Вплив механохімічного модифікування на властивості порошків оксиду і оксигідроксиду олова(iv)
We studied mechanochemical modification of low-dispersed SnO2 and high-dispersed SnO(OH)2 powders with specific surface area 6 and 198 m2/g. They are perspective materials for photocatalysis and adsorption. The aims of work were: the study of crystal, porous, and electronic structure of obtained pro...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2017
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/431 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543890061918208 |
|---|---|
| author | Khalameida, S. V. Samsonenko, M. M. Skubiszewska-Zięba, J. Zakutevskyy, O. I. Kuznetsova, L. S. |
| author_facet | Khalameida, S. V. Samsonenko, M. M. Skubiszewska-Zięba, J. Zakutevskyy, O. I. Kuznetsova, L. S. |
| author_sort | Khalameida, S. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:14:34Z |
| description | We studied mechanochemical modification of low-dispersed SnO2 and high-dispersed SnO(OH)2 powders with specific surface area 6 and 198 m2/g. They are perspective materials for photocatalysis and adsorption. The aims of work were: the study of crystal, porous, and electronic structure of obtained products, evaluation of their photocatalytic activity under visible light in the process of dyes degradation. The mechanochemical treatment of powders carried out in air and water at 300-850 rpm using a planetary ball mill Pulverisette-7 (German, «Fritsch»). We used XRD and DTA-TG analysis, UV-Vis and FTIR spectroscopy, adsorption-desorption of nitrogen for characterization of initial and modified samples. We have established that porous structures of investigated samples of powders are changed under milling. The initial high-dispersed powder is porous and poorly crystalline. Its specific surface area decreases after milling: from 198 m2/g for initial sample to 130 and 187 m2/g for samples milled in air and water at 850 rpm, respectively. On the contrary, low-dispersed powder is almost non-porous and well crystallized. Its specific surface area increases about 2 times, but the degree of crystallinity reduces as a result of milling. In general, milling of both powders in water leads to formation of meso-macroporous structure. The shift of band gap and increase in adsorption of visible light occurs after modification of high-dispersed sample. This may be a result of changes in the phase and chemical composition, the size of the crystallites, the degree of hydroxylation of the surface, as well as the formation of defects in the structure. On the other hand, the narrowing of band gap occurs after mechanochemical treatment of low-dispersed sample. As a result, photocatalytic activity in the process of rhodamine B degradation under the action of visible light for all modified powders significantly increases. Maximal activity showed high-dispersed sample milled in air and water at 850 rpm. The degradation rate constants Kd are 7.3•10-5 and 6.4•10-5 s-1, respectively. The results of the measurement of total organic carbon content in solution after degradation indicate that not only the discoloration of the solution occurs, but also the partial mineralization of the rhodamine. Thus, the degree of mineralization is up to 75 %. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:45:21Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-431 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-02T15:19:20Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-4312022-06-29T10:14:34Z Effect of mechanochemical modification on properties of powder tin(IV) oxide and oxohydroxide Влияние механохимического модифицирования на свойства порошков оксида и оксигидроксида олова(IV) Вплив механохімічного модифікування на властивості порошків оксиду і оксигідроксиду олова(iv) Khalameida, S. V. Samsonenko, M. M. Skubiszewska-Zięba, J. Zakutevskyy, O. I. Kuznetsova, L. S. tin(IV) oxide and oxo-hydroxide mechanochemical treatment porous structure rhodamine B photocatalytic activity оксид і оксигідроксид олова(IV) механохімічна обробка порувата структура родамін Б фотокаталітична активність оксид и оксигидроксид олова(IV) механохимическая обработка пористая структура родамин Б фотокаталитическая активность We studied mechanochemical modification of low-dispersed SnO2 and high-dispersed SnO(OH)2 powders with specific surface area 6 and 198 m2/g. They are perspective materials for photocatalysis and adsorption. The aims of work were: the study of crystal, porous, and electronic structure of obtained products, evaluation of their photocatalytic activity under visible light in the process of dyes degradation. The mechanochemical treatment of powders carried out in air and water at 300-850 rpm using a planetary ball mill Pulverisette-7 (German, «Fritsch»). We used XRD and DTA-TG analysis, UV-Vis and FTIR spectroscopy, adsorption-desorption of nitrogen for characterization of initial and modified samples. We have established that porous structures of investigated samples of powders are changed under milling. The initial high-dispersed powder is porous and poorly crystalline. Its specific surface area decreases after milling: from 198 m2/g for initial sample to 130 and 187 m2/g for samples milled in air and water at 850 rpm, respectively. On the contrary, low-dispersed powder is almost non-porous and well crystallized. Its specific surface area increases about 2 times, but the degree of crystallinity reduces as a result of milling. In general, milling of both powders in water leads to formation of meso-macroporous structure. The shift of band gap and increase in adsorption of visible light occurs after modification of high-dispersed sample. This may be a result of changes in the phase and chemical composition, the size of the crystallites, the degree of hydroxylation of the surface, as well as the formation of defects in the structure. On the other hand, the narrowing of band gap occurs after mechanochemical treatment of low-dispersed sample. As a