TiO2 — основной полупроводниковый фотокатализатор на протяжении последних двух десятилетий, учитывая его уникальные оптические, электрические и химические свойства. Он имеет прекрасную фотокаталитическую и фотоэлектрическую активность, что наряду с его дешевизной, нетоксичностью, высокой сопротивляемостью фотокорозии и химической стабильностью, делает его привлекательным для применения в различных сферах, таких как преобразование солнечной энергии, восстановление окружающей среды, аналитическое определение органических загрязнителей в воде и воздухе, и как наполнитель и пигмент в лакокрасочной, бумажной и пищевой промышленности.
Фотокаталитическая активность оксида титана зависит от морфологии поверхности частиц, их микроструктуры, состава кристалла и кристалличности. Наибольшую фотокаталитическую активность проявляет оксид титана в аллотропной модификации анатаза. Соответственно, микросферы, что имеют размеры порядка 300-600 нм, имеют достаточно большую площадь поверхности на единицу массы, что способствует увеличению фотокаталитической активности, которая, согласно исследованиям, главным образом происходит на поверхности микросфер. Согласно этих позиций, получение микросфер TiO2 интересно с теоретической (исследование зависимости фотокаталитические активности от размеров микросфер, модификация микросфер с целью получения новых свойств и т.п.) и практического (создание сенсоров на органические загрязнители в воде и воздухе, создание устройств очистки, основанных на фотодеградирующих свойствах TiO2 и новых материалов с уникальными свойствами) взглядов.
Для синтеза анатазной формы оксида титана широко применяется метод гидролиза алкоксидов титана с последующим прокаливанием. Нами было использовано модифицированную методику, согласно которой источником TiO2 являются етиленгликолят титана. Он был получен при смешении тетрабутоксида титана с безводным этиленгликолем, реакция протекала в течение суток. Полученный гликолят титана добавляется в полярный растворитель, содержащий ПАВ (SDS, TWEEN ® 20, Pluronic P123), где он со временем образует золь, состоящий из микросфер гликолята титана. Вследствие меньшей реакционной способности гликолята титана, полученные микросферы обладают высокой монодисперсностью. Добавлен ПАВ позволяет нам стабилизировать размеры и избежать аггрегации микросфер с образованием частиц нерегулярных размеров. После УЗ-обработки, отстаивания, центрифугирования и сушки, полученный осадок был кальцинирован при 400 °C. Полученные анатазные микросферы TiO2 были покрыты слоем оксида кремния для увеличения механической прочности и стабилизации дисперсии микросфер в органических растворителях. Стоит отметить, что образованные микросферы обладают способностью к самоорганизованному образованию кластеров.
Для получения дополнительных свойств мы планируем допировать TiO2 солями европия для получения люминесцентных свойств и монодисперным мелкокристаллическим γ-Fe2O3 для получения магнитных свойств, и исследовать созданные материалы.
Также планируется получить зависимость размера микросфер от условий реакции и концентрации исходных реагентов.

#oiiteh

3 comments recommend bookmark subscribe