиду титану, модифікованих кальцієм, цитратним методом
були приготовлені вихідні суміші: полімер тет-рабутокси титан (IV) (Aldrich) (3 г), лимонна кислота (0.06 г), гліцерин (2 мл), а також добавки хлориду кальцію - 0.05 г, 0,1, 0.2, 0.5 і 1С1а2,1 Са/1Ю2, 4Са/1Ю2, 5Са/1Ю2. Для отримання чистого діоксиду титану брали таку саму суміш, але без добавок солі хлориду кальцію. Такий метод синтезу дозволяє легко варіювати співвідношення компонентів у зразках.
Суміші прожарювали при 500 °C протягом 2 годин у присутності кисню повітря в печі муфельної зі швидкістю нагрівання - 2 К/хв. Після охолодження отримані порошки ретельно розтирали до однорідної маси.
Рентгенофазовий аналіз виконували на ді-фрактометрі "ДР0Н-4-07" (Росія) при Cu-випромінюванні (з мідним анодом і нікелевим фільтром) у відбитому пучку і геометрії реєстрації по Брегу-Брентано (2 © = 10-70 °). Середній розмір кристалітів визначали за розширенням найбільш інтенсивної смуги, використовуючи рівняння Дебая-Шеррера: D = 0.9X/(B х cos©), де 0.9 - константа, X - довжина хвилі, нм. Розміри кристалітів визначали за найбільш інтенсивними піками, характерними для анатазу.
Величини питомої поверхні зразків 05уд), а також розподіл часу визначені за допомогою приладу Quantachrom NovaWin2. Питому поверхню зразків (^уд) визначали методом Брунауера-Еммета-Теллера (БЕТ) за ізотермами сорбції-десорбції азоту. Радіус пір (R), а також обсяг пір (V) розраховували по десорбційним гілкам ізотерм за методом Барре-та-Джойнера-Халенди.
ХАЛЯВКА та ін.
Мал. 1. Дифрактограми отриманих зразків: 1 - ТЮ2, 2 - 3Са/ТЮ2, 3 - 5Са/ТЮ2. Інші позначення див. текст.
Мал. 2. Ізотерми сорбції-десорбції азоту, отримані при 20°З зразків: 1 - 5Са/ТЮ2, 2 - 4Са/ТЮ2, 3 - 3Са/ТЮ2, 4 - ТЮ2.
Фотокаталітичну активність вивчали на прикладі модельних реакцій деструкції барвників сафраніну Т та родаміну, а також фотовідновлення біхромат-аніону у водних розчинах при вмісті фотокаталізатора 2 г/л розчину. Опромінення проводили ртутною лампою БУВ-30 з максимумом випромінювання при 254 нм при кімнатній температурі в кварцовому циліндричному реакторі, забезпеченому механічною мішалкою з електроприводом. Зміну концентрації барвника контролювали спектрофотометрично (Lambda 35, PerkinElmer Instruments).
ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ
Кристалічна структура зразків досліджена за допомогою рентгенофазового аналізу (рис. 1). На дифрактограм всіх зразків присутні інтенсивні чітко виражені рефлекси, характерні для кристалічної решітки анатазу (А). Так, на дифрактограмі зразка діоксиду
Таблиця 1. Характеристики зразків
Зразок Буд, м2/г Кср, см3/г Гср, нм
TiO2 43.4 0.13 5.89
1Са/ТЮ2 46.7 0.13 5.4
2Са/ТЮ2 71.2 0.14 4.8
3Са/ТЮ2 75.3 0.15 4.1
4Са/ТЮ2 83.9 0.18 4.25
5Са/ТЮ2 76.2 0.19 5
Позначення: Буд - питома поверхня, Уср - середній обсяг пір, ГСР - середній радіус.
титану видно наявність інтенсивних піків 20 = 25.5, 37.8, 54.0, 55.0, які відносять до фази анатазу (рис. 1).
У роботі стверджується, що в порошках діоксиду титану, модифікованих різними іонами лужноземельних металів, є тільки фаза анатазу, що автори пояснюють низьким вмістом модифікаторів у своїх зразках. На відміну від цієї роботи, у нашому випадку (рис. 1) виявлено також піки 20 = 27.4, 41.2, які відносяться до фази рутила (Р).
Для модифікованих зразків спостерігаються піки при 20 = 31, які притаманні брукіту (Б). Їхня інтенсивність зростає зі збільшенням вмісту кальцію в порошках. Такі ж піки виявлені авторами для плівок ТЮ2 модифікованих іонами кальцію.
Розміри кристаллітів в агломератах діоксиду титану, розраховані за допомогою рівняння Де-бая-Шеррера становлять 9 нм, у разі модифікованих зразків їх величина збільшується до 12.4 нм, що узгоджується з літературними даними, так як наявність модифікаторів прискорює кристалізацію діоксиду.
Дослідження отриманих при 20° З ізотерм сорбції-десорбції азоту для синтезованих зразків показало наявність петлі гістерезису (рис. 2), що свідчить про мезопористу структуру порошків.
Розмір питомої поверхні модифікованих зразків проти чистим діоксидом титану збільшується вдвічі (табл. 1). У ряді зразків від ТЮ2 до 5Са/ТЮ2 (табл. 1) значення середнього обсягу пір збільшується від 0.13
ФОТОКАТАЛІТИЧНА АКТИВНІСТЬ
до 0.19 см3/г, а середній радіус пір навпаки зменшується від 5.89 до 5 нм. Область розподілу пір за розмірами представлена на рис. 3. Як видно, для зразків 4Са/ТЮ2 і 3Са/ТЮ2 спостерігається вужче розподіл пір, ніж для чистого діоксиду титану та зразка з найбільшою кількістю кальцію - 5Са/ТЮ2.
Для визначення оптимальних умов деструкції токсичних речовин у водних розчинах важливим є дослідження кінетики їхньої сорбції на фотокаталізаторах. Встановлено, що сорбційна рівновага в системі фотокаталізатор - сафранін Т встановлювалася приблизно за 1 год, а для фотокаталізатор - родамін і фотокаталізатор - біхромат калію за 2 год.
