CC BY
46
УДК 677077.62
М. А. Саляхова, И. Ш. Абдуллин, В. В. Уваев, Р. А. Кайдриков
ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ,
СОРБИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОМ С ВНЕДРЕННЫМ ДИОКСИДОМ ТИТАНА
Ключевые слова: фильтрующе-сорбирующий материал с внедренным диоксидом титана, наноразмерныйдиоксид титана,
фотокаталитическая активность.
Фотокаталитическую активность образцов материала с внедренным диоксидом титана измеряли в реакции окисления газо-воздушной смеси органических веществ под действием УФ излучения.
Keywords: filtering-sorbent material embedded with titanium dioxide, nano-sized titanium dioxide photocatalytic activity.
The photocatalytic activity of the sample material embedded with titanium dioxide were measured as in the oxidation reaction of gas-air mixture of organic substances by UV radiation.
Одним из перспективных способов очистки воздуха от вредных веществ и зараженных токсичными веществами материалов является фотокаталитическая технология глубокого окисления химических веществ на поверхности наноразмерного диоксида титана при ультрафиолетовом (УФ) облучении. Важной областью применения фотокатализаторов стало использование диоксида титана в составе тканей, из которых изготавливают специальную одежду. Используется диоксид титана при отделке текстильных тканей с целью придания им фотокаталитической активности, которая проявляется при УФ облучении.
Задачей создания любых защитных материалов является исключение или снижение до допустимого уровня токсичных веществ, проникших через эти материалы к телу человека. Одним из путей создания химзащитных материалов является обработка текстильной основы специальным составом путем импрегнации (пропитки). В процессе отработки технологии получения фильтрующе-сорбирующего материала с внедренным диоксидом титана (ФСМ) уточнялись параметры технологического процесса,
соотношение диоксида титана и диоксида кремния в титан-силикатном комплексе (ТС-комплексе), температурный режим сушки ФСМ после пропитки ткани. Установлено, что оптимальным является соотношение TiO2 : SiO2 = 1:1, температура сушки материала после пропитки ТС-комплексом и промывки пропитанной ткани должна быть не выше 100 оС. Повышение температуры сушки выше 100 оС приводит к миграции пропиточного состава на поверхность ткани, снижению прочности ткани [1,2].
Фотокаталитическую активность ФСМ измеряли в реакции окисления газо-воздушной смеси органических веществ под действием УФ излучения по изменению концентрации ацетона, этилацетата, бензола, м-ксилола в герметичной камере. Массовая концентрация вредных органических примесей измеряли при помощи газового хроматографа «Кристалл 2000М»
(испытания проводились в лаборатории ОАО «Корпорация «Росхимзащита»).
Для определения времени окисления микропримесей вредных веществ при УФ облучении фильтрующе-сорбирующего материала с внедренным диоксидом титана осветительной лампой мощностью 15 Вт. Образцы ФСМ помещались в герметичную камеру объемом 150 л и закреплялись вокруг лампы на опорном кольце диаметром 120 мм.
Зависимость фотокаталитического
окисления ацетона в камере от продолжительности УФ облучения ФСМ показано на рисунке 1.
Рис. 1 - Кинетика фотокаталитического разложения (окисления) ацетона в камере в присутствии ФСМ при УФ облучении
Степень превращения ацетона при облучении образца фотокаталитического композиционного материала УФ светом в герметичной камере более 99 % происходит за 275 минут.
Степень превращения этилацетата при УФ облучении образца фотокаталитического композиционного материала в герметичной камере более 99 % происходит за 60 минут (рис. 2).
Степень превращения бензола при УФ облучении образца ФСМ в герметичной камере более 99 % происходит за 60 минут (рис. 3).
Рис. 2 - Кинетика фотокаталитического разложения (окисления) этилацетата в камере в присутствии ФСМ при УФ облучении
Рис. 4 - Кинетика фотокаталитического разложения (окисления) м-ксилола в камере в присутствии ФСМ при УФ облучении
Полученные результаты позволяют сделать вывод, что образцы ФСМ, пропитанные ТС-комплексом, характеризуются высокой
фотокаталитической активностью (степень превращения 99 %), позволяющей разрушать вредные примеси под действием УФ излучения при комнатной температуре.
Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ, проект №1779.
Литература
1 М.А. Саляхова, И.Ш. Абдуллин, В.В.Уваев. Вестник Казанского Технологического Университета, 17, 17, Рис. 3 - Кинетика фотокаталитического 134-135 (2014).
разложения (окисления) бензола в камере в 2 М.А. Саляхова, И.Ш. Абдуллин, И.П. Карасева, Э.Н.
присутствии ФСМ при УФ облучении Пухачева, Р.Х. Фатхутдинов, В.В.Уваев. Вестник
Казанского Технологического Университета, 16, 23, 52-
Степень превращения м-ксилола при УФ 53 (2013).
облучении образца ФСМ в герметичной камере более 99 % происходит за 120 минут (рис. 4).
© М. А. Саляхова - асп. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, [email protected]; И. Ш. Абдуллин - д.т.н, проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, [email protected]; В. В. Уваев - канд. хим. наук, ген. дир. ОАО «КазХимНИИ», [email protected]; Р. А. Кайдриков - д.т.н, проф., зав. каф. технологии электрохимических производств КНИТУ, [email protected].
© M. A. Salyahova - postgraduate of. Plasma-Chemical and Nanotechnology of High-Molecular Materials Department, KNRTU, [email protected]; 1 Sh. Abdullin - Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of. Plasma-Chemical and Nanotechnology of High-Molecular Materials Department, KNRTU, [email protected]; V. V. Uvaev - Candidate of Chemical Science, General director of Kazan Chemical Scientific-Research Institute, [email protected]; R. A. Kaidrikov - Doctor of Technical Sciences, Professor, KNRTU, [email protected].
