ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2020-3-34-38ekip-1480Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSСинтез композитных фотокатализаторов Cu2O/TiO2 для очистки сточных водSynthesis of Cu2O/TiO2 Composite Photocatalysts for Wastewater TreatmentМихайличенкоА.И.MikhailichenkoA.I.

д-р хим. наук, профессор

Dr. Sci. (Chem.), Professor

podpiska@kalvis.ruДенисенкоА.В.DenisenkoA.V.

инженер

Engineer

podpiska@kalvis.ruМорозовА.Н.MorozovA.N.

канд. хим. наук, ст. преподаватель

Cand. Sci. (Chem.), Senior Lector

podpiska@kalvis.ruЯблоновскийЕ.В.YablonovskyE.V.

магистрант

Graduate Student

podpiska@kalvis.ruАбинР.К.AbinR.K.

магистрант

Graduate Student

podpiska@kalvis.ruВасильевА.С.VasilievA.S.

магистрант

Graduate Student

podpiska@kalvis.ruРХТУ им. Д.И. МенделееваРоссияD. Mendeleev University of Chemical Technology of RussiaRussian Federation2020200320202433438Copyright © ООО "Калвис", 20202020ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/1480

Представлены свойства композитных фотокатализаторов на основе покрытия из нанотрубок TiO2 (НТ TiO2) и частиц Cu2O. Покрытия из нанотрубок получали методом анодирования, после чего методом ионного наслаивания на поверхность НТ наносили частицы оксида меди (I). Изучена морфология и состав получаемых композитных катализаторов. Показано, что синтезированные катализаторы демонстрируют высокую фотокаталитическую активность в реакции окисления фенола в водной среде при нормальных условиях. Максимальная степень окисления фенола за 1 ч на разработанных фотокатализаторах составила 82 %. Установлена зависимость каталитической активности от количества слоев нанесения оксида меди на покрытия НТ TiO2.

The properties of composite photocatalysts based on a coating of TiO2 nanotubes (NT TiO2) and Cu2O particles are presented. Coatings of nanotubes were obtained by the anodization method, after which particles of copper (I) oxide were deposited by the method of ion layering on the NT surface. The morphology and composition of the resulting composite catalysts were studied. The synthesized catalysts were shown to exhibit high photocatalytic activity in the phenol oxidation reaction in an aqueous medium under normal conditions. The maximum degree of phenol oxidation in 1 h on the developed photocatalysts was 82 %. The dependence of the catalytic activity on the number of layers of deposition of copper oxide on the coatings of nanotubes of titanium dioxide (NT TiO2) is established.

