Отримання та характеризація діоксиду титану, модифікованого вуглецем, з підвищеною фотокаталітичною активністю
The aim of our work was to prepare nanoscale composites based on TiO2 and carbon photocatalytically active under UV and visible irradiation in the destruction of safranin T. The samples were characterized by XRD, BET, SEM, UV-Vis and IR spectroscopy. X-ray analysis revealed photocatalytically active...
Збережено в:
| Дата: | 2016 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2016
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/403 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543883404509184 |
|---|---|
| author | Bondarenko, M. V. Khalyavka, T. A. Camyshan, S. V. Petrik, I. S. |
| author_facet | Bondarenko, M. V. Khalyavka, T. A. Camyshan, S. V. Petrik, I. S. |
| author_sort | Bondarenko, M. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:15:22Z |
| description | The aim of our work was to prepare nanoscale composites based on TiO2 and carbon photocatalytically active under UV and visible irradiation in the destruction of safranin T. The samples were characterized by XRD, BET, SEM, UV-Vis and IR spectroscopy. X-ray analysis revealed photocatalytically active phase of anatase in all the composites. The powders consist of roundish agglomerates, crystallite size in agglomerates is 15 nm. Analysis of nitrogen sorption–desorption isotherms for the samples show the presence of a hysteresis loop which is the evidence for mesoporous structure. Vibrational spectra of the composites reveal the following bands: near 700 cm?1 corresponding to the Ti–O stretching vibration; around 3407 cm–1 attributed to the surface-adsorbed H2O; at 1628 cm–1 which is referred to deformational vibrations in adsorbed water, and around 1300–1500 cm–1 corresponding to carbon–oxygen bonds. Absorption spectra of nanocomposites show a bathochromic shift as compared with those of TiO2. Modification of TiO2 with carbon leads to band gap narrowing of composites, as well as to emerging of additional energy levels in the band gap of TiO2 with energies of 3.12–3.14 eV under valence band; that leads to sensitizing of C/TiO2 composites to visible irradiation. Nanocomposites show higher photocatalytic activity compared to pure TiO2. It may be connected with the participation of carbon in the inhibition of electron–hole recombination, prolongation of charge lifetime, increasing of efficiency of interfacial charge separation from TiO2 to carbon and formation of doping electronic states inside the TiO2 band gap. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:48Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-403 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:42Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-4032022-06-29T10:15:22Z Preparation and characterization of titanium dioxide modified with carbon with enhanced photocatalytic activity Получение и характеризация диоксида титана, модифицированного углеродом, с повышенной фотокаталитической активностью Отримання та характеризація діоксиду титану, модифікованого вуглецем, з підвищеною фотокаталітичною активністю Bondarenko, M. V. Khalyavka, T. A. Camyshan, S. V. Petrik, I. S. titanium dioxide carbon safranin T photocatalysis діоксид титану вуглець cафранін Т фотокаталіз диоксид титана углерод cафранин T фотокатализ The aim of our work was to prepare nanoscale composites based on TiO2 and carbon photocatalytically active under UV and visible irradiation in the destruction of safranin T. The samples were characterized by XRD, BET, SEM, UV-Vis and IR spectroscopy. X-ray analysis revealed photocatalytically active phase of anatase in all the composites. The powders consist of roundish agglomerates, crystallite size in agglomerates is 15 nm. Analysis of nitrogen sorption–desorption isotherms for the samples show the presence of a hysteresis loop which is the evidence for mesoporous structure. Vibrational spectra of the composites reveal the following bands: near 700 cm?1 corresponding to the Ti–O stretching vibration; around 3407 cm–1 attributed to the surface-adsorbed H2O; at 1628 cm–1 which is referred to deformational vibrations in adsorbed water, and around 1300–1500 cm–1 corresponding to carbon–oxygen bonds. Absorption spectra of nanocomposites show a bathochromic shift as compared with those of TiO2. Modification of TiO2 with carbon leads to band gap narrowing of composites, as well as to emerging of additional energy levels in the band gap of TiO2 with energies of 3.12–3.14 eV under valence band; that leads to sensitizing of C/TiO2 composites to visible irradiation. Nanocomposites show higher photocatalytic activity compared to pure TiO2. It may be connected with the participation of carbon in the inhibition of electron–hole recombination, prolongation of charge lifetime, increasing of efficiency of interfacial charge separation from TiO2 to carbon and formation of doping electronic states inside the TiO2 band gap. Получены наноразмерные композиционные материалы на основе диоксида титана и углерода. Образцы характеризовали методами РФА, БЭТ, СЭМ, УФ и видимой спектроскопии, а также ИК-спектроскопии. Рентгенофазовый анализ показал наличие фотокаталитически активной фазы анатаза во всех композитах. Исследование изотерм сорбции-десорбции азота для