Проведені дослідження показали, що для всіх досліджених адсорбтивів та адсорбентів кінетичні криві адсорбції мають звичайний плавний характер: плавний перебіг та невеликі значення адсорбції (табл. 2).
У всіх досліджених випадках фотокаталітична реакція задовільно описується кінетичним рівнянням першого порядку.
Для визначення оптимальної кількості фотокаталізатора у досліджених реакціях концентрацію збільшували при незмінній концентрації субстрату. Встановлено, що при низькій концентрації фотокаталізатора (<2 г/л) наблюдается рост констант скорости деструкции красителей и фотовосстановления бихромат-аниона с увеличением содержания фотокатализатора в растворе с последующим выходом на плато при концентрациях фотокатализатора вблизи 2 г/л. Все последующие фотокаталитические реакции проводили при концентрации фотокатализатора 2 г/л.
Поряд від 1Са/ТЮ2 до 4Са/ТЮ2 спостерігається підвищення фотокаталітичної активності в реакціях деструкції барвників (табл. 2). Так, константа швидкості фотокаталітичної деструкції сафраніну Т збільшується від 3.5 до 5.7 х 10-4 с-1, родаміну - від 1.7 до 2.5 х 10-4 с-1. Подібні дані були отримані авторами для зразків
Мал. 3. Розподіл пір за розміром для синтезованих зразків: 1 - 4Са/ТЮ2, 2 - 3Са/ТЮ2, 3 - 5Са/ТЮ2, 4 - ТЮ2; г - радіус пір, Кобщ. - загальний обсяг пір.
діоксиду титану, допованих іонами кальцію за допомогою золь-гель-методу та титанату кальцію в роботі.
Крім того, у ряді зразків від 1Са/ТЮ2 до 4Са/ТЮ2 збільшується їх сорбційна здатність до барвників (табл. 2), що пов'язано з їх структурними характеристиками (табл. 1). Зразок 5Са/ТЮ2 порівняно з порошками 3Са/ТЮ2 і 4Са/ТЮ2 має істотно нижчу сорбційну і фотокаталітичну активність по відношенню до барвників.
У разі фотовідновлення біхромат-аніону найбільш фотокаталітично активним виявився зразок 5Са/ТЮ2 (кА = 3.9 х 104, с-1), що узгоджується з роботою , в якій встановлено, що добавки кальцію титанату до діоксиду титану
Таблиця 2. Фотокаталітична до х 104, з 1) та сорбційна (величина адсорбції А, мг/г) активність зразків діоксиду титану, модифікованих кальцієм по відношенню до барвників та біхромат-аніону
Зразок Сафранін Т Родамін Біхромат-аніон
кй х 10-4, с"1 А х 10 4, мг/г кй х 10-4, с"1 А х 10 4, мг/г кй х 10-4, с"1 А х 10-6, мг/г
БЕЛІКОВ М.Л., ЛОКШИН Е.П., СЕДНЄВА Т.А. – 2012 р.
ХАЛЯВКА Т.А., ВІКТОРОВА Т.І., КАПІНУC О.І. – 2009 р.
КАПІНУС О.І. – 2012 р.
Вивчено сорбційну активність діоксиду титану, отриманого гідролізом солі TiCl4 (зразок S0), по відношенню до двозарядних катіонів заліза, нікелю і марганцю після обробки суспензії TiO2 постійним електричним полем у середовищі, що не зміщує іонну рівновагу H+–2, S: н розчині хлориду натрію (зразки S4, S5, S6). Постійне електричне поле створювали, занурюючи плоскі титанові електроди в суспензію діоксиду титану (l = 120 мм) і подаючи напругу 200 В. Після обробки електричним полем зразки діоксиду титану ділили на три частини, відбираючи проби з міжелектродного простору (S1, S5) ) заряджених електродів. Показано, що зразки діоксиду титану, взяті в різних частинах суспензії TiO2, виявляють різні властивості сорбції двозарядних катіонів заліза, марганцю і нікелю. Встановлено, що зниження концентрації домішкових іонів у середньому становило: для необробленого TiO2 (S0) у 2,4 рази; для оброблених у дистильованій воді: S1 4,1; S2 – 3,5; S3 – 3,4 рази; для діоксиду титану, обробленого в розчині хлориду натрію: S4 4,7; S5 - 3,5 S6 - 3,4 рази. Зростання сорбційної активності діоксиду титану після впливу постійного електричного поля пояснюється перерозподіл концентрації функціональних груп на поверхні TiO2. Аналіз вмісту домішки двозарядних катіонів металів проводили з використанням стандартних фотоколориметричних методик.
діоксид титану
поляризація
важкі метали
сорбційна ємність
ІЧ-спектри
смуга поглинання
постійна електрична напруга
електрод
валентні та деформаційні коливання
1. ГОСТ 4011-72. Вода питна. Методи виміру масової концентрації загального заліза.
2. ГОСТ 4974-72. Вода питна. Методи визначення вмісту марганцю.
3. Кульський Л.А. Теоретичні основи та технологія кондиціювання води. - Київ: Наукова думка, 1983. - 560 с.
4. Мамченко О.В. Дослідження ефективності коагулянтів на основі титану при очищенні води // Хімія та технологія води. - 2010. - Т. 32, № 3. - С. 309-323.
5. Накамото К. ІЧ-спектри та спектри КР неорганічних та координаційних сполук: пров. з англ. - М.: Світ, 1991. - 536 с.
6. РД 52.24.494-95. Методичні вказівки. Фотометричне визначення нікелю з диметилгліоксимом у поверхневих водах суші.
7. Смирнова В.В. Вплив структури, властивостей та обробки поверхні на сорбційну активність діоксиду титану // Сучасні проблеми науки та освіти. – 2012. – № 5. – С. 1–7. - URL: www.science-education.ru/105-6958 (дата звернення: 13.05.2013).
