Studying the photocatalytic oxidation of hydroxybenzene in aquatic medium on the photocatalizers SnO₂, ZnO, TiO₂

Abstract

Наведено результати дослiдження фотокаталiтичної активностi оксидiв SnO₂, ZnO, TiO₂ в процесi окиснення гiдроксибензолу у водному середовищi, окремо розглянуто властивостi алотропних модифiкацiй оксиду титану (IV): анатазу та рутилу. Обґрунтовано взаємозв'язок зменшення значення ширини забороненої зони та збiльшення фотокаталiтичної активностi розглянутих оксидiв. Встановлено вплив органiзацiї перемiшування на зростання ступеня деградацiї гiдроксибензолу у водному середовищi, яке становить в середньому 10–15 %. Дослiджено вплив спiввiдношення вмiсту анатазу до рутилу у фотокаталiзаторi на ефективнiсть деградацiї гiдроксибензолу. Показано, що отриманi при цьому результати дослiджень узгоджуються з лiтературними даними, але вiдкриваються додатковi можливостi збiльшення ступеня окиснення гiдроксибензолу прi сумiсном використаннi анатазу та рутилу. Встановлено, що найбiльший ступiнь окиснення з перемiшуванням та без нього при часi опромiнювання 60 хвилин досягається при спiввiдношеннi кiлькостi анатазу до рутилу 75/25 % мас. та складає 23 % i 37 %, вiдповiдно. Використання такого складу дозволяє збiльшити ступiнь окиснення гiдроксибензолу у водному середовищi на 11–18 %, що в 1,5–1,9 разiв бiльше порiвняно з чистим рутилом та анатазом. Показано, що при використаннi фотокаталiзатора iз сумiшi анатазу та рутилу характер впливу перемiшування на ступiнь окиснення гiдроксибензолу має iншу закономiрнiсть, нiж при використаннi чистого анатазу або рутилу. Одержанi результати дозволили зробити висновок, що для скорочення часу досягнення максимальних показникiв процесу деградацiї гiдроксибензолу необхiдно збiльшувати вiдношення поверхнi опромiнювання до висоти самого апарату та збiльшувати число Re процесу перемiшування. На основi отриманих експериментальних даних встановлено оптимальний склад фотокаталiзатору, який дозволяє досягти максимальний ступiнь вилучення гiдроксибензолу iз розчину.