синтезированных образцов показало наличие петли гистерезиса, что свидетельствует о мезопористой структуре порошков. Установлено, что композиты состоят из округлых агломератов, размер кристаллитов в которых составляет 15 нм. Нанокомпозитные образцы проявили более высокую фотокаталитическую активность в деструкции органического красителя cафранина Т при УФ и видимом облучении по сравнению с чистым диоксидом титана. Это может быть связано с участием углерода в ингибировании процесса рекомбинации электронов и дырок, продлении жизни зарядов, увеличении эффективности межфазового разделения зарядов на границе фаз TiO2 и углерод, а также формировании дополнительных электронных уровней. Одержано нанорозмірні композиційні матеріали на основі діоксиду титану і вуглецю. Зразки характеризували методами РФА, БЕТ, СЕМ, УФ і видимої спектроскопіїї та ІЧ-спектроскопії. За допомогою рентгенофазового аналізу в усіх композитах виявлено фотокаталітично активну фазу анатазу. Дослідження ізотерм сорбції-десорбції азоту для синтезованих зразків показало наявність петлі гістерезису, що свідчить про мезопорувату структуру порошків. Встановлено, що композити складаються з круглястих агломератів, розмір кристалітів в яких становить 15 нм. Нанокомпозитні зразки виявили підвищену фотокаталітичну активність в деструкції органічного барвника cафраніну Т при УФ та видимому опроміненні в порівнянні з чистим діоксидом титану. Це може бути пов’язано з участю вуглецю в інгібуванні процесу рекомбінації електронів та дірок, подовженні життя зарядів, збільшенні ефективності міжфазового розділу зарядів на межі фаз TiO2 та вуглецю, а також формуванні додаткових електронних рівнів. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2016-11-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/403 10.15407/hftp07.04.432 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 7 No. 4 (2016): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 432-438 Химия, физика и технология поверхности; Том 7 № 4 (2016): Химия, физика и технология поверхности; 432-438 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 7 № 4 (2016): Хімія, фізика та технологія поверхні; 432-438 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp07.04 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/403/400 Copyright (c) 2016 M. V. Bondarenko, T. A. Khalyavka, S. V. Camyshan, I. S. Petrik |
| spellingShingle | діоксид титану вуглець cафранін Т фотокаталіз Bondarenko, M. V. Khalyavka, T. A. Camyshan, S. V. Petrik, I. S. Отримання та характеризація діоксиду титану, модифікованого вуглецем, з підвищеною фотокаталітичною активністю |
| title | Отримання та характеризація діоксиду титану, модифікованого вуглецем, з підвищеною фотокаталітичною активністю |
| title_alt | Preparation and characterization of titanium dioxide modified with carbon with enhanced photocatalytic activity Получение и характеризация диоксида титана, модифицированного углеродом, с повышенной фотокаталитической активностью |
| title_full | Отримання та характеризація діоксиду титану, модифікованого вуглецем, з підвищеною фотокаталітичною активністю |
| title_fullStr | Отримання та характеризація діоксиду титану, модифікованого вуглецем, з підвищеною фотокаталітичною активністю |
| title_full_unstemmed | Отримання та характеризація діоксиду титану, модифікованого вуглецем, з підвищеною фотокаталітичною активністю |
| title_short | Отримання та характеризація діоксиду титану, модифікованого вуглецем, з підвищеною фотокаталітичною активністю |
| title_sort | отримання та характеризація діоксиду титану, модифікованого вуглецем, з підвищеною фотокаталітичною активністю |
| topic | діоксид титану вуглець cафранін Т фотокаталіз |
| topic_facet | titanium dioxide carbon safranin T photocatalysis діоксид титану вуглець cафранін Т фотокаталіз диоксид титана углерод cафранин T фотокатализ |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/403 |
| work_keys_str_mv | AT bondarenkomv preparationandcharacterizationoftitaniumdioxidemodifiedwithcarbonwithenhancedphotocatalyticactivity AT khalyavkata preparationandcharacterizationoftitaniumdioxidemodifiedwithcarbonwithenhancedphotocatalyticactivity AT camyshansv preparationandcharacterizationoftitaniumdioxidemodifiedwithcarbonwithenhancedphotocatalyticactivity AT petrikis preparationandcharacterizationoftitaniumdioxidemodifiedwithcarbonwithenhancedphotocatalyticactivity AT bondarenkomv polučenieiharakterizaciâdioksidatitanamodificirovannogouglerodomspovyšennojfotokatalitičeskojaktivnostʹû AT khalyavkata polučenieiharakterizaciâdioksidatitanamodificirovannogouglerodomspovyšennojfotokatalitičeskojaktivnostʹû AT camyshansv polučenieiharakterizaciâdioksidatitanamodificirovannogouglerodomspovyšennojfotokatalitičeskojaktivnostʹû AT petrikis polučenieiharakterizaciâdioksidatitanamodificirovannogouglerodomspovyšennojfotokatalitičeskojaktivnostʹû AT bondarenkomv otrimannâtaharakterizacíâdíoksidutitanumodifíkovanogovuglecemzpídviŝenoûfotokatalítičnoûaktivnístû AT khalyavkata otrimannâtaharakterizacíâdíoksidutitanumodifíkovanogovuglecemzpídviŝenoûfotokatalítičnoûaktivnístû AT camyshansv otrimannâtaharakterizacíâdíoksidutitanumodifíkovanogovuglecemzpídviŝenoûfotokatalítičnoûaktivnístû AT petrikis otrimannâtaharakterizacíâdíoksidutitanumodifíkovanogovuglecemzpídviŝenoûfotokatalítičnoûaktivnístû |