8. Смирнова В.В., Ільїн А.П., Назаренко О.Б. Термічна стійкість поверхневих сполук діоксиду титану після обробки серед різних електролітів // Вогнетриви і технічна кераміка. - 2013. - № 1-2. – С. 33–38.
9. Стремілова Н.М., Вікторовський І.В., Зігель В.В. Концентрування домішок щодо природних водних об'єктів // Журнал загальної хімії РАН. - 2001. - T. 71 (133), вип. 1. - С. 21-24.
Можливість використання діоксиду титану як реагент для концентрування та вилучення домішок з води вивчається останнім часом все більш активно. Діоксид титану хімічно інертна речовина для реалізації його сорбційних можливостей потрібне попереднє активування поверхні шляхом створення на ній активних функціональних груп. Відомі способи активування TiO2 шляхом обробки кислотами та лугами або нанесенням на його поверхню груп-комплексоутворювачів. Іншим напрямком в активуванні поверхні TiO2 є його обробка за допомогою електрофізичних методів: опроміненням потоком електронів, ультразвуковою та/або електроіскровою обробкою та іншими видами впливу. Перспективним напрямом для активування поверхні діоксиду титану є вплив на неї постійним електричним полем, але цей процес вивчений недостатньо докладно.
Мета справжньої роботи - формування на поверхні діоксиду титану функціональних груп, активних по відношенню до сорбції розчинних іонів металів, шляхом його обробки постійним електричним полем у дистильованій воді та розчині хлориду натрію.
Методики експерименту та характеристика об'єкта дослідження
В роботі використовували порошок діоксиду титану, отриманий гідролізом реактиву TiCl4 з подальшим прожарюванням при 600 °С.
В якості середовища при обробці постійним електричним полем у роботі вибрано: дистильована вода (середовище порівняння) та 0,2 н розчин NaCl, які не призводять до зміни pH.
При виконанні роботи для визначення виду функціональних груп на поверхні діоксиду титану (ІЧ-Фур'є спектрофотометр Nicolet 5700) використано інфрачервону спектроскопію (ІКС) пропускання. Ідентифікацію функціональних груп, пов'язаних із поглинанням в ІЧ-спектрі, проводили з використанням літературних даних. Кількісне визначення вмісту розчинних домішок іонів Fe(II), Mn(II) та Ni(II) у воді проводили з використанням стандартних методик фотоколориметрії (фотометр КФК-3-01). Постійне електричне поле створювали шляхом підключення плоских титанових електродів марки ВТ-1.0 (відстань між електродами l = 12 см, U = 200) до джерела напруги Laboratory DC powersupply «Instek». Обробку суспензій діоксиду титану у воді та розчині хлориду натрію проводили в ультразвуковій ванні (22 кГц, 0,15 Вт/см2).
Результати дослідження та їх обговорення
Після перемішування суспензії ультразвуком (10 хв) в дистильованій воді і впливу постійного електричного поля (30 хв) пробу діоксиду титану відбирали з середини міжелектродного простору (зразок S1, табл. 1), висушували і записували ІЧ-спектр пропускання в області 400-4 мід калію.
ІЧ-спектр поглинання даного зразка характеризується широкою смугою (Ti = O) з максимумом 697 см-1 і краєм поглинання, рівним 719 см-1. Ця смуга перекривається зі смугою поглинання ν (Ti-O) = 1024-1030 см-1. У спектрі є смуга поглинання (H-O-H) = 1628, 1696 см-1. У сфері спектра 1700-2500 см-1 інших смуг немає. У спектрі є широка смуга поглинання ν (O-H) з максимумом 3383 см-1, яка закінчується при ν (O-H) = 3700 см-1. Інтенсивність смуги поглинання (Ti = O) дорівнює 88%, а (O-H) - 43%.
У той же час ІЧ-спектр пропускання діоксиду титану, взятого у позитивно зарядженого електрода (зразок S2, табл. 1), суттєво відрізняється від попередніх спектрів (рисунок, б). Максимум смуги поглинання (Ti = O) = 532 см-1, край цієї смуги спостерігається при 710 см-1 і практично збігається з попередніми спектрами. В області ν (Ti-O) з максимумом 1011 см-1 є смуга більш інтенсивного поглинання, і в області δ (H-O-H) спостерігається здвоєна смуга 1627, 1680 см-1. У діапазоні довжин хвиль 1800-2500 см-1 помітного поглинання не виявлено. У той же час ν (O-H) з максимумом 3382 см-1 помітно інтенсивніше порівняно з попередніми спектрами: поглинання у цій смузі знижується при ν (O-H) = 3700 см-1. Якщо інтенсивність смуги (Ti = O) становить 89,5%, то (O-H) - 49,0%.
Проба діоксиду титану, обробленого в дистильованій воді, відібрана поблизу негативно зарядженого електрода (зразок S3, табл. 1), після висушування має подібний до зразка S1 ІЧ-спектр пропускання. Інтенсивність смуги поглинання ν (Ti = O) також дорівнює 88%, а інтенсивність ν (O-H) лише 26%.
Для порівняння структури поверхні діоксиду титану, обробленого постійним електричним полем у дистильованій воді, зразок TiO2 обробляли постійним електричним полем в середовищі 0,2 н розчину NaCl. Проби зразка відбирали аналогічно: з середини міжелектродного простору поблизу позитивно і негативно заряджених електродів (зразки S4, S5 і S6 відповідно, табл. 1).
Максимум смуги поглинання (Ti = O) зразка S4 дорівнює 700 см-1, край його смуги поглинання відповідає 710 см-1. Широка недозволена смуга в області 950-1200 см-1 проявляється у вигляді перегину. У спектрі є смуга поглинання (H-O-H) з двома максимумами: 1620 (інтенсивніше) і 1680 см-1. В області 1680-2600 см-1 є слабкі смуги поглинання. Широка смуга ν (O-H) спостерігається в діапазоні 2600-3700 см-1 з максимумом 3454 см-1. Абсолютне значення інтенсивності смуг ν (Ti = O) становить 77%, а ν (O-H) - 35%.
