![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Проекут посвящен разработке оригинального метода идентификации дефектов, образующихся при гетеровалентных замещениях в структуре TiO2, посредством анализа мессбауэровских спектров 57Fe, 121Sb и 119Sn, а также - экспериментальнеому определению влияния зарядкомпенсирующих дефектоа на фотокаталитическую активность TiO2 на примере реакции обесцвечивания водных растворов метилоранжа
The project is devoted to the development of an original method of identification of defects formed upon heterovalent substitutions in TiO2 host lattice by means of analysis of 57Fe, 121Sb and 119Sn Mossbauer spectra, and to the experimental determination of the impact of charge balancing defects on the photocatalytic activity of TiO2 in the reaction of decolorization of aqueous solutions of methyl orange
Определение механизма влияния добавок трехвалентного железа в структуре анатаза на константу скорости реакции обесцвечивания растворов метилоранжа при УФ-облучении.
Определение мессбауэровских параметров ионов Fe3+, содержащих в ближайшем окружении вакансию кислорода.
Оптимизация условий модифицирования порошков анатаза гетеровалентными катионами железа
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Комбинированное применение мессбауэровской спектроскопии на ядрах 57Fe, 121Sb и 119Sn для выяснения влияния индивидуальных зарядкомпенсирующих дефектов на фотокаталитическую активность диоксида титана, модифицированного гетеровалентными катионами Fe3+ |
Результаты этапа: Обнаружено распределение катионов Fe3+ по двум неэквивалентным позициям в структуре TiO2, резко различающимся значениями градиента электрического поля на ядрах 57Fe.Для низких концентраций Fe выявлено усиление УФ-фотокаталитической активности при введении эквивалентного количества катионов Sb5+.Анализ мессбауэровских спектров 121Sb доказал отсутствие частичного перехода сурьмы в трехвалентное состояние. | ||
2 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Комбинированное применение мессбауэровской спектроскопии на ядрах 57Fe, 121Sb и 119Sn для выяснения влияния индивидуальных зарядкомпенсирующих дефектов на фотокаталитическую активность диоксида титана, модифицированного гетеровалентными катионами Fe3+ |
Результаты этапа: Присутствие сурьмы в образцах (x at% Fe3+ + x at% Sb5+):TiO2, содержавших варьируемые эквимолярные количества (0,15 x 1) двух модифицирующих катионов, во всех случаях сопровождалось увеличением константы скорости k реакции фотокаталитического обесцвечивания раствора метилоранжа. Тем не менее, обнаруженное изменение кинетики этой тестовой реакции, согласующееся с уменьшением концентрации вакансий кислорода VO в результате введения Sb5+, быстро ослабевало по мере возрастания x. Указанный эффект объяснен увеличением числа образовавшихся ассоциатов Fe3+ – VO, замедляющих диффузию вакансий VO к поверхности TiO2, а следовательно, и скорость их отжига в исследуемом катализаторе. Исследование влияния продолжительности (t) отжига на воздухе при 500 С на фотокаталитическую активность образца 2 ат% Fe3+:TiO2 показало, что по прошествии t = 20 ч модифицирующие ионы Fe3+ продолжали оставаться в позициях, в которых они находились в образце TiO2, отожженном при 500 С в течение t = 2 ч. Это следовало из рассмотрения мессбауэровского спектра 57Fe, полученного при 77 K, в котором отсутствовала секстетная компонента, отвечавшая сверхтонкому полю Н = 520 кЭ, обычно проявлявшаяся при исследовании высокодисперсных частиц Fe2O3, характеризующихся суперпарамагнитными свойствами. На вхождение подавляющего количества ионов 57Fе3+ в структуре TiO2 также указало отсутствие восстановления фотокаталитической активности, ожидавшегося при уменьшения концентрации Fe3+ и, следовательно, числа вакансий кислорода VO, компенсирующих дефицит заряда этих катионов. Результаты этапа 2020 г.. опубликованы в журнале Mendeleev Communicaions. | ||
3 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Комбинированное применение мессбауэровской спектроскопии на ядрах 57Fe, 121Sb и 119Sn для выяснения влияния индивидуальных зарядкомпенсирующих дефектов на фотокаталитическую активность диоксида титана, модифицированного гетеровалентными катионами Fe3+ |
Результаты этапа: Применение мессбауэровской спектроскопия 119Sn позволило впервые выбрать адекватные образцы для проведения фотокаталитических экспериментов, продемонстрировавших отсутствие значимого влиянии добавок Sn4+ на константу скорости тестовой реакции, независимо от локализации этих ионов в объеме или на поверхности частиц TiO2. Применение мессбауэровской спектроскопии 121Sb для диагностики электронной структуры и локального окружения поверхностных ионов Sb3+(изовалентных модифицирующим катионам Cr3+ и Fe3+), позволило впервые наблюдать подавление стереохимически активной неподеленной электронной парой Sb3+ отрицательного воздействие соседней вакансии VO на кинетику фотокаталитической реакции. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".