Титан диоксиді нанотүтікшелерінен түзілген қабықшалардың фотокаталитикалық белсенділігіне анодтау кернеуінің әсері.
DOI:
https://doi.org/10.31489/2022No4/28-33Кілт сөздер:
нанотүтікше, титан диоксиді, фотокатализ, меншікті бетінің ауданы, судың бөлінуіАңдатпа
Синтез кезінде анодтау кернеуінің бетінің меншікті аймағына және TiO2 нанотүтікшесінің фотокаталитикалық белсенділігіне әсері зерттелген. Титан диоксиді нанотүтікшелерінен түзілген қабықшалар титан фольгасының бетінде электрхимиялық анодтау әдісімен алынды. Анодтау кернеуінің 20 В-тан 60 В-қа дейін жоғарылауы нанотүтікшелердің ішкі және сыртқы диаметрлерінің артуына, өсу жылдамдығының жоғарылауына және нанотүтікшелердің кеуектері арасындағы қашықтыққа әкелетіні анықталды. Үлгілердің фотокаталитикалық белсенділігі фотоиндукцияланған тоқтың шамасын өлшеу арқылы бағаланған. Төмен кернеуде алынған қабықша жоғары кернеуде алынған қабықшадан 3,5 есе көп тоқ шығарды, ал қабықшалардың қатысуымен бояғыштың ыдырауы сол уақыт аралығында сәйкесінше 75 және 38% құрады. Қабықшалардың фотокаталитикалық белсенділігінің артуы негізінен нанотүтікшелердің беткі қабатының ұлғаюымен байланысты. Осылайша, TiO2 нанотүтікшелерінің нақты бетінің мәндері азотты төмен температурада адсорбциялау әдісімен анықталды. Анодтау кернеуінің жоғарылауымен қабықшалар бетінің нақты ауданы азаятыны анықталды.
References
"1 Wang J., Guo R.T., Bi Z.X., Chen X., et al A review on TiO2-x-based materials for photocatalytic CO2 reduction. Nanoscale, 2022, Vol. 32, pp. 11512–11528. doi: 10.1039/d2nr02527b
Kazuhiko M., Kazunari D. Photocatalytic water splitting: recent progress and future challenges. Journal of physical chemistry letters, 2010, Vol. 1, No. 18, pp. 2655–2661. doi: 10.1021/jz1007966
Yucheng L, Yalin L, Zhifeng R. Mini review on photocatalysis of titanium dioxide nanoparticles and their solar applications. Nano energy, 2013, Vol. 2, pp. 1031–1045. doi: 10.1016/J.NANOEN.2013.04.002
Serikov T.M. The effect of electric transport properties of titanium dioxide nanostructures on their photocatalytic activity. Bulletin of Karaganda University. Physics, 2020, Vol.99, No.3, pp.13–21. doi: 10.31489/2020Ph3/13-21
Ibrayev N.Kh., Serikov T.M., Gladkova V.K. Synthesis and investigation of the geometric characteristics of titanium dioxide nanotubes. IOP Conf. Series: Materials science and engineering, 2015, Vol. 81, pp. 1–6. doi: 10.1088/1757-899X/81/1/012121
Morozov R.S. Properties and modification of the surface of microporous spherical TiO2 and SiO2-TiO2 particles obtained by the peroxide method. Diss. for the Candidate of chem. sciences degree, Chelyabinsk, 2018, 154 p. [in Russian]
Ge M.Z., Li Q.S., Cao C.Y., et al. One-dimensional TiO2 Nanotube photocatalysts for solar water splitting. Advanced science, 2017, Vol. 4, No. 1, pp. 1600152. doi: 10.1002/advs.201600152
Sofiane S., Bilel M. Effect of specific surface area on photoelectrochemical properties of TiO2 nanotubes, nanosheets and nanowires coated with TiC thin films. Journal of photocmemistry and photobiology A-chemisrty, 2016. Vol. 324, pp. 126–133. doi: 10.1016/j.jphotochem.2016.03.030
Valeeva A.A., Dorosheva I.B., Kozlova E.A., et al. Solar photocatalysts based on titanium dioxide nanotubes for hydrogen evolution from aqueous solutions of ethanol. International Journal of hydrogen energy, 2021, Vol. 46, No. 32, pp. 16917–16924. doi: 10.1016/j.ijhydene.2020.12.190
Yang W.T., Li M.X., Pan K., et al. Surface engineering of mesoporous anatase titanium dioxide nanotubes for rapid spatial charge separation on horizontal-vertical dimensions and efficient solar-driven photocatalytic hydrogen evolution. Journal of colloid and interface science, 2021, Vol. 586, pp. 75–83. doi: 10.1016/j.jcis.2020.10.071
Li Z., Liu H.M., Yao Z.X., et al. Preparation and characterization of titanium dioxide nanotube array/titanium pH electrode. Chinese journal of analytical chemistry, 2018.,Vol. 46, pp. 1961–1967. doi: 10.1016/j.ijleo.2019.163432
Rempel A.A., Valeeva A.A., Vokhmintsev A.S., Weinstein I.A. Titanium dioxide nanotubes: synthesis, structure, properties and applications. Russian chemical reviews, 2021, Vol. 90, pp. 1397. doi: 10.1070/RCR4991
Liang H.C., Li X.Z. Effects of structure of anodic TiO2 nanotube arrays on photocatalytic activity for the degradation of 2,3-dichlorophenol in aqueous solution. Journal of hazardous materials, 2009, Vol. 162, pp. 1415–1422. doi: 10.1016/j.jhazmat.2008.06.033
Serikov T.M., Ibrayev N.K., Nuraje N., Savilov S.V., Lunin V.V. Influence of surface properties of the titanium dioxide porous films on the characteristics of solar cells. Russian Chemical Bulletin, 2017, Vol. 66, No. 4, pp. 614–621. doi: 10.1007/s11172-017-1781-0
Lia H., Wanga G., Niua J., Wanga E., Niub G., Xiea Ch. Preparation of TiO2 nanotube arrays with efficient photocatalytic performance and super-hydrophilic properties utilizing anodized voltage method. Results in Physics, 2019, Vol. 14, No. 102499. doi: 10.1016/j.rinp.2019.102499
"