Діоксид титану, відібраний поблизу позитивно зарядженого електрода (зразок S5, табл. 1), має смугу поглинання (Ti = O) = 656 см-1 (максимум), край цієї смуги дорівнює 704 см-1. Недозволена смуга ν (Ti-O) має ширину 970-1170 см-1. Смуга поглинання (H-O-H) характеризується трьома максимумами: 1627 (максимально), 1644 і 1660 см-1. У діапазоні від 1880 до 2580 см-1 є слабкі смуги поглинання. Широка смуга ν (O-H) спостерігається в діапазоні 2600-3700 см-1 з максимумом 3340 см-1. Інтенсивність лінії поглинання ν (Ti = O) дорівнює 88 %, а лінії ν (O-H) дорівнює 37 %.
Розташований у негативно зарядженого електрода діоксид титану (зразок S6, табл. 1) має значні відмінності від усіх розглянутих раніше зразків за характеристикою спектра. Смуга поглинання (Ti = O) має максимум, рівний 560 см-1, з краєм в області 732 см-1. Недозволена смуга ν (Ti-O) характеризується більшою шириною 940-1160 см-1. Смуга поглинання δ (H-O-H) має два максимуми: 1635 (більший) та 1650 см-1. У діапазоні від 1870 до 2250 см-1 є слабкі смуги поглинання. Широка смуга (H-O-H) спостерігається в діапазоні 2600-3700 см-1 з максимумом 3450 см-1. Інтенсивність смуги поглинання (Ti = O) дорівнює 82%, а - (O-H) дорівнює 37%.
а б 
ІЧ-спектр пропускання зразка TiO2 із середини міжелектродного простору, обробленого постійним електричним полем: а - у дистильованій воді; б - у розчині хлориду натрію
Таблиця 1
Зразки діоксиду титану, оброблені ультразвуком і постійним електричним полем у середовищі різних електролітів.
|
Позначення зразка |
Середовище обробки |
|
|
Зразок S0 |
Не піддавався обробці |
|
|
Зразок S1 |
Дистильована вода (міжелелектродний простір) |
|
|
Зразок S2 |
Дистильована вода (у позитивно зарядженого електрода) |
|
|
Зразок S3 |
Дистильована вода (у негативно зарядженого електрода) |
|
|
Зразок S4 |
Розчин хлориду натрію (міжелектродний простір) |
|
|
Зразок S5 |
Розчин натрію хлориду (у позитивно зарядженого електрода) |
|
|
Зразок S6 |
Розчин натрію хлориду (у негативно зарядженого електрода) |
Сорбційні властивості діоксиду титану, обробленого постійним електричним полем у дистильованій воді та розчині хлориду натрію, вивчали на модельних розчинах іонів двовалентних металів: Fe – 3,00 мг/л, Ni та Mn – 1,00 мг/л. Як зразок порівняння використовували діоксид титану, який не піддавали додаткової обробки (зразок S0, табл. 1).
Сорбцію проводили в статичних умовах, поміщаючи по 0,2 г зразків діоксиду титану (табл. 1) у 100 мл модельних розчинів, приготованих розчиненням точних наважок сульфатів нікелю, заліза та марганцю. Контроль концентрації розчинних іонів заліза (II), марганцю (II) та нікелю (II) після сорбції здійснювали за допомогою стандартних методик фотоколориметрії. Точність експериментів забезпечували побудовою калібрувальних графіків та статистичною обробкою отриманих даних з ймовірністю P = 0,95: для заліза - у діапазоні концентрацій від 0,01 до 3,00 мг/л, для марганцю та нікелю - від 0,005 до 1,000 мг/л.
Результати визначення концентрації розчинних іонів металів у модельних розчинах після сорбції діоксидом титану (зразок S0) і зразками, отриманими обробкою TiO2 постійним електричним полем в дистильованій воді (зразки S1, S2, S3) і розчині хлориду натрію (зразки S4, S5, S6), - нікелю.
Згідно з даними таблиць 2-4, встановлено, що вплив постійного електричного поля на реактив діоксиду титану помітно впливає на його сорбційні властивості. Зразки діоксиду титану, що знаходяться поблизу позитивно зарядженого електрода, більшою мірою знижують концентрацію іонів заліза, марганцю та нікелю порівняно із зразками, що знаходилися у негативно зарядженого електрода.
Максимальне зниження концентрації домішок заліза спостерігалося для зразка S4: з 3,00 до 0,54 мг/л, мінімальне для зразка S3 - до 1,73 мг/л (табл. 2).
Домішки іонів марганцю та нікелю ефективніше знижував зразок S1 з 1,00 до 0,19 та 0,20 мг/л відповідно, а мінімально - зразок S0: до 0,53 для іонів марганцю та до 0,50 мг/л для іонів нікелю (табл. 3-4).
Таблиця 2
Таблиця 3
Таким чином, зниження концентрації розчинних домішок іонів заліза, марганцю та нікелю після їх сорбції з використанням вихідного діоксиду титану та зразків, що пройшли обробку постійним електричним полем у дистильованій воді та розчині хлориду натрію в середньому склало: для необробленого TiO2 (S0); для оброблених у дистильованій воді: S1 - 4,1; S2 – 3,5; S3 – 3,4 разів; для діоксиду титану, обробленого в розчині хлориду натрію: S4 - 4,7; S5 – 3,5 S6 – 3,4 рази.
Таблиця 4
Найкращі результати очищення води від розчинних домішок заліза (II) отримані з використанням як сорбент необробленого постійним електричним полем і розчином електроліту діоксиду титану (час контакту - 20 хв). Через 60 хв сорбції концентрація іонів заліза (II) максимально знизилася з 3,00 до 1,73 мг/л, з використанням зразка S5 (табл. 1), але вже через 24 години кращі результати були отримані з використанням зразка S4 (табл. 1).
