Структура, спектральные и фотокаталитические свойства пористых нанопорошков ZnO, модифицированных оксидными соединениями марганца
- Авторы: Гаврилова М.А.1, Гаврилова Д.А.1, Евстропьев С.К.1,2,3, Никоноров Н.В.2
-
Учреждения:
- Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
- Университет ИТМО
- Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова
- Выпуск: Том 69, № 3 (2024)
- Страницы: 385-393
- Раздел: СТРУКТУРА, МАГНИТНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-457X/article/view/262891
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X24030128
- EDN: https://elibrary.ru/YDSZAY
- ID: 262891
Цитировать
Аннотация
Синтезированы пористые нанокомпозиты на основе оксидных соединений цинка и марганца и исследованы их структура, морфология, спектральные и фотокаталитические свойства. Показано, что полученные пористые оксидные композиты обладают фотокаталитическими свойствами и состоят из нанокристаллов ZnO, Mn3O4 и ZnMn2O4 размером 20–40 нм. Внедрение ионов Mn2+ в кристаллическую решетку ZnO обусловливает увеличение объема элементарной ячейки кристаллов на 0.9%. Ширина запрещенной зоны композитов составляет 3.26 эВ. Кинетика фотокаталитического разложения в растворе красителя Chicago Blue Sky описывается уравнением псевдопервого порядка. В присутствии пористых нанокомпозитов процессы окисления органических соединений протекают как на поверхности фотокатализаторов, так и в растворе. Синтезированные нанокомпозиты могут быть перспективны для использования в фотокаталитических системах очистки воды и воздуха от органических загрязнений, а также для разложения воды на кислород и водород для водородной энергетики.
Ключевые слова
Об авторах
М. А. Гаврилова
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Автор, ответственный за переписку.
Email: amonrud@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург
Д. А. Гаврилова
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Email: amonrud@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург
С. К. Евстропьев
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет); Университет ИТМО; Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова
Email: amonrud@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург; Санкт-Петербург
Н. В. Никоноров
Университет ИТМО
Email: amonrud@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург
Список литературы
- Byrne C., Subramanian G., Pillai S.C. // J. Environ. Chem. Eng. 2018. V. 6. P. 3531. https://dx.doi.org/10.1016/j.jece.2017.07.080
- Ge J., Zhang Y., Heo Y.-J. et al. // Catalysts. 2019. V. 9. P. 122. https://doi.org/10.3390/catal9020122
- Haleem A., Shafiq A., Chen S.-Q. et al. // Molecules. 2023. V. 28. P. 1081. https://doi.org/10.3390/molecules28031081
- Li Y., Zhang W., Niu J. et al. // ACS Nano. 2012. V. 6. P. 5164. https://doi.org/10.1021/nn300934k
- Turchi C.S., Ollis D.F. // J. Catal. 1990. V. 122. P. 178.
- Hayyan M., Hashim M.A., Al Nashef I.M. // Chem. Rev. 2016. V. 116. P. 3029.
- Belousov A.S., Suleimanov E.V., Parkhacheva A.A. et al. // Solid State Sci. 2022. V. 132. P. 106997. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2022.106997
- Khomutinnikova L., Evstropiev S., Meshkovskii I. et al. // Ceramics. 2023. V. 6. P. 886. https://doi.org/10.3390/ceramics6020051
- Gavrilova M., Gavrilova D., Evstropiev S. et al. // Ceramics. 2023. V. 6. P. 1667. https://doi.org/10.3390/ceramics6030103
- Lin Y.-H., Weng C.-H., Tseng J.-H. et al. // Int. J. Photoenergy. 2016. V. 2016. P. 3058429. https://doi.org/10.1155/2016/3058429
- Саратовский А.С., Булыга Д.В., Евстропьев С.К. и др. // Физика и химия стекла. 2022. Т. 48. № 1. С. 16.
