Фотокаталітичні покриви змішаними оксидами на основі титан (IV) оксиду для екотехнологій

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.01 – технологія неорганічних речовин. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертацію присвячено удосконаленню технології фотокаталітичних покривів змішаними оксидами на основі титан (IV) оксиду для одержання матеріалів з синергетичним ефектом для очищення стічних вод від органічних токсикантів. Експериментально встановлено оптимальні параметри проведення процесів синтезу титан (IV) оксиду на шамотному носії, що дозволяють одержувати рівномірні за складом та розподілом по поверхні покриття з високими показниками поруватості (46–66%) та сумарним питомим об'ємом пор (0,88–2,14 см³/г); визначено, що анодне оксидування за густини струму 1,5 А/дм² та напрузі 60 В дозволяє одержувати оксидні покриви складу Ti/TiO₂ та змішані оксидні покриви із допуванням ZnO, ZrO₂ з вмістом цинку 0,5–2,6 мас. % та цирконію 0,5–2,1 мас. % та розміром пор до 100 нм.Експериментальні дослідження довели, що матеріали проявляють у 2–4 рази вищу фотокаталітичну активність у порівнянні з індивідуальними оксидами за рахунок виявлення фаткору синергизму, що складає 1,9–2,3 у процесі фотокаталітичного окиснення водних розчинів азобарвника метилового жовтогарячого та фенолу. На підставі визначених кінетичних та технологічних параметрів розроблено принципові схеми виготовлення контактних мас на носіях різної природи та технології знешкодження фенолвмісних стічних вод шляхом фотокаталітичного окиснення киснем повітря під дією УФ-випромінювання.Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in specialty 05.17.01 – Technology of Inorganic Substances. – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2015. Dissertation is devoted to the improvement of the technology of photocatalytic coatings on the basis of mixed oxides of titanium (IV) oxide to produce materials with synergistic effect for wastewater treatment of organic toxicants. Based on the analysis of the relationship of the synthesis conditions, titanium (IV) oxide to metal and ceramic media with structural parameters of the coatings obtained optimum parameters of the process of synthesis of titanium (IV) oxide fireclay carrier, allowing to obtain a uniform composition and distribution over the surface of coatings with high porosity (46-66%) and the total pore volume resistivity (0,88-2,14 cm³/g); it is determined that the process flow of anodic oxidation at a current density of 1,5 A/dm² and a voltage of 60 V allows to obtain oxide covers the composition of Ti/TiO₂ and mixed oxide coatings doped ZnO, ZrO₂ and zinc content of 0,5-2,6 wt. % and zirconium 0,5-2,1 wt. %. and a pore size of 100 nm. Experimental studies have shown that the materials exhibit enhanced photocatalytic activity compared to the individual oxides in 2-4 times due to the existence of a synergistic effect on the level of 1,9-2,3 during the photocatalytic oxidation of aqueous solutions of methyl orange azo dye and phenol. which is higher than for industrial powder photocatalyst Degussa P25 in similar reactions. Based on the determination of kinetic parameters and process concepts are developed mass production of contact in a variety of nature and technology fenolvmisnih disposal of wastewater by photocatalytic oxidation by atmospheric oxygen under the influence of UV radiation.