Вивчення процесу сорбції іонів марганцю (II) показало, що через 20 хв сорбції найкращі результати отримані для зразків S1 та S4: концентрація домішки знизилася від 1,00 до 0,31 мг/л. Через годину сорбції максимальне зниження концентрації домішок зафіксовано для зразка S4 концентрація знизилася до 0,21 мг/л. При збільшенні часу сорбції до 24 години на зразку S1 встановлено максимальне зниження концентрації домішки до 0,19 мг/л.
Концентрація розчинних домішок іонів нікелю (II) через 20 хв сорбції на зразку S4 максимально знизилася з 1,00 до 0,39 мг/л, і через 60 хв сорбції максимальне зниження домішки спостерігалося на цьому ж зразку - 0,37 мг/л, тобто максимальна сорбція відбувалася на ділянці. Через 24 години сорбції концентрація домішок знизилася максимально у присутності зразка S1 (до 0,20 мг/л).
Обробка постійним електричним полем призводить до поляризації частинок TiO2 та функціональних груп на їх поверхні. Внаслідок дії електричного поля частинки діоксиду титану поділяються на фракції, які виявляють різні сорбційні властивості по відношенню до розчинних домішок катіонів заліза, марганцю та нікелю. Дія постійного електричного поля призводить до перерозподілу концентрації функціональних груп поверхні діоксиду титану.
1. Обробка діоксиду титану, отриманого гідролізом TiCl4, постійним електричним полем призводить до його поділу на фракції, що відрізняються сорбційною активністю по відношенню до розчинних домішок іонів заліза (II), марганцю (II) і нікелю (II), що пов'язано зі зміною вмісту певних функціональних груп.
2. У середовищах, що не зміщують іонну рівновагу H+-OH-, кращі результати по сорбції іонів заліза (II) отримані на зразку діоксиду титану, обробленого постійним електричним полем в середовищі розчину хлориду натрію і взятого з міжелектродного простору (S4) 0,3 ).
3. Іони марганцю (II) краще сорбувалися зразком діоксиду титану, підданого впливу постійного електричного поля в середовищі дистильованої води і взятого також з міжелектродного простору (S1): знизив концентрацію з 1,00 до 0,19 мг/л (5,3 рази).
4. Зразок діоксиду титану, оброблений постійним електричним полем у дистильованій воді та взятий у середині міжелектродного простору (S1), призвів до максимального зниження концентрації іонів нікелю (II): з 1,00 до 0,20 мг/л (5 разів).
Рецензенти:
Козик В.В., д.т.н., професор, завідувач кафедри неорганічної хімії, ФДБОУ ВПО "Національний дослідницький Томський державний університет", м. Томськ;
Верещагін В.І., д.т.н., професор кафедри технології силікатів та наноматеріалів, ФДБОУ ВПО «Національний дослідницький політехнічний університет Томська», м. Томськ.
Робота надійшла до редакції 27.05.2013.
Бібліографічне посилання
Смирнова В.В., Ільїн А.П. ВПЛИВ ПОСТОЯННОГО ЕЛЕКТРИЧНОГО ПОЛЯ НА СОРБЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ДІОКСИДУ ТИТАНУ // Фундаментальні дослідження. - 2013. - № 6-6. - С. 1366-1371;URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=31742 (дата звернення: 01.02.2020). Пропонуємо до вашої уваги журнали, що видаються у видавництві «Академія Природознавства»
Діоксид титану. Властивості, застосування. Способи одержання.
Чистий діоксид титану (TiO2)- це безбарвна тверда кристалічна речовина. Незважаючи на безбарвність, у великих кількостях діоксид титану є надзвичайно ефективним білим пігментом, якщо він добре очищений. TiO2 практично не поглинає ніякого падаючого світла у видимій області спектра. Світло або передається, або заломлюється через кристал або відбивається на поверхнях.
TiO2- це стабільна (найстабільніша з усіх відомих білих пігментів), нелетюча, нерозчинна в кислотах, лугах і розчинах за нормальних умов речовина. Діоксид титану відрізняється високою стійкістю реакційної до різних сполук, у тому числі і до токсичних, що містяться в повітряному середовищі. Через свою інертність діоксид титану не токсичний і, загалом, вважається дуже безпечною речовиною. Він може контактувати з продуктами в упаковці, а в певних концентраціях його можна використовувати як харчовий барвник.
TiO2- Поліморфний і зустрічається в трьох основних кристалічних формах. Існують три форми, анатаз (октаедрит), рутил і брукіт, останній у природі зустрічаються рідко і, хоча цю форму і готують у лабораторіях, комерційного інтересу вона не представляє.
Рутильний діоксид приблизно на 30% краще розсіює світло (покриваність), ніж анатазний, тому останній використовується набагато рідше. До того ж, анатаз менш атмосферостійкий, ніж рутил. Анатаз набагато гірше працює у захисті полімеру (акрилату, пластмаси) від УФ променів і призводить до фотокаталізу та втрати властивостей полімеру (відбувається деструкція, вицвітання, мелення тощо).
Розсіювальна здатність
здатність пігменту до відображення світла видимої частини діапазону певних довжин хвиль. Цей показник у діоксиду титану залежить від діаметра частинок TiO2. При розмірі частинок 0,2 мкм сума розсіяного світла всім довжин хвиль максимальна. У разі збільшення розміру частки від 0,25 до 0,3 мкм розсіювання блакитного світла швидко знижується. Але розсіювання зеленого та червоного практично не змінюється. Тим не менш, при діаметрі частинок 0,15 мкм спостерігається максимальне розсіювання синього, в той час як розсіювання червоного і зеленого значно нижче.
Маслоємність
це здатність частинок пігменту утримувати на своїй поверхні певну кількість олії. Виражається вона в грамах на 100 г пігменту і коливається зазвичай від 10 до 20.
