Ультразвуковий та механохімічний синтези нанодисперсної ТіO2/SnO2 системи

• Дата: 2020
• Автор: Sachuk, O.V.
• Формат: Стаття
• Мова: Українська
• Опубліковано: V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2020
• Теми: ТіO2/SnO2 система; композит; етанол; каталізатор; оксиди титану і олова
• Онлайн доступ: https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/39
• Назва журналу: Catalysis and petrochemistry

Досліджено вплив механохімічної (МХО) (протягом 4 год в атмосфері повітря) та ультразвукової (УЗО, сонохімічна) обробки (протягом 2 годин у водному середовищі) на фізикохімічні властивості ТіO2/SnO2 системи з молярним співвідношенням оксидів 1:1. Методом РФА було зафіксовано, що в процесі оброб-ки ТіO2/SnO2=1:1 композиції відбувається анізотропна деформація оксиду олова та зменшення розмірів кристалітів вихідних оксидів. Результати розрахунків розмірів частинок показали, що в процесі МХО утворюються кристали з розмірами близько 20 нм, тоді як після УЗО даний показник слабко відрізняється від значень для вихідного зразка і становить понад 50 нм за рахунок збільшення питомої площі поверхні та об’єму пор. Аналіз поруватої структури показав, що в процесі механо- та соноактивації відбувається збільшення питомої площі поверхні і об’єму пор в 2-4 рази. Дослідження структури зразків методом ТЕМ показали, що внаслідок активації спостерігається утворення агломератів, які складаються з нанодисперсних кільцеподібних кристалів з розмірами 15-20 нм після МХО та 40-50 нм після УЗО. Каталітичні властивості ТіO2/SnO2=1:1 зразків були протестовані в реакції селективного окиснення етанолу. Результати досліджень на прикладі соноактивованого зразка показали, що ультразвукова обробка зразка порівняно з вихідним зразком дозволяє збільшити селективність оцтового альдегіду при низьких температурах (T<185°C, S = 100%) і водню при 360°С з максимальною селективністю за цим продуктом 41%. Одержані дані показують збільшення каталітичної активності каталізатора, що веде до збільшення його продуктивності з 4 до 10 л/кгкат×год. Встановлено, що утворення складної композиції нанодисперсних оксидів титану та олова завдяки механохімічній та ультразвуковій активації веде до збільшення її активності в реакції фотокаталітичного розкладу водного розчину барвника сафраніну Т. Показано, що константа швидкості деградації барвника на соноактивованому зразку під дією як видимого, так і УФ-світла трохи більша, ніж у випадку механохімічної обробки.