диоксид титанананотрубкиоксид меди (I)фотокатализочистка водыфенолtitanium dioxidenanotubescopper oxide (I)photocatalysiswater purificationphenolReferencesAkira Fujishima, Kazuya Nakata, Tsuyoshi Ochiai, A. Manivannan, Donald A. Tryk. Recent Aspects of Photocatalytic Technologies for Solar Fuels, Self-Cleaning and Environmental Cleanup. Electrochem. Soc. Interface. 2013. V. 22. Iss. 2. P. 51—56.Akira Fujishima, Kazuya Nakata, Tsuyoshi Ochiai, A. Manivannan, Donald A. Tryk. Recent Aspects of Photocatalytic Technologies for Solar Fuels, Self-Cleaning and Environmental Cleanup. Electrochem. Soc. Interface. 2013. V. 22. Iss. 2. P. 51—56.Государственный доклад "О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2017 году". М., Минприроды России; НПП "Кадастр", 2018. 888 с.Государственный доклад "О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2017 году". М., Минприроды России; НПП "Кадастр", 2018. 888 с.ГН 2.1.5. 689-98. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, 1998. [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200004636 (дата обращения 16.12.2019).ГН 2.1.5. 689-98. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, 1998. [Электронный ресурс] URL: http://docs.cntd.ru/document/1200004636 (дата обращения 16.12.2019).Г.М. Черногаева. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в российской федерации за 2016 год. М., Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, 2017. С. 116—157.Г.М. Черногаева. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в российской федерации за 2016 год. М., Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, 2017. С. 116—157.Н.М. Соболева, А.А. Носонович, В.В. Гончарук. Гетерогенный фотокатализ в процессах обработки воды. Химия и технология воды. 2007. Т. 29. № 2. С. 125—159.Н.М. Соболева, А.А. Носонович, В.В. Гончарук. Гетерогенный фотокатализ в процессах обработки воды. Химия и технология воды. 2007. Т. 29. № 2. С. 125—159.Metin Yurddaskal, Tuncay Dikici, Serdar Yildirim, Melis Yurddaskal, Mustafa Toparli, Erdal Celik. Fabrication and characterization of nanostructured anatase TiO2 films prepared by electrochemical anodization and their photocatalytic properties. Journal of Alloys and Compounds. 2015. V. 651. Р. 59—71.Metin Yurddaskal, Tuncay Dikici, Serdar Yildirim, Melis Yurddaskal, Mustafa Toparli, Erdal Celik. Fabrication and characterization of nanostructured anatase TiO2 films prepared by electrochemical anodization and their photocatalytic properties. Journal of Alloys and Compounds. 2015. V. 651. Р. 59—71.Ying Zhao, Nils Hoivik, Kaiying Wang. Recent advance on engineering titanium dioxide nanotubes for photochemical and photoelectrochemical water splitting. Nano Energy. 2016. V. 30. Р. 728—744.Ying Zhao, Nils Hoivik, Kaiying Wang. Recent advance on engineering titanium dioxide nanotubes for photochemical and photoelectrochemical water splitting. Nano Energy. 2016. V. 30. Р. 728—744.S. Girish Kumar, L. Gomathi Devi. Review on Modified TiO2 Photocatalysis under UV/Visible Light: Selected Results and Related Mechanisms on Interfacial Charge Carrier Transfer Dynamics. J. Phys. Chem. A. 2011. V. 115. Р. 13211—13241.S. Girish Kumar, L. Gomathi Devi. Review on Modified TiO2 Photocatalysis under UV/Visible Light: Selected Results and Related Mechanisms on Interfacial Charge Carrier Transfer Dynamics. J. Phys. Chem. A. 2011. V. 115. Р. 13211—13241.Jing Liqiang, Sun Xiaojun, Shang Jing, Cai Weimin, Xu Zili, Du Yaoguo, Fu Honggang. Review of surface photovoltage spectra of nano-sized semiconductor and its applications in heterogeneous photocatalysis. Solar Energy Materials & Solar Cells. 2003. V. 79. Р. 133—151.Jing Liqiang, Sun Xiaojun, Shang Jing, Cai Weimin, Xu Zili, Du Yaoguo, Fu Honggang. Review of surface photovoltage spectra of nano-sized semiconductor and its applications in heterogeneous photocatalysis. Solar Energy Materials & Solar Cells. 2003. V. 79. Р. 133—151.Ying Zhao, Nils Hoivik, Kaiying Wang. Recent advance on engineering titanium dioxide nanotubes for photochemical and photoelectrochemical water splitting. Nano Energy. 2016. V. 30. Р. 728—744.Ying Zhao, Nils Hoivik, Kaiying Wang. Recent advance on engineering titanium dioxide nanotubes for photochemical and photoelectrochemical water splitting. Nano Energy. 2016. V. 30. Р. 728—744.Indhumati Paramasivam, Himendra Jha, Ning Liu, Patrik Schmuki. A Review of Photocatalysis using Self-organized TiO2 Nanotubes and Other Ordered Oxide Nanostructures. Small. 2012. V. 8. № 20. Р. 3073—3103.Indhumati Paramasivam, Himendra Jha, Ning Liu, Patrik Schmuki. A Review of Photocatalysis using Self-organized TiO2 Nanotubes and Other Ordered Oxide Nanostructures. Small. 2012. V. 8. № 20. Р. 3073—3103.Lian Yu, Dongsheng Wang, Daiqi Ye. CdS nanoparticles decorated anatase TiO2 nanotubes with enhanced visible light photocatalytic activity. Separation and Purification Technology. 2015. V. 156. № 2. Р. 708—714.Lian Yu, Dongsheng Wang, Daiqi Ye. CdS nanoparticles decorated anatase TiO2 nanotubes with enhanced visible light photocatalytic activity. Separation and Purification Technology. 2015. V. 156. № 2. Р. 708—714.Михайличенко А.И., Морозов А.Н., Денисенко А.В. Разработка и создание тонкопленочного фотокатализатора из нанотрубок диоксида титана, допированных азотом и фтором. Химическая технология. 2018. Т. 19. № 6. С. 264—271.Михайличенко А.И., Морозов А.Н., Денисенко А.В. Разработка и создание тонкопленочного фотокатализатора из нанотрубок диоксида титана, допированных азотом и фтором. Химическая технология. 2018. Т. 19. № 6. С. 264—271.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.