Покривистість
здатність пігменту при рівномірному розподілі обсягом робити невидимим колір вихідного матеріалу. Покриваність виражається в грамах пігменту, необхідного для того, щоб зробити невидимим колір поверхні площею 1 м2. Білі пігменти забезпечують покриваність шляхом розсіювання світлової хвилі будь-якої довжини видимого спектра. Чим меншим буде цей показник, тим нижча видаткова норма діоксиду титану в композиції.
Колір
властивість тіл викликати певне зорове відчуття відповідно до спектрального складу і інтенсивності видимого випромінювання, що відбивається або випромінюється ними. Сухий діоксид титану характеризується високою яскравістю, білизною і його здатність, що відбиває близька до відбиває здатності ідеального дифузора.
Світлостійкість
властивість матеріалу зберігати свій колір під впливом світлових променів. У процесі експлуатації виробу, особливо зовнішнього застосування, змінюють свій первісний колір під впливом ультрафіолетових променів природного світла та джерел штучного освітлення, що випромінюють ультрафіолетові промені.
Атмосферостійкість
властивість полімерних композицій чинити опір руйнівній дії сонячних променів, дощу, морозу, снігу, вітру та інших атмосферних факторів (наприклад, газів та пилу, що забруднюють нижні шари атмосфери).
Обробка поверхні необхідна збільшення стійкості до зовнішнім впливам. Неорганічна (Al2O3, SiO2) збільшує стійкість частинок діоксиду титану до кислотного впливу, що може призводити до руйнування пігментних частинок. Органічна обробка покращує розподіл частинок пігменту обсягом композиції.
Фізичні властивості діоксиду титану
Чистий діоксид титану є безбарвною кристалічною речовиною, що жовтіє при нагріванні. У тонкороздробленому стані – білий порошок. Практично не розчиняється у воді та мінеральних кислотах, крім плавикової та концентрованої сірчаної. Температура плавлення: 1870°C. Температура кипіння: 2500°C. Щільність при 20°C для рутила: 4235 г/см3.
Хімічні властивості діоксиду титану
Діоксид титану є амфотерним оксидом, тобто виявляє як кислотні, і основні властивості.
Повільно реагує з концентрованою сірчаною кислотою, розчиняючись у ній з утворенням відповідного сульфату:
TiO2+ 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O
Також діоксид титану поступово розчиняється в концентрованих розчинах лугів, наприклад, гідроксиді натрію, утворюючи титанати (похідні титанової кислоти):
TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3+ H2O
При нагріванні діоксиду титану в атмосфері аміаку утворюється нітрид титану:
4TiO2 + 4NH3 = 4TiN + 6H2O + O2
Сильними відновниками, наприклад активними металами (Ca, Mg, Na), вуглецем або воднем при високій температурі діоксид титану відновлюється до нижчих оксидів. При нагріванні з вуглецем в атмосфері хлору утворюється тетрахлорид титану TiCl4 - цей прийом використовується в промисловому масштабі для очищення титану від різних домішок.
Токсичні властивості діоксиду титану
Будучи хімічно інертним, діоксид титану є малонебезпечною речовиною. В організм може надходити у вигляді аерозолю при вдиханні або прийомі всередину.
Області застосування
Лакофарбові матеріали:
декоративні архітектурні фарби; емульсійні напівматові фарби; емульсійні глянцеві фарби; ґрунтовки, підкладки, шпаклівки; фарби на основі розчинника – глянсові; штукатурні розчини; силікатні фарби; покриття для дерев'яних матеріалів; цементний штукатурний розчин; фарби промислового призначення; штукатурка на основі синтетичних смол; полімерні покриття; фарби для ремонтних робіт; дрібнозернисті порошкові фарби; уф / uv - тверді фарби; фарби, отверждаемые кислотним затверджувачем; порошкові покриття; поліуретанові покриття; епоксидні покриття; фарби для дорожньої розмітки; фарби для суднових покриттів; високонаповнені фарби; електроосаджувані фарби; друкарські фарби.
Пластики:
високоміцний полівінілхлорид (для приміщень); гума; термопластмаса; термореактивний пластик; пластмаси на основі ненасичених поліефірів; еластоміри, каучук; покриття для підлоги (лінолеум)
Папір та картон:
паперові покриття; шпалери; парафінова папір; кольоровий папір
Синтетичні волокна/тканини:
для матування скрученого волокна
Косметика:
зубна паста, мило та ін.
Харчова промисловість:
карамель, жувальна гумка, цукор пудра та рафінад, жаб'ячі лапки, курка, свинячі та яловичі язики, молочні поросята, борошно, тісто, цукрова глазур, джеми, молочні коктейлі, бринза, сироватка, згущене молоко, будь-яка риб.
Фармацевтична промисловість:
пігментний діоксид титану, високої хімічної чистоти, для надання високого відбілюючого та покривистосного ефекту у фармацевтиці.
Друкована фарба:
для підвищення стійкості покриттів до атмосферних впливів
Каталізатор:
діоксид титану може бути використаний як каталізатор, як фотокаталізатор та як інертний базовий керамічний матеріал для активних компонентів.
Інші сфери використання:
захист деревини (підвищення атмосферостійкості за допомогою оптичної фільтрації шкідливої для деревини сонячної радіації), наповнення гуми, скляних емалей, скла та скляної кераміки, електрокераміки, очищення повітря, зварювальні флюкси, з'єднання, тверді сплави, хімічні їх температурах (наприклад, протипожежний захист печей з форсованою тягою), аналітична та дослідна хроматографія рідин, декоративний бетон (для надання білизни цементній фарбі)
Основні застосування діоксиду титану:
виробників лакофарбових матеріалів, зокрема, титанових білил - 57 % від усього споживання (діоксид титану рутильної модифікації має більш високі пігментні властивості - світлостійкість, здатність розбелювання та ін.)
