Синтез нанесених на поверхню нержавіючої сталі фотокаталізаторів на основі ТіО2
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2019.07.052Ключові слова:
N-TiO2, іонна імплантація, фотодеградація бензолуАнотація
Методом іонної імплантації синтезовано нанесений Ті-вмісний каталізатор на поверхні нержавіючої сталі. Показана висока фотокаталітична активність цього каталізатора в процесі знешкодження бензолу у водних стоках при опроміненні видимим світлом, яка значно перевищує його активність в УФ діапазоні. Фізикохімічними методами охарактеризовано склад поверхні нанесеного каталізатора та вплив на нього температурної обробки зразка. Показано, що в результаті іонної імплантації Ті на поверхню нержавіючої сталі формується нанорозмірний шар імплантату у вигляді рентгеноаморфної композиції, яка складається з оксиду, нітриду та оксинітриду титану. Підвищення температури обробки спричиняє зниження активності зразків. Подібні зміни фотоактивності зразків можна пояснити впливом температури на співвідношення між нітридною, оксинітридною та оксидною фазою титану, при цьому кількість останньої зростає зі збільшенням температури обробки. Висловлено гіпотезу про активні фази на поверхні носія, які забезпечують його високу активність у реакції фотодеструкції водного розчину бензолу при опроміненні видимим світлом. Таким чином, показано перспективність та практичність використання отриманих зразків у процесі видалення бензолу з його водних розчинів у видимому спектрі випромінювання, що є надзвичайно актуальним з екологічної точки зору.
Завантаження
Посилання
Zazhigalov, V. O. & Honcharov, V. V. (2014). The formation of nanoscale coating on the 12Cr18Ni10Ti steel during ion implantation. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 36, No. 6, pp. 757-766. doi: https://doi.org/10.15407/mfint.36.06.0757
Cherny, A. A., Maschenko, S. V., Honcharov, V. V. & Zazhigalov, V. A. (2015). Nanodimension layers on stainless steel surface syntesized by ionic implantation and their simulation. Nanoplasmonics, Nano-Optics, Nanocomposites, and Surface Studies, Springer Proceedings in Physics, Vol. 167 (pp. 203-213). Cham: Springer. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-18543-9_12
Dudognon, J., Vayer, M., Pineau, A. & Erre, R. (2008). Grazing incidence X-ray diffraction spectra analysis of expanded austenite for implanted stainless steel. Surf. Coat. Technol., 202, No. 20, pp. 5048-5054. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2008.05.015
Dudognon, J., Vayer, M., Pineau, A. & Erre, R. (2008). Mo and Ag ion implantation in austenitic, ferritic and duplex stainless steels: A comparative study. Surf. Coat. Technol., 203, No. 1-2, pp. 180-185. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2008.08.069
Stefanov, P., Stoychev, D., Aleksandrova, A., Nicolova, D., Atanasova, G. & Marinova, Ts. (2004). Compositional and structural characterization of alumina coatings deposited electrochemically on stainless steel. Appl. Surf. Sci., 235, No. 1-2, pp. 80-85. doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.05.119
Adraider, Y., Pang, Y., Nabhani, F., Hodson, S. & Zhang, Z. Y. (2011). Laser-induced deposition of sol–gel alumina coating on stainless steel under wet condition. Surf. Coat. Technol., 205, No. 23-24, pp. 5345-5349. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.05.044
Dudognon, J., Vayer, M., Pineau, A. & Erre, R. (2008). Modelling of grazing incidence X-ray diffraction spectra from Mo-implanted stainless steel. Comparison with experimental data. Surf. Coat. Technol., 200, No. 16-17, pp. 5058-5066. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2005.05.025
Diwald, O., Thompson, T. L., Goralski, E. G., Walck, S. D. & Yates, J. T. (2004). The effect of nitrogen ion implantation on the photoactivity of TiO2 rutile single crystals. J. Phys. Chem. B., 108, pp. 52-57. doi: https://doi.org/10.1021/jp030529t
Asahi, R., Morikawa, T., Ohwaki, T., Aoki, K. & Taga, Y. (2001). Visible-light photocatalysis in nitrogendoped titanium oxides. Science, 293, pp. 269-271. doi: https://doi.org/10.1126/science.1061051
Sano, T., Negishi, N., Koike, K., Takeuchi, K. & Matsuzawa, S. (2004). Preparation of a visible light-responsive photocatalyst from a complex of Ti4+ with a nitrogen-containing ligand. J. Mater. Chem., 14, pp. 380-384. doi: https://doi.org/10.1039/B311444A
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
