Доповані неметалами наноструктури ТіО2: одержання, стан допантів, властивості
В даній роботі використано плавикову кислоту та гідрофторид амонію, як прекурсори фтору, та тіосечовину і сірчану кислоту, як прекурсори сірки та проведенно порівняння фазового складу, морфології, текстури, електронної будови допованих неметалами наноструктур ТіО2, розглянуто хімічний стан допантів...
Gespeichert in:
| Datum: | 2024 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
2024
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/111 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Catalysis and petrochemistry |
Institution
Catalysis and petrochemistry| _version_ | 1859471885631225856 |
|---|---|
| author | Romanovska, Natalia I. Manoryk, Petro A. |
| author_facet | Romanovska, Natalia I. Manoryk, Petro A. |
| author_sort | Romanovska, Natalia I. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-02-23T14:05:01Z |
| description | В даній роботі використано плавикову кислоту та гідрофторид амонію, як прекурсори фтору, та тіосечовину і сірчану кислоту, як прекурсори сірки та проведенно порівняння фазового складу, морфології, текстури, електронної будови допованих неметалами наноструктур ТіО2, розглянуто хімічний стан допантів в одержаних матеріалах та досліджено вплив зазначених факторів на фотокаталітичну активність в процесах фотодеградації складних органічних сполук на прикладі антибіотика тетрациклінового ряду - доксицикліну.Показано, що плавикова кислота та тіосечовина зумовлюють формування кристалічної фази анатазу, тоді як при низьких співвідношеннях гідрофториду амонію до бутоксиду титану формується гетероструктури анатазу з брукітом, а при високих співвідношення сірчаної кислоти до бутоксиду титану спостерігається формування кристалічної фази титаніл сульфату. Встановлено, що плавикова кислота зумовлює формування частинок пластинчастої морфології, а наявність сірчаної кислоти в золь-гель реакційній суміші приводить до формування частинок сфероїдальної морфології, які при невеликих співвідношеннях сірчаної кислоти до бутоксиду титану формують нещільноагломеровані частинки сфероїдальної морфології, які сформовані з кристалітів анатазу. Досліджено фотокаталітчну активность кодопованих наноструктур ТіО2 в процесі фотодеградації доксицикліну при опроміненні світлом УФ- та видимого діапазону та встановлено, що при опроміненні світлом УФ-діапазону активність, в основному, залежить від фазового складу і розмірів кристалітів, тоді як при опроміненні світлом видимого діапазону активність залежить від вмісту міжфузлових допантів, які підвищують чутливість матеріалів до видимого світла. Встановлено, що отримані в присутності гідрофториду амонію кодоповані азотом, вуглецем і фтором наноструктури ТіО2 характеризуються наявність поверхневих Ті-F груп та міжвузлового вуглецю і поверхневого карбонату, тоді як отримані в присутності тіосечовини кодоповані вуглецем і сіркою ТіО2 наноструктури після гідротермальної обробки містять Ті-SH групи, які в результаті кальцинування при 450 °С окиснюються з утворенням міжвузлової сірки (S6+) та поверхневого сульфату. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:39Z |
| format | Article |
| id | oai:katalizorgua:article-111 |
| institution | Catalysis and petrochemistry |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:39Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:katalizorgua:article-1112026-02-23T14:05:01Z Доповані неметалами наноструктури ТіО2: одержання, стан допантів, властивості Nonmetal doped TiO2 nanostructures: preparation, chemical states of dopants, properties Romanovska, Natalia I. Manoryk, Petro A. titanium dioxide, doping, sulfur, fluorine, photocatalysis, doxycycline діоксид титану, допування, сірка, фтор, фотокаталіз, доксициклін В даній роботі використано плавикову кислоту та гідрофторид амонію, як прекурсори фтору, та тіосечовину і сірчану кислоту, як прекурсори сірки та проведенно порівняння фазового складу, морфології, текстури, електронної будови допованих неметалами наноструктур ТіО2, розглянуто хімічний стан допантів в одержаних матеріалах та досліджено вплив зазначених факторів на фотокаталітичну активність в процесах фотодеградації складних органічних сполук на прикладі антибіотика тетрациклінового ряду - доксицикліну.Показано, що плавикова кислота та тіосечовина зумовлюють формування кристалічної фази анатазу, тоді як при низьких співвідношеннях гідрофториду амонію до бутоксиду титану формується гетероструктури анатазу з брукітом, а при високих співвідношення сірчаної кислоти до бутоксиду титану спостерігається формування кристалічної фази титаніл сульфату. Встановлено, що плавикова кислота зумовлює формування частинок пластинчастої морфології, а наявність сірчаної кислоти в золь-гель реакційній суміші приводить до формування частинок сфероїдальної морфології, які при невеликих співвідношеннях сірчаної кислоти до бутоксиду титану формують нещільноагломеровані частинки сфероїдальної морфології, які сформовані з кристалітів анатазу. Досліджено фотокаталітчну активность кодопованих наноструктур ТіО2 в процесі фотодеградації