виробництво пластмас - 21%
виробництво ламінованого паперу – 14 %
Інші застосування діоксиду титатану - у виробництві гумових виробів, скляному виробництві (термостійке та оптичне скло), як вогнетрив (обмазка зварювальних електродів та покриттів ливарних форм), у косметичних засобах (мило тощо), у харчовій промисловості (харчова добавка E171).
Діоксид титану може бути використаний для виготовлення сонячних батарей - перетворення сонячного світла на електроенергію; для виробництва водню; у сфері електроніки для псевдоконденсаторів і т.д.
Способи отримання
Пігменти діоксиду титану існує у двох формах - анатазна і рутильна і виробляються за двома технологічними схемами: сульфатний та хлорний способи.
У порівнянні з сульфатним хлоридний спосіб є більш екологічно чистим і досконалим завдяки можливості здійснювати процес у безперервному режимі, що передбачає повну автоматизацію виробництва. Однак він вибірковий до сировини, а у зв'язку з використанням хлору та високих температур вимагає застосування корозійностійкого обладнання.
Хлорний метод:
Хлорний метод отримання діоксиду титану полягає в тому, що вихідною сировиною (напівфабрикатом) є тетрахлорид титану. З нього діоксид титану можна одержувати методом гідролізу або спалюванням за високої температури. Тетрахлорид титану гідролізується при нагріванні водних розчинів або в газовій фазі під дією парів води.
Сульфатний метод:
Технологія виробництва складається з трьох етапів:
одержання розчинів сульфату титану (шляхом обробки концентрацій ільменіту сірчаною кислотою). В результаті одержують суміш сульфату титану та сульфатів заліза (II) та (III), останній відновлюють металевим залізом до ступеня окислення заліза +2. Після відновлення на барабанних вакуум-фільтрах відокремлюють сульфатів розчинів від шламу. Сульфат заліза(II) відокремлюють у вакуум-кристалізаторі.
гідроліз розчину сульфатних солей титану Гідроліз проводять методом введення зародків (їх готують осаджуючи Ti(OH)4 з розчинів титану сульфату гідроксидом натрію). На етапі гідролізу частинки гідролізату (гідратів діоксиду титану), що утворюються, володіють високою адсорбційною здатністю, особливо по відношенню до солей Fe3+, саме з цієї причини на попередній стадії тривалентне залізо відновлюється до двовалентного. Варіюючи умови проведення гідролізу (концентрацію, тривалість стадій, кількість зародків, кислотність тощо) можна досягти виходу частинок гідролізату із заданими властивостями, залежно від передбачуваного застосування.
термообробка гідратів діоксиду титану На цьому етапі, варіюючи температуру сушіння і використовуючи добавки (такі, як оксид цинку, хлорид титану і використовуючи інші методи можна провести рутилізацію (тобто перебудову оксиду титану в рутильну модифікацію). Для термообробки використовують обертові барабанні печі довжиною 40-60. оксиду титану переходять у форму діоксиду титану), а також діоксид сірки.
Видобуток діоксид титану
В останні роки надзвичайно швидко зростає виробництво діоксиду титану у Китаї.
У Росії її пігментний діоксид титану не виробляють, але виробляють технічні марки, які у металургії. На території СНД діоксид титану виробляється в Україні підприємствами "Сумихімпром", місто Суми, "Кримський титан", м. Армянськ) та КП "Титано-магнієвий комбінат" (м. Запоріжжя). Сумський державний інститут мінеральних добрив та пігментів (МІНДІП) у своїх науково-дослідних роботах особливе місце приділяє технологіям одержання оксиду титану (IV) сульфатним способом: дослідження, розробка нових марок, модернізація технології та апаратурного оформлення процесу.
Знаходження у природі
У чистому вигляді у природі зустрічається у вигляді мінералів рутила, анатазу та брукіту (за будовою перші два мають тетрагональну, а останній – ромбічну сингонію), причому основну частину становить рутил.
Третє у світі за запасами рутила родовище знаходиться у Розповідівському районі Тамбовської області. Великі родовища знаходяться також у Чилі (Cerro Bianco), канадській провінції Квебек, Сьєрра-Леоне.
УДК 677.077.62
М. А. Саляхова, І. Ш. Абдуллін, В. В. Уваєв, Е. Н. Пухачова
ДОСЛІДЖЕННЯ АДСОРБЦІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ
З ВПРОВАДЖЕНИМ ДІОКСИДОМ ТИТАНУ
Ключові слова: композиційний матеріал з впровадженим діоксидом титану, діоксид титану, діоксид кремнію, сорбція,
адсорбційні властивості.
Адсорбційні властивості фотокаталітичного композитного матеріалу оцінюють за двома показниками: рівноважною величиною сорбції насичених парів бензолу та етилацетату зразками матеріалу та граничним обсягом сорбційного простору зразків матеріалу.
Keywords: комбінований матеріал з одержаним титану диоксиду, титану диоксиду, silica, sorption, adsorption properties.
Adsorption properties of photocatalytic composite material is evaluated by two parmeters: value of equilibrium sorption saturated vapors of benzene and ethyl acetate samples of material and limit the volume of sorption space material samples.
В останні роки інтенсивно розвиваються дослідження та розробка захисних матеріалів нового покоління та виробів з них з використанням наносистем. Найбільш часто у фотокаталітичному процесі використовується діоксид титану як один із найбільш хімічно та термічно стабільних та нетоксичних продуктів. Нанорозмірні неорганічні оксиди можуть використовуватися для знезараження матеріалів, забруднених небезпечними токсичними речовинами, у тому числі отруйними речовинами, а також для очищення повітря від домішок парів та газів токсичних хімічних речовин.
