Исследование влияния термической обработки одномерных нанокристаллов TiO2на фотокаталитическое восстановление CO2 Текст научной статьи по специальности «Физика»

Исследование влияния термической обработки одномерных нанокристаллов TiO2 на фотокаталитическое восстановление CO2

А.М.Тарасов,1* С.В.Дубков,1 Л.И.Сорокина/ М.Д.Кружалина/ Р.А.Фархудинов,1

Д.В.Козлов,2 А.В.Трегубов,2 Д.Г.Громов 1

1 Национальный исследовательский университет «МИЭТ», 124498 Зеленоград, Площадь

Шокина, д.1

2 Ульяновский государственный университет, 432017 Ульяновск, улица Набережная р.

Свияги, дом 106, корпус 1

*е-таИ: bloggger4@gmail.com

Фотокаталитические материалы привлекают внимание за счёт возможности их применения в самоочищающихся покрытиях, фильтрующих элементах, разлагающих органические и неорганические загрязнения и выработки ряда органических соединений путём восстановления СО2. Последние применение особо интересно для создания автономных источников питания на основе топливных элементов.

В качестве фотокаталитических материалов могут использоваться металлы и полупроводниковые материалы. Особый интерес представляют собой одномерные полупроводниковые материалы, обладающие высоким аспектным отношением, что положительно сказывается на поглощение падающего излучения и низкой вероятностью рекомбинации за счёт высокой кристалличности. Сама же геометрия нитевидных кристаллов способствует к бездиффузному переносу носителей заряда вдоль оси роста кристалла. Одним из интересных полупроводниковых материалов является TiO2. Он обладает высокой химической стабильностью и отличается низкой стоимостью. Одномерный ТО2 возможно получать при помощи низкотемпературного гидротермального синтеза. У получаемых кристаллов можно изменять кристаллические фазы путём температурной постобработки, получая анатаз (тетрагональная), рутил (тетрагональная) и TiO2-B (моноклинная). Данные кристаллические модификации TiO2 отличаются своими оптическими и структурными свойствами, что влияет на их фотокаталитические свойства.

В данной работе представлена методика формирования нанонитей TiO2 гидротермальным методом синтеза из порошкового TiO2 в щелочном растворе. Установлено изменение кристаллических фаз при температурной обработке. Представлены результаты фотокаталитического восстановления СО2 из газовой фазы. Основными продуктами реакции были ацетальдегид, метанол и ацетон.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-19-00654, https://rscf.ru/project/22-19-00654/