Пошук способів керованого модифікування характеристик функціональних вузлів адаптивних систем очищення повітря

Abstract

Узагальнено важливі для практичного використання відомості про лужні координаційні нітрати рідкісноземельних елементів церієвої підгрупи – прекурсори перспективних сучасних багатофункціональних матеріалів – щодо умов їх утворення й існування, природи хімічного зв’язку, складу, будови, форми координаційних поліедрів Ln, типу координації ліганд, існування ізотипних рядів по стехіометрії складу, структурі, виявляємих характерних властивостей. Одержані дані (як первинна інформація) є основою для виявлення, ідентифікації, контролю фазового стану об’єктів перероблення у підготовчих стадіях, вибору критеріїв сумісності складових при формуванні одношарових і шаруватих наноструктурованих оксидних композитних систем лантаноїдів і перехідних елементів широкого призначення, з каталітичною і фотокаталітичною активністю, покриття здатного самоочищатися з гідрофільними властивостями; розроблення різних комбінованих способів їх активації та встановлення технологічно-функціональних залежностей; керованого модифікування властивостей одержуваних цільових продуктів. Для підвищення фотокаталітичної активності зразків покриттів на основі високодисперсного TiO2 анатазної модифікації запропонована методологія хімічного модифікування центрів окиснення у їхньому поверхневому шарі з термооброленням у контакті з продуктами термолізу розплавів лужних координаційних нітратів лантаноїдів. Виявлена ефективна тестова фотокаталітична деструкція парів органічних субстратів на прикладі етанолу. Доведена дієва активація роботи функціональних вузлів у складі самоналаштовуючихся комплексів очищення повітря з використанням нових фотокаталітичноактивних трьох шарових перовскітоподобних оксидних матеріалів М2Ln2Ti3O10 (М – Li, Na, K; Ln – La, Nd). Варіативність таких способів створення і модифікування характеристик поліфункціональних покриттів визначається кількістю й індивідуальними властивостями представників природніх рядів лантаноїдів, лужних металів періодичної системи, особливостями їх кооперативної поведінки у підготовчих технологічних стадіях, умовами і методами активації процесів формування, природою підкладки та іншими чинниками.

Information on alkaline coordination nitrates of rare-earth elements of the cerium subgroup - precursors of promising modern multifunctional materials - on the conditions of their formation and existence, the nature of the chemical bond, the composition, structure, shape of the Ln coordination polyhedra, the type of ligand coordination, and the existence of isotypic series in stoichiometry are generalized. composition, structure, characteristic properties. The data obtained (as primary information) is the basis for the detection, identification, and control of the phase state of processing objects in the preparatory stages, the choice of criteria for the compatibility of the components in the formation of single-layer and layered nanostructured oxide composite systems of lanthanides and transition elements for general purposes, with catalytic and photocatalytic activity, coatings self-cleaning with hydrophilic properties; development of various combined methods for their activation and identification of technological functional dependencies; controlled modification of the properties of the obtained target products. To increase the photocatalytic activity of coating samples based on highly dispersed anatase TiO2, a methodology for chemical modification of oxidation centers in their surface layer with heat treatment in contact with thermolysis products of alkaline coordination lanthanide nitrate melts is proposed. An effective test photocatalytic destruction of organic substrates vapors has been discovered using ethanol as an example.Effective activation of the functioning of functional units in the composition of self-adjusting air purification complexes using new photocatalytically active three-layer perovskite-like oxide materials M2Ln2Ti3O10 (M - Li, Na, K; Ln - La, Nd) has been proven. The variability of such methods for creating and modifying the characteristics of polyfunctional coatings is determined by the number and individual properties of representatives of the natural series of lanthanides, alkali metals of the periodic system, the peculiarities of their cooperative behavior in the preparatory technological stages, conditions and methods of activation of formation processes, the nature of the substrate, and other factors.