Влияние водородной обработки на фотокаталитическую активность нанопорошков оксида вольфрама

Авторы

  • Sh.T. Nurbolat ТОО Институт Прикладных наук и информационных технологий, Казахстан, г. Алматы http://orcid.org/0000-0001-7972-6792
  • A.A. Markhabayeva ТОО Институт Прикладных наук и информационных технологий, Казахстан, г. Алматы http://orcid.org/0000-0002-0657-422X
  • N.B. Bakranov Казахстанско-Британский технический университет, Казахстан, г. Алматы http://orcid.org/0000-0002-4577-6510
  • A.T. Tulegenova ТОО Институт Прикладных наук и информационных технологий, Казахстан, г. Алматы http://orcid.org/0000-0002-5701-6674

DOI:

https://doi.org/10.26577/RCPh.2021.v79.i4.07

Ключевые слова:

фотокатализ, оксид вольфрама, нанопорошки, очистка воды

Аннотация

В настоящей работе представлены результаты по синтезу и исследованию свойств нанопорошков оксида вольфрама WO3 полученные гидротермальным методом. Изучены структурные особенности синтезированных WO3 нанопорошков с помощью рентгенофазового анализа и Раман спектроскопии. Полученные WO3 нанопорошки имеют моноклинную модификацию оксида вольфрама. Приведены данные по морфологии синтезированных образцов, полученные методом сканирующей электронной микроскопии. Образцы имеют прямоугольную форму с гладкой поверхностью в виде нанопластин с размерами в пределах 50-150 нм. А также исследованы фотокаталитические свойства нанопорошков для применения их в качестве фотокатализаторов для очистки воды от органических загрязнений. Обнаружена значительная фотокаталитическая активность синтезированных материалов при разложении тестового вещества красителя родамина Б под ультрафиолетовым освещением. Отработан метод термообработки нанопорошков оксида вольфрама в атмосфере водорода с целью внедрения кислородных вакансий. В результате получены нанопорошки оксида вольфрама нестехиометрического состава. Проведены сравнительные исследования по влияниям водородной термообработки на фотокаталитическую актиность. Фотокаталитическая активность исходного оксида WO3 после восстановительной термообработки в атмосфере водорода при 400оС увеличивалась более чем в два раза.

Библиографические ссылки

1. R. A. Pala, A. J. Leenheer, M. Lichterman, H. A. Atwater and N. S. Lewis. Energy & Environmental Science, 7(10), 3424-3430 (2014).

2. R. H. Coridan, K. A. Arpin, B. S. Brunschwig, P. V. Braun and N. S. Lewis. Nano Letters, 14 (5), 2310-2317 (2014).

3. G. Zhang, W. Guan, H. Shen, X. Zhang, W. Fan, C. Lu, H. Bai, L. Xiao, W. Gu and W. Shi. Industrial & Engineering Chemistry Research, 53 (13), 5443-5450 (2014).

4. D. Zhang, Y. Fan, G. Li, Z. Ma, X. Wang, Z. Cheng and J. Xu, Sensors and Actuators B: Chemical, 293, 23-30 (2019).

5. Z. Wang, D. Wang and J. Sun, Sensors and Actuators B: Chemical, 245, 828-834 (2017).

6. C. Wang, S. Zhang, L. Qiu, S. A. Rasaki, F. Qu, T. Thomas, Y. Liu and M. Yang. Journal of Alloys and Compounds, 826, 154-196 (2020).

7. K. A. Abdullin, G. Cicero, L. Gritsenko, S. Kumekov and A. Markhabaeva. Journal of Applied Physics, 121 (24), 245-303 (2017).

8. Y. Li, C. Wang, H. Zheng, F. Wan, F. Yu, X. Zhang and Y. Liu. Applied Surface Science, 391, 654-661 (2017).

9. J.-J. Li, M. Zhang, B. Weng, X. Chen, J. Chen and H.-P. Jia. Applied Surface Science, 507, 145133 (2020).

10. А. А. Markhabaeva, K. А. Abdullin, V. M. Lisitsyn, E. F. Polisadova, D. T. Valiev and R. R. Nemkaeva. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenij. Fizika, 59(9), 174-179 (2016).

11. R. Gehlig, E. Salje, A. Carley and M. Roberts. Journal of Solid State Chemistry, 49 (3), 318-324 (1983).

12. Y. M. Shirke and S. P. Mukherjee. CrystEngComm, 19 (15), 2096-2105 (2017).

13. D. Wang, J. Sun, X. Cao, Y. Zhu, Q. Wang, G. Wang, Y. Han, G. Lu. Journal of Materials Chemistry A, 1 (30), 8653-8657 (2013).

14. W. Cheng, Y. Ju, P. Payamyar, D. Primc, J. Rao, C. Willa, D. Koziej and M. Niederberger. Angewandte Chemie International Edition, 54 (1), 340-344 (2015).

15. B. J.-W. Liu, J. Zheng, J.-L. Wang, J. Xu, H.-H. Li and S.-H. Yu. Nano letters, 13 (8), 3589-3593 (2013).

16. Y. Tian, S. Cong, W. Su, H. Chen, Q. Li, F. Geng and Z. Zhao. Nano letters, 14 (4), 2150-2156 (2014).

17. Z. Chen, Q. Wang, H. Wang, L. Zhang, G. Song, L. Song, J. Hu, H. Wang, J. Liu and M. Zhu. Advanced materials, 25 (14), 2095-2100 (2013).

18. M. Daniel, B. Desbat, J. Lassegues, B. Gerand and M. Figlarz. Journal of solid state chemistry, 67 (2), 235-247 (1987).

19. A. Rougier, F. Portemer, A. Quede and M. El Marssi. Applied Surface Science, 153 (1), 1-9 (1999).

Загрузки

Опубликован

2021-12-04

Выпуск

Том 79 № 4 (2021): Вестник. Серия физическая

Раздел

Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)