- Wang T., Tian B., Han B. et al. // Energy & Environ. Mater. 2022. V. 5. P. 711. https://doi.org/10.1002/eem2.12229
- Sun Y., Chen L., Bao Y. et al. // Catalysts. 2016. V. 6. P. 188. https://doi.org/10.3390/catal6120188
- Shelemanov A.A., Evstropiev S.K., Karavaeva A.V. et al. // Mater. Chem. Phys. 2022. V. 276. P. 125204. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.125204
- Pall B., Sharon M. // Mater. Chem. Phys. 2002. V. 76. P. 82. https://doi.org/10.1016/S0254-0584(01)00514-4
- Ferreira S.H., Morais M., Nunes D. et al. // Materials. 2021. V. 14. № 9. P. 2385. https://doi.org/10.3890/ma14092385
- Liu D., Lv Y., Zhang M. et al. // J. Mater. Chem. A. 2014. V. 2. P. 15377.
- Deng H., Fei X., Yang Y. et al. // Chem. Eng. J. 2021. V. 409. P. 127377. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.127377
- Alhaddad M., Mohamed R.M. // Appl. Nanosci. 2020. V. 10. P. 2269. https://doi.org/10.1007/s13204-020-01359-1
- Титов В.В., Лисаченко А.А., Акопян И.Х. и др. // Физика тв. тела. 2019. Т. 61. № 11. С. 2158.
- Das A., Malakar P., Nair R.G. // Mater. Lett. 2018. V. 219. P. 76.
- Evstropiev S.K., Lesnykh L.V., Karavaeva A.V. et al. // Chem. Eng. Process. 2019. V. 142. P. 107587.
- Ullah R., Dutta J. // J. Hazard. Mater. 2008. V. 156. P. 194. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.12.033
- Бакина О.В., Чжоу В.Р., Иванова Л.Ю. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 3. С. 401. https://doi.org/10.31857/S0044457X22601249
- Morkoş H., Ozgür Ü. Zinc oxide: Fundamentals, Materials and Device Technology. Weinheim: Wiley-VCH, 2009. ISBN: 978-3-527-40813-9
- Zhu L., Hong M., Ho G.W. // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 11609. https://doi.org/10.1038/srep11609
- Qiu M., Chen Z., Yang Z. et al. // Catal. Sci. Technol. 2018. V. 8. № 10. P. 2557. https://doi.org/10.1039/C8CY00436F
- Железнов В.В., Ткаченко И.А., Зиатдинов А.М. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 1. С. 105. https://doi.org/10.31857/S0044457X22100518
- Волкова Н.А., Евстропьев С.К., Никоноров Н.В. и др. // Опт. и спектр. 2019. Т. 127. Вып. 4. С. 687.
- Naseri M., Dehzangi A., Kamari H.M. et al. // Metals. 2016. V. 6. № 8. P. 181.
- Koczkur K.M., Mourdikoudis S., Polavarapu L. // Dalton Trans. 2015. V. 44. № 41. P. 17883.
- Evstropiev S.K., Karavaeva A.V., Dukelskii K.V. // Ceram. Int. 2018. V. 44. P. 9091. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.02.116
- Deraz N.M. // Acta Phys. Pol. 2019. V. 136. № 1. P. 1460.
- Sambandam B., Michael R.J.V., Manoharan P.T. // Nanoscale. 2015. V. 7. P. 13935. https://doi.org/10.1039/CSNR02666K
- Sebayang K., Aryanto D., Simbolon S. // IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 2018. V. 309. P. 012119. https://doi.org/10.1088/1757-899X/309/1/012119
- Tauc J., Grigorovici R., Vancu A. // Phys. Status Solidi. 1966. V. 15. P. 627.
- Агафонов А.В., Редозубов А.А., Козик В.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2015. Т. 60. № 8. С. 1001.
- El Mouchtari E.M., Bahsis L., El Mersly L. et al. // Int. J. Environ. Res. 2021. V. 15. P. 135. https://doi.org/10.1007/s41742-020-00300-2