1 Uzbekistan, Samarkand электронный выпуск ксерогели, стекло и объёмные керамические материалы Перспективные материалы для применений в области

e-mail:
 
[e-mail]
 
Abstract.
Sol-gel deposition of silica layers onto TiO
2
nanoparticles provides a nanopowder 
comprising TiO
2
@SiO
2
core-shell particles featuring with an increased photocatalytic activity 
compared to the initial TiO
2
powder. The achieved effect relates to the growth of specific surface 
(from about 70 to 150 m
2
/g) and significant change of the surface acidity.
Наночастицы TiO
2
находят разнообразные применения в качестве специальных 
сорбентов, реагентов для самоочищения поверхностей, биологически и фотокаталитически 
активных соединений, активируемых под воздействием УФ-излучения. Важнейшими 
характеристиками, определяющих их целевые свойства, являются фазовый состав, а также 
функциональный состав, морфология и текстура поверхности. Возможным подходом к 
управлению указанными свойствами является модифицирование поверхности частиц 
специальными покрытиями.
В данной работе изучено влияние модифицирования наночастиц диоксида титана 
посредством осаждения слоев SiO
2
на фотокаталитическую активность во взаимосвязи с 
изменением ряда характеристик поверхности материала. Объектами исследования являлись 
наночастицы TiO
2
, синтезированные методом осаждения из кислых растворов TiCl
4
. На их 
поверхности, предварительно активированной ультразвуковой обработкой, формировали слои 
SiO
2
методом золь-гель синтеза, основанным на гидролизе и поликонденсации тетраэтоксисилана 
в присутствии этанола с добавкой азотной кислоты. Для полученных частиц со структурой «ядро-
оболочка» TiO
2
@SiO
2 
изучали структуру методом просвечивающей электронной микроскопии, 
измеряли фотокаталитическую активность методом детектирования синглентного кислорода, 
определяли удельную поверхность методом низкотемпературной адсорбции азота, измеряли 
величину ζ-потенциала, а также исследовали кислотно-основные свойства поверхности методом 
динамической рН-метрии.
Полученные результаты показывают, что нанесение слоя SiO
2
приводит к снижению 
степени агрегирования частиц с уменьшением размера агломератов от более 100 нм до порядка 
30-40 нм (рис. 1). Сопоставление характеристик исследуемых материалов, приведенное в табл. 
1, 
показывает 
заметное 
увеличение 
фотокаталитической 
активности 
материала, 
сопровождающееся существенным изменением характеристик его поверхности.
а 
б 
Рис.1.
ПЭМ изображения наночастиц TiO
2
до (а) и после (б) нанесения покрытия SiO
2

---