Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương pháp tổng hợp dễ dàng các hạt nano chất xúc tác SiO2–TiO2 để phân hủy ô nhiễm phenolic trong nước
Tóm tắt
Một phương pháp tổng hợp dễ dàng các hạt nano silicat-titanium (SiO2–TiO2) được định hình bằng polyethylene glycol (PEG) đã được thực hiện thông qua các phản ứng sol-gel bằng cách tiền thủy phân một phần tetraethoxysilane và titanium isopropoxide. Các vật liệu nanô được chế tạo đã được nghiên cứu bằng các phương pháp hấp thụ N2, FTIR, FT-Raman, TG-DSC, XRD, TEM, DLS, 13C và 29Si MAS NMR và phân tích XPS để xác định thành phần pha và vi cấu trúc của các mẫu thử. Hiệu suất quang xúc tác của các hạt nano SiO2–TiO2 đã được đánh giá qua quá trình phân hủy oxy hóa quang học dung dịch nước chứa các dẫn xuất alkylphenol. Kết quả cho thấy hoạt tính quang học của các hạt nano SiO2–TiO2 trong việc loại bỏ các alkylphenol ethoxylates từ dung dịch nước cao hơn so với các hạt nano titania xốp. Việc đưa PEG vào mạng lưới vô cơ và hình thành cấu trúc nano xốp sẽ làm tăng hiệu suất của các hạt nano SiO2–TiO2. Các loài polyme đã đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các lỗ xốp thông qua quá trình lai ghép với các oxit vô cơ ở quy mô phân tử do sự hình thành liên kết hydro xảy ra tại các nhóm ether. Những lợi thế của việc sử dụng mẫu PEG có thể được loại bỏ bằng nhiệt nhằm tăng diện tích bề mặt, độ xốp meso và khả năng hấp thụ photon ở bước sóng UV–nhìn thấy để tạo ra các vật liệu quang xúc tác được thiết kế dạng nano được mô tả.
Từ khóa
#SiO2–TiO2 #hạt nano #xúc tác quang #polyethylene glycol #ô nhiễm phenolicTài liệu tham khảo
Miyazaki S, Miah M, Morisato K, Shintani Y, Kuroha T, Nakanishi K (2005) Titania-coated monolithic silica as separation medium for high performance liquid chromatography of phosphorus-containing compounds. J Sep Sci 28:39
Melero JA, Arsuaga JM, De Frutos PG, Iglesias J, Sainz J, Blazquez S (2005) Direct synthesis of titanium-substituted mesostructured materials using non-ionic surfactants and titanocene dichloride. Microporous Mesoporous Mater 86:364
Marugan J, Lopez-Munoz M-J, Aguado J, Grieken RV (2007) On the comparison of photocatalysts activity: a novel procedure for the measurement of titania surface in TiO2/SiO2 materials. Catal Today 124:103
Witte KD, Busuioc AM, Meynen V, Mertens M, Bilba N, Tendeloo GV, Cool P, Vansant EF (2008) Influence of the synthesis parameters of TiO2–SBA-15 materials on the adsorption and photodegradation of rhodamine-6G. Microporous Mesoporous Mater 110:100
Kang C, Jing L, Guo T, Cui H, Zhou J, Fu H (2009) Mesoporous SiO2-modified nanocrystalline TiO2 with high anatase thermal stability and large surface area as efficient photocatalyst. J Phys Chem C 113:1006
Brinker CJ, Scherer GW (1990) Sol–gel science: the physics and chemistry of sol–gel processing. Academic Press Inc, New York
Turova NY, Turevskaya EP, Kessler VG, Yanovskaya MI (2002) The chemistry of metal alkoxides. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht
Ruzimuradov O, Nurmanov S, Kodani Y, Takahashi R, Yamada I (2012) Morphology and dispersion control of titania–silica monolith with macro–meso pore system. J Sol Gel Sci Technol 64:684
Nakanishi K (1997) Pore structure control of silica gels based on phase separation. J Porous Mater 4:67