Композиційний матеріал отримують шляхом послідовного формування на тканій целлю-лозосодержащей текстильної основі шару адсорбенту, потім фотокаталітичного шару. Формування шару адсорбенту на тканій або нетканій целюлозо-містить текстильної основі відбувається за золь-гель технології в результаті просочування текстильної основи водною дисперсією, що містить нанорозмірні частинки оксиду алюмінію, і сушіння при температурі (100±5) оС. Позитивно заряджені частинки оксиду алюмінію закріплюються на негативно зарядженій поверхні текстильної основи як за рахунок електростатичної взаємодії, так і за рахунок механічного утримання частинок оксиду алюмінію волокном текстильної основи. Формування фотокаталітичного шару на тканій целюлозосодержащей текстильній основі, що містить шар адсорбенту, відбувається за золь-гель технології в результаті просочення зразка матеріалу водною дисперсією, що містить комплекс діоксиду кремнію з діоксидом титану, сушіння просоченого зразка при температурі (80-90) оС протягом 0 0±5) оС. Розвинена поверхня оксиду алюмінію, закріпленого на поверхні текстильної основи, забезпечує відмінну адгезію комплексу діоксиду кремнію з діоксидом титану на поверхні шару адсорбенту.
При формуванні на текстильній основі шару адсорбенту та фотокаталітичного шару від-
ділові волокна не ушкоджуються і текстура текстильної основи не змінюється.
Фотокаталітичний композитний матеріал, що містить ткану або целюлозосодержащую текстильну основу, фотокаталітичний шар, що включає комплекс діоксиду кремнію модифікованого алюмінат-іонами і діоксиду титану анатазної модифікації, і шар адсорбенту, що містить оксид алюмінію бемітної структури, сорбційними властивостями щодо полярних та неполярних хімічних сполук, виявляє високу фотокаталітичну активність та антибактеріальні властивості при опроміненні УФ світлом. В якості матеріалу для утворення шару адсорбенту використовують водну дисперсію оксиду алюмінію, Водна дисперсія містить нанорозмірні частинки оксиду алюмінію бемітної структури в кількості 9,0-9,5 мас.%, рН розчину 3,8. Методом порошкової дифрактометрії встановлено, що нанорозмірний оксид алюмінію має ромбічну кристалічну структуру беміту (y-AЮOH) (№ 01-083-1506 у базі даних PDF-2). Оксид алюмінію бемітної структури має розвинену поверхню, високий електропозитивний заряд, має адсорбційні властивості по відношенню до полярних і неполярних хімічних сполук, здатність вловлювати мікроорганізми.
Адсорбційні властивості фотокаталітичного композитного матеріалу оцінюють за двома показниками: рівноважною величиною сорбції насичених парів бензолу та етилацетату зразками матеріалу та граничним обсягом сорбційного простору зразків матеріалу в умовах статичної активності при температурі 25оС. Адсорбційні властивості фотокаталітичного композитного матеріалу на основі бавовняної тканини представлені в таблицях 1 та 2.
Таблиця 1 - Адсорбційні властивості фотокаталітичного композитного матеріалу на основі бавовняної тканини
фотокаталітичного бензолу
композитного матеріалу, %
Фото- Зв'язую- Адсор- Рівне- Межа-
каталищеSiО2мо бент весна ний об'-
затор дифі- (Y- величина ем сорб-
TiO2, ціро- A1OOH) сорбції цій-ного
анатаз ванни беміт aS, мг/г про-
А1(ОН)4- мандрівки
25 25 50 104 118
Рівноважну величину сорбції насичених пар хімічної сполуки зразком матеріалу визначають як відношення кількості парів хімічної сполуки, поглинених цим зразком, до маси зразка. Граничний обсяг сорбційного простору зразка матеріалу розраховують, виходячи з рівноважної величини сорбції та щільності хімічної сполуки.
Таблиця 2 - Адсорбційні властивості фотокаталітичного композитного матеріалу на основі бавовняної тканини
Як видно з наведених у таблицях 1 і 2 прикладів, композиційний матеріал з впровадженим діоксидом титану характеризується підвищеними адсорбційними властивостями по відношенню до полярних і неполярних хімічних сполук завдяки збільшенню доступної площі поверхні двох адсорбентів - нанодисперсних оксидів кремнію та алюмінію.
Література
1. Фільтруюче-сорбуючий матеріал із впровадженим фотокаталізатором / М.А.Саляхова [та ін.] // Вісник Казанського Технологічного Університету. -2013.т.16. № 23. – С. 52-53.
2. Фотохімічна деструкція текстильних матеріалів/М.А.Саляхова [та ін.]// Вісник Казанського Технологічного Університету. – 2013.т.16. № 17. – З 92-93.
3. Шабанова, Н.А. Хімія та технологія нанодисперсних оксидів [Текст]/Н.А. Шабанова, В.В.Попов, П.Д.Саркісов – М.: ІКЦ «Академкнига», 2007. – 309 с.
Фото-каталізатор TiO2, анатаз Зв'язуючеSiО2 модифікований А1(ОН)4- Адсорбент (Y- A1OOH) беміт Рівноважна величина сорбції aS, мг/г Граничний об'єм сорбційного простору WS, см3/г
25 25 50 134 152
25 30 45 130 148
25 35 40 128 145
30 30 40 126 143
30 35 35 122 139
35 35 30 119 135
© М. А. Саляхова – асп. кав. плазмохімічних та нанотехнологій високомолекулярних матеріалів КНІТУ, [email protected]; І. Ш. Абдуллін – д-р техн. наук, проф., зав. кав. плазмохімічних і нанотехнологій високомолекулярних матеріалів КНІТУ, аЪ(М1т^@к51и.ги; В. В. Уваєв - канд. хім. наук, ген. дир. ВАТ «КазХімНДІ»; Е. Н. Пухачова - канд. техн. наук, ст. наук. [email protected].
©M. A. Salyahova - postgraduate chair of plasmochemical and nanotechnology of high-molecular materials KNRTU, [email protected]; I. Sh. Abdullin - доктор технічних наук, школяр плазмихімічних і нанотехнологій високотехнологічних матеріалів KNRTU, а [email protected]; V. V. Uvaev - candidate of technical sciences, General Director, of Kazan Chemical Scientific-Research Institute; Е.Н. [email protected].