catalКатализ в промышленностиKataliz v promyshlennosti1816-03872413-6476LLC "KALVIS"10.18412/1816-0387-2026-3-95-106catal-1276Research ArticleФОТО- И ЭЛЕКТРОКАТАЛИЗPHOTO- AND ELECTROCATALYSISИзучение влияния фазового состава диоксида титана на фотокаталитическую активность в реакции разложения аммиакаStudying effect of titania phase composition on the photocatalytic activity in ammonia degradationМарковскаяД. В.MarkovskayaD. V.ctls@kalvis.ruЛомакинаВ. А.LomakinaV. A.ctls@kalvis.ruМищенкоД. Д.MishchenkoD. D.ctls@kalvis.ruГерасимовЕ. Ю.GerasimovE. Yu.ctls@kalvis.ruЖуренокА. В.ZhurenokA. V.ctls@kalvis.ruКозловаЕ. А.KozlovaЕ. А.ctls@kalvis.ruИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, НовосибирскРоссияFederal Research Center Boreskov Institute of Catalysis, NovosibirskRussian FederationИнститут катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирск; Центр коллективного пользования «СКИФ» Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, КольцовоРоссияFederal Research Center Boreskov Institute of Catalysis, Novosibirsk; Center SKIF of Boreskov Institute of Catalysis, Kol’tsovoRussian Federation20261806202626395106Copyright © LLC "KALVIS", 20262026LLC "KALVIS"LLC "KALVIS"https://www.catalysis-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.catalysis-kalvis.ru/jour/article/view/1276

В ходе работы синтезировали образцы диоксида титана с различным соотношением анатаза и рутила. Фазовый состав катализаторов варьировали путем изменения температуры прокаливания диоксида титана. Физико-химические свойства образцов исследовали методом рентгенофазового анализа, спектроскопии диффузного отражения, просвечивающей электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа, циклической вольтамперометрии, хроноамперометрии с периодическим освещением. Каталитическую активность образцов изучали в реакции фотокаталитического разложения аммиака. Было показано, что с ростом количества анатаза в образце увеличивается каталитическая активность выделения водорода. Данная закономерность напрямую связана с положением края зоны проводимости анатаза и рутила. Наибольшая каталитическая активность выделения водорода составила 324 мкмоль·ч–1·г–1.

In this work titania with different ratio of anatase and rutile was synthesized. The phase composition of the samples was varied by changing temperature of calcination. The physico-chemical properties of the samples were studied by X-ray diffraction, diffuse reflectance spectroscopy, transmission electron microscopy, energy-dispersive X-ray analysis, cyclic voltammetry, on-off curves. The catalytic activity of the samples was examined in the photocatalytic ammonia decomposition. It was shown that the catalytic activity of hydrogen formation increased with the anatase content. The highest value of the catalytic activity was 324 μmol h-1g-1.