доксицикліну при опроміненні світлом УФ- та видимого діапазону та встановлено, що при опроміненні світлом УФ-діапазону активність, в основному, залежить від фазового складу і розмірів кристалітів, тоді як при опроміненні світлом видимого діапазону активність залежить від вмісту міжфузлових допантів, які підвищують чутливість матеріалів до видимого світла. Встановлено, що отримані в присутності гідрофториду амонію кодоповані азотом, вуглецем і фтором наноструктури ТіО2 характеризуються наявність поверхневих Ті-F груп та міжвузлового вуглецю і поверхневого карбонату, тоді як отримані в присутності тіосечовини кодоповані вуглецем і сіркою ТіО2 наноструктури після гідротермальної обробки містять Ті-SH групи, які в результаті кальцинування при 450 °С окиснюються з утворенням міжвузлової сірки (S6+) та поверхневого сульфату. In this work, hydrofluoric acid and ammonium hydrofluoride were used as fluorine precursors, and thiourea and sulfuric acid - as sulfur precursors, and the phase composition, morphology, texture, and electronic structure of non-metals doped TiO2 nanostructures compared, the chemical state of dopants in the obtained materials was examined, and the influence of the specified factors on photocatalytic activity in the processes of photodegradation of complex organic compounds, for example on antibiotic of the tetracycline series – doxycycline, was stadied. It is shown that hydrofluoric acid and thiourea lead to the formation of anatase, while at low ratios of ammonium hydrofluoride to titanium butoxide, anatase heterostructures with brukite are formed, and at high ratios of sulfuric acid to titanium butoxide, the formation of the crystalline phase of titanyl sulfate is observed. It was determined that hydrofluoric acid causes the formation Sheet-like morphology, and the presence of sulfuric acid in the sol-gel reaction mixture leads to the formation of spheroidal particles, which at small ratios of sulfuric acid to titanium butoxide form loosely agglomerated particles of spheroidal morphology, which are formed from anatase crystallites. The photocatalytic activity of codoped TiO2 nanostructures in the doxycycline photodegradation process under UV and visible light irradiation was investigated and it was established that under UV light irradiation the activity mainly depends on the phase composition and crystallite sizes, while under visible light irradiation the activity depends from the interstitual dopants content that increase the materials sensitivity to visible light. It was established that nitrogen, carbon and fluorine co-doped TiO2 nanostructures obtained in the presence of ammonium hydrofluoride are characterized by the presence of surface Ti-F groups and interstitual carbon and surface carbonate, while carbon and sulfur co-doped TiO2 nanostructures obtained in the presence of thiourea after hydrothermal treatment contain Ti-SH groups, which are oxidized as a result of calcination at 450 °C are oxidized with the formation of interstitual sulfur (S6+) and surface sulfate. V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2024-12-10 Article Article application/pdf https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/111 10.15407/kataliz2024.35.041 Catalysis and petrochemistry; No. 35 (2024): Catalysis and petrochemistry; 41-71 Каталіз та нафтохімія; № 35 (2024): Каталіз та нафтохімія; 41-71 2707-5796 2412-4176 10.15407/kataliz2024.35 uk https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/111/100 Copyright (c) 2024 Catalysis and petrochemistry |
| spellingShingle | діоксид титану допування сірка фтор фотокаталіз доксициклін Romanovska, Natalia I. Manoryk, Petro A. Доповані неметалами наноструктури ТіО2: одержання, стан допантів, властивості |
| title | Доповані неметалами наноструктури ТіО2: одержання, стан допантів, властивості |
| title_alt | Nonmetal doped TiO2 nanostructures: preparation, chemical states of dopants, properties |
| title_full | Доповані неметалами наноструктури ТіО2: одержання, стан допантів, властивості |
| title_fullStr | Доповані неметалами наноструктури ТіО2: одержання, стан допантів, властивості |
| title_full_unstemmed | Доповані неметалами наноструктури ТіО2: одержання, стан допантів, властивості |
| title_short | Доповані неметалами наноструктури ТіО2: одержання, стан допантів, властивості |
| title_sort | доповані неметалами наноструктури тіо2: одержання, стан допантів, властивості |
| topic | діоксид титану допування сірка фтор фотокаталіз доксициклін |
| topic_facet | titanium dioxide doping sulfur fluorine photocatalysis doxycycline діоксид титану допування сірка фтор фотокаталіз доксициклін |
| url | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/111 |
| work_keys_str_mv | AT romanovskanataliai dopovanínemetalaminanostrukturitío2oderžannâstandopantívvlastivostí AT manorykpetroa dopovanínemetalaminanostrukturitío2oderžannâstandopantívvlastivostí AT romanovskanataliai nonmetaldopedtio2nanostructurespreparationchemicalstatesofdopantsproperties AT manorykpetroa nonmetaldopedtio2nanostructurespreparationchemicalstatesofdopantsproperties |