ИСТИНА

С каждым годом проблема загрязнения воды и воздуха в крупных городах приобретает все большее значение для их устойчивого развития. Одним из наиболее перспективных способов очистки является метод фотокаталитического разложения загрязнителей в присутствии высокодисперсных полупроводниковых оксидов (TiO2, ZnO, WO3) под действием ультрафиолетового излучения [2]. Для практического развития данного метода очистки, необходимо создание конструкционных материалов, обладающих собственной фотокаталитической активностью или пригодных для закрепления на них фотокатализаторов. Одним из наиболее подходящих для этого материалов могут служить изделия из рутильной (TiO2) керамики, полученные способом окислительного конструирования тонкостенной керамики (ОКТК) [1]. Данный метод основывается на контролируемом окислении тонкостенных металлических преформ до наиболее термодинамически устойчивых оксидов в высших степенях окисления, сохраняющих исходные форму и размеры металлической преформы. В данной работе исследована возможность поверхностной модификации рутильной керамики, полученной методом ОКТК, посредством наращивания на нее наночастиц более фотокаталитически активных фаз TiO2 - анатаза и брукита. Процедуру поверхностной модификации проводили последовательной двухстадийной гидротермальной обработкой (ГО) тонких пластинок рутильной керамики [3]. В ходе первой ГО в растворе 15М NaOH, на поверхности рутильных пластинок были выращены нитевидные кристаллы титаната натрия переменного состава длиной 3-5 мкм и сечением 200-300 нм. Полученные нитевидные кристаллы переводили в протонированную форму титановой кислоты (Н-форму), посредством многократного промывания в растворе HCl. Конверсию Н-формы нитевидных кристаллов в фазы анатаза и брукита проводили с помощью второй ГО модифицируемых пластинок в растворе 0,05М HNO3. Свойства полученных материалов были исследованы методами РЭМ, РФА, СДО, БЭТ. Покрытия, полученные на поверхности рутильной керамики в результате синтеза, представляют собой полые нитевидные кристаллы длиной 3-5 мкм и сечением 200-300 нм, покрытые наночастицами диаметром 50-100 нм. Удельная площадь поверхности наращенного на керамику модифицирующего слоя составила ~50 м2/г по данным низкотемпературной адсорбции азота. Фазовый состав модифицирующего слоя, согласно данным РФА соответствует фазам анатаза и брукита. Длительности первой и второй ГО варьировали в диапазоне 6 - 48 часов для исследования динамики образования соответствующих фаз. На основе полученных данных был предложен механизм процессов, протекающих при поверхностной модификации рутильной керамики. Литература 1. Ковалев И.А. Изучение газовой проницаемости рутильной керамики, полученной окислительным конструированием // Перспективные материалы. 2013, № 3, 47-50. 2. Akira Fujishima. Titanium dioxide photocatalysis // Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews. 2000, 1–21. 3. Zhu H.Y. Phase Transition between Nanostructures of Titanate and Titanium Dioxides via Simple Wet-Chemical Reactions // J. AM. CHEM. SOC. 2005, vol.27, №18. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 16-33-00984 мол_а