Konishi J, Fujita K, Nakanishi K, Hirao K (2006) Monolithic TiO2 with controlled multiscale porosity via a template-free sol–gel process accompanied by phase separation. Chem Mater 18:6069
Nakanishi K, Motowaki S, Soga N (1992) Preparation of SiO2–TiO2 gels with controlled pore structure via sol–gel route. Bull Inst Chem Res Kyoto Univ 70:144–151
Lika K, Papadakis IA (2009) Modeling the biodegradation of phenolic compounds by microalgae. J Sea Res 62:135–146
McKay G (ed) (1996) Use of adsorbents for the removal of pollutants from wastewaters. CRC Press, Inc., Boca Raton
Banerjee G (1997) Treatment of phenolic wastewater in RBC reactor. Water Res 31:705–714
Mahyar A, Behnajady MA, Modirshahla N (2010) Characterization and photocatalytic activity of SiO2–TiO2 mixed oxide nanoparticles prepared by sol–gel method. Ind J Chem 49:1593–1600
Nilchi A, Darzi SJ, Garmarodi SR (2011) Sol–gel preparation of nanoscale TiO2–SiO2 composite for eliminating of Con Red Azo Dye. J Mater Sci Appl 2:476–480
Nandanwar R, Singh P, Syed F, Haque F (2014) Preparation of TiO2/SiO2 nanocomposite with non-ionic surfactants via sol–gel process and their photocatalytic study. Orient J Chem 30:1577–1584
Ahmed MS, Attia YA (1995) Aerogel materials for photocatalytic detoxification of cyanide wastes in water. J Non Cryst Solids 186:402–407
Anderson C, Bard AJ (1995) An improved photocatalyst of TiO2/SiO2 prepared by a sol–gel synthesis. J Phys Chem 99:9882–9885
Sermon PA, Leadley JG, MacGibbon RM, Ruzimuradov O (2012) Tuning X/(TiO2)x–(SiO2)100−x (0 < x < 40) xerogel photocatalysts. Ionics 18:455–459
Vong MSW, Bazin N, Sermon PA (2004) Chemical modification of silica gels. J Sol Gel Sci Technol 32:293–294
Jiao J, Xu Q, Li L (2007) Porous TiO2/SiO2 composite prepared using PEG as template direction reagent with assistance of supercritical CO2. J Colloid Interface Sci 316:596–603
Barrett EP, Joyner LS, Halenda PP (1951) The determination of pore volume and area distributions in porous substances. I. Computations from nitrogen isotherms. J Am Chem Soc 73:373–380
Animasaun IL, Ibraheem RO, Mahanthesh B, Babatunde HA (2019) A meta-analysis on the effects of haphazard motion of tiny/nano-sized particles on the dynamics and other physical properties of some fluids. Chin J Phys 60:676–687
Shah NA, Animasaun IL, Ibraheem RO, Babatunde HA, Sandeep N, Pop I (2018) Scrutinization of the effects of Grashof number on the flow of different fluids driven by convection over various surfaces. J Mol Liq 249:980–999
Animasaun IL, Makinde OD, Saleem S (2019) Mixed convection flow of Newtonian fluids over an upper horizontal thermally stratified melting surface of a paraboloid of revolution. J Braz Soc Mech Sci Eng 41:197
Ruzimuradov ON (2011) Formation of bimodal porous silica–titania monoliths by sol–gel route. IOP Conf Ser Mater Sci Eng 18:032004
Halla JD, Mamak M, Williams DE, Ozin GA (2003) A novel proton conducting solid electrolyte. Adv Funct Mater 13:132–138
Chang HY, Thangamuthu R, Lin CW (2004) Structure–property relationships in PEG/SiO2 based proton conducting hybrid membranes—a 29Si CP/MAS solid-state NMR study. J Membr Sci 228:217–226
Monticone S, Tufeu R, Kanaev AV, Scolan E, Sanchez C (2000) Quantum size effect in TiO2 nanoparticles: does it exist? Appl Surf Sci 162–163:565–570