result, photocatalytic activity in the process of rhodamine B degradation under the action of visible light for all modified powders significantly increases. Maximal activity showed high-dispersed sample milled in air and water at 850 rpm. The degradation rate constants Kd are 7.3•10-5 and 6.4•10-5 s-1, respectively. The results of the measurement of total organic carbon content in solution after degradation indicate that not only the discoloration of the solution occurs, but also the partial mineralization of the rhodamine. Thus, the degree of mineralization is up to 75 %. Путем механохимической обработки модифицированы образцы порошков низкодисперсного оксида олова(IV), а также высокодисперсного оксигидроксида олова(IV). Физико-химические свойства всех образцов исследованы с помощью следующих методов: ДТА, РФА, ИК-спектроскопии с Фурье преобразованием, адсорбции-десорбции азота, UV-Vis-спектроскопии. Оценку фотокаталитической активности проводили с использованием деградации родамина Б и сафранина Т в водной среде. Установлено, что в результате механохимической обработки всех образцов формируется мезо-макропористая структура. Наблюдается зависимость эффективности фотокаталитической деградации родамина Б от дисперсности, наличия дефектов на поверхности катализатора и его электронной структуры. Шляхом механохімічної обробки модифіковано зразки порошків низькодисперсного оксиду олова(IV) та високодисперсного оксигідроксиду олова(IV). Фізико-хімічні властивості всіх зразків досліджені за допомогою ДТА, РФА, ІЧ-спектроскопії з Фур’є перетворенням, адсорбції-десорбції азоту, UV-Vis-спектроскопії. Оцінку фотокаталітичної активності проводили шляхом деградації родаміну Б та сафраніну Т у водному середовищі. Встановлено, що в результаті механохімічної обробки всіх зразків формується мезо-макропорувата структура. Спостерігається залежність ефективності фотокаталітичної деградації родаміну Б від дисперсності, наявності дефектів на поверхні каталізатора та його електронної структури. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2017-09-25 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/431 10.15407/hftp08.03.271 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 8 No. 3 (2017): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 271-288 Химия, физика и технология поверхности; Том 8 № 3 (2017): Химия, физика и технология поверхности; 271-288 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 8 № 3 (2017): Хімія, фізика та технологія поверхні; 271-288 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp08.03 uk https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/431/430 Copyright (c) 2017 S. V. Khalameida, M. M. Samsonenko, J. Skubiszewska-Zi?ba, O. I. Zakutevskyy, L. S. Kuznetsova |
| spellingShingle | оксид і оксигідроксид олова(IV) механохімічна обробка порувата структура родамін Б фотокаталітична активність Khalameida, S. V. Samsonenko, M. M. Skubiszewska-Zięba, J. Zakutevskyy, O. I. Kuznetsova, L. S. Вплив механохімічного модифікування на властивості порошків оксиду і оксигідроксиду олова(iv) |
| title | Вплив механохімічного модифікування на властивості порошків оксиду і оксигідроксиду олова(iv) |
| title_alt | Effect of mechanochemical modification on properties of powder tin(IV) oxide and oxohydroxide Влияние механохимического модифицирования на свойства порошков оксида и оксигидроксида олова(IV) |
| title_full | Вплив механохімічного модифікування на властивості порошків оксиду і оксигідроксиду олова(iv) |
| title_fullStr | Вплив механохімічного модифікування на властивості порошків оксиду і оксигідроксиду олова(iv) |
| title_full_unstemmed | Вплив механохімічного модифікування на властивості порошків оксиду і оксигідроксиду олова(iv) |
| title_short | Вплив механохімічного модифікування на властивості порошків оксиду і оксигідроксиду олова(iv) |
| title_sort | вплив механохімічного модифікування на властивості порошків оксиду і оксигідроксиду олова(iv) |
| topic | оксид і оксигідроксид олова(IV) механохімічна обробка порувата структура родамін Б фотокаталітична активність |
| topic_facet | tin(IV) oxide and oxo-hydroxide mechanochemical treatment porous structure rhodamine B photocatalytic activity оксид і оксигідроксид олова(IV) механохімічна обробка порувата структура родамін Б фотокаталітична активність оксид и оксигидроксид олова(IV) механохимическая обработка пористая структура родамин Б фотокаталитическая активность |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/431 |
| work_keys_str_mv | AT khalameidasv effectofmechanochemicalmodificationonpropertiesofpowdertinivoxideandoxohydroxide AT samsonenkomm effectofmechanochemicalmodificationonpropertiesofpowdertinivoxideandoxohydroxide AT skubiszewskaziebaj effectofmechanochemicalmodificationonpropertiesofpowdertinivoxideandoxohydroxide AT zakutevskyyoi effectofmechanochemicalmodificationonpropertiesofpowdertinivoxideandoxohydroxide AT kuznetsovals effectofmechanochemicalmodificationonpropertiesofpowdertinivoxideandoxohydroxide AT khalameidasv vliâniemehanohimičeskogomodificirovaniânasvojstvaporoškovoksidaioksigidroksidaolovaiv AT samsonenkomm vliâniemehanohimičeskogomodificirovaniânasvojstvaporoškovoksidaioksigidroksidaolovaiv AT skubiszewskaziebaj vliâniemehanohimičeskogomodificirovaniânasvojstvaporoškovoksidaioksigidroksidaolovaiv AT zakutevskyyoi vliâniemehanohimičeskogomodificirovaniânasvojstvaporoškovoksidaioksigidroksidaolovaiv AT kuznetsovals vliâniemehanohimičeskogomodificirovaniânasvojstvaporoškovoksidaioksigidroksidaolovaiv AT khalameidasv vplivmehanohímíčnogomodifíkuvannânavlastivostíporoškívoksiduíoksigídroksiduolovaiv AT samsonenkomm vplivmehanohímíčnogomodifíkuvannânavlastivostíporoškívoksiduíoksigídroksiduolovaiv AT skubiszewskaziebaj vplivmehanohímíčnogomodifíkuvannânavlastivostíporoškívoksiduíoksigídroksiduolovaiv AT zakutevskyyoi vplivmehanohímíčnogomodifíkuvannânavlastivostíporoškívoksiduíoksigídroksiduolovaiv AT kuznetsovals vplivmehanohímíčnogomodifíkuvannânavlastivostíporoškívoksiduíoksigídroksiduolovaiv |