фотокатализразложение аммиакавыделение водородадиоксид титанаphotocatalysisammonia decompositionhydrogen evolutiontitaniaИсследование фотокатализаторов методами СДО, ПЭМ и СЭМ проведено с использованием оборудования ЦКП «Национальный центр исследования катализаторов». Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 25-23-20073, https://rscf.ru/project/25-23-20073/) и Правительства Новосибирской области (соглашение 30-2025-000954 от 18.04.2025).The photocatalysts were studied using SDO, TEM, and SEM methods using equipment from the National Center for Catalyst Research. The study was supported by a grant from the Russian Science Foundation (project no. 25-23-20073, https://rscf.ru/project/25-23-20073/) and the Government of the Novosibirsk Region (agreement no. 30-2025-000954 dated April 18, 2025).ReferencesLucentini I., Garcia X., Vendrell X., Llorca J. // Ind. Eng. Chem. Res. 2021. V. 60. P. 18560-18611. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c00843Lucentini I., Garcia X., Vendrell X., Llorca J. // Ind. Eng. Chem. Res. 2021. V. 60. P. 18560-18611. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c00843Spatolisano E., Pellegrini L.A., de Angelis A.R., Cattaneo S., Roccaro E. // Ind. Eng. Chem. Res. 2023. V. 62. P. 10813−10827. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c01419Spatolisano E., Pellegrini L.A., de Angelis A.R., Cattaneo S., Roccaro E. // Ind. Eng. Chem. Res. 2023. V. 62. P. 10813−10827. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.3c01419Huang X., Lei K., Mi Y., Fang W., Li X. // Molecules. 2023. V. 28. P. 5245. https://doi.org/10.3390/molecules28135245Huang X., Lei K., Mi Y., Fang W., Li X. // Molecules. 2023. V. 28. P. 5245. https://doi.org/10.3390/molecules28135245Zhurenok A.V., Vasilchenko D.B., Kozlova E.A. // Int. J. Molec. Sci. 2023. V. 24. P. 346:1-19. https://doi.org/10.3390/ijms24010346Zhurenok A.V., Vasilchenko D.B., Kozlova E.A. // Int. J. Molec. Sci. 2023. V. 24. P. 346:1-19. https://doi.org/10.3390/ijms24010346Zhang S., He Z., Li X., Zhang J., Zang Q., Wang S. // Nanoscale Adv. 2020. V. 2. P. 3610-3624. https://doi.org/10.1039/D0NA00161AZhang S., He Z., Li X., Zhang J., Zang Q., Wang S. // Nanoscale Adv. 2020. V. 2. P. 3610-3624. https://doi.org/10.1039/D0NA00161AUtsunomiya A., Okemoto A., Nishino A., Kitagawa K., Kobayashi H., Taniya K., Ichihashi Y., Nishiyama S. // Appl. Catal. B: Environ. 2017. V. 206. P. 378-383. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.01.045Utsunomiya A., Okemoto A., Nishino A., Kitagawa K., Kobayashi H., Taniya K., Ichihashi Y., Nishiyama S. // Appl. Catal. B: Environ. 2017. V. 206. P. 378-383. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.01.045Reli M., Edelmannová M., Šihor M., Praus P., Svoboda L., Mamulová K.K., Otoupalíková H., Čapek L., Hospodková H., Obalová L., Kočí. K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 8530-8538. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.05.004Reli M., Edelmannová M., Šihor M., Praus P., Svoboda L., Mamulová K.K., Otoupalíková H., Čapek L., Hospodková H., Obalová L., Kočí. K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 8530-8538. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.05.004Wang H., Su Y., Zhao H., Yu H., Chen S., Zhang Y., Quan X. // Environ. Sci. Technol. 2014. V. 48. P. 11984-11990. https://doi.org/10.1021/es503073zWang H., Su Y., Zhao H., Yu H., Chen S., Zhang Y., Quan X. // Environ. Sci. Technol. 2014. V. 48. P. 11984-11990. https://doi.org/10.1021/es503073zWang R., Xie T., Sun Z., Pu T., Li W., Ao J.P. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 51687-51694. https://doi.org/10.1039/C7RA07988EWang R., Xie T., Sun Z., Pu T., Li W., Ao J.P. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 51687-51694. https://doi.org/10.1039/C7RA07988EYuzawa H., Mori T., Itoh H., Yoshida H. // J. Phys. Chem. C. 2012. V. 116. P. 4126-4136. https://doi.org/10.1021/jp209795tYuzawa H., Mori T., Itoh H., Yoshida H. // J. Phys. Chem. C. 2012. V. 116. P. 4126-4136. https://doi.org/10.1021/jp209795tObata K., Kishishita K., Okemoto A., Taniya K., Ichihashi Y., Nishiyama S. // Appl. Catal. B: Environ. 2014. V. 160. P. 200-203. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.05.033Obata K., Kishishita K., Okemoto A., Taniya K., Ichihashi Y., Nishiyama S. // Appl. Catal. B: Environ. 2014. V. 160. P. 200-203. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.05.033Carp O. // Progress in Solid State Chemistry. 2004. V. 32. P. 33-177. https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2004.08.001Carp O. // Progress in Solid State Chemistry. 2004. V. 32. P. 33-177. https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2004.08.001Markovskaya D.V., Zhurenok A.V., Kurenkova A.Y., Kremneva A.M., Saraev A.A., Zharkov S.M., Kozlova E.A., Kaichev V.V. // RSC Advances. 2020. V.10. P.34137-34148. https://doi.org/10.1039/d0ra07630aMarkovskaya D.V., Zhurenok A.V., Kurenkova A.Y., Kremneva A.M., Saraev A.A., Zharkov S.M., Kozlova E.A., Kaichev V.V. // RSC Advances. 2020. V.10. P.34137-34148. https://doi.org/10.1039/d0ra07630aMedina J.C., Warren E., Morgan D., Gow I.E., Edwards J. // Philos. Trans. A. Math. Phys. Eng. Sci. 2024. V. 23. P. 20230271. https://doi.org/10.1098/rsta.2023.0271Medina J.C., Warren E., Morgan D., Gow I.E., Edwards J. // Philos. Trans. A. Math. Phys. Eng. Sci. 2024. V. 23. P. 20230271. https://doi.org/10.1098/rsta.2023.0271Fuku K., Kamegawa T., Mori K., Yamashita H. // Chem Asian J. 2012. V. 7. P. 1366-1371. https://doi.org/10.1002/asia.201100984Fuku K., Kamegawa T., Mori K., Yamashita H. // Chem Asian J. 2012. V. 7. P. 1366-1371. https://doi.org/10.1002/asia.201100984Dzíbelová J., Hossein Hejazi S.M., Šedajová V., Panáček D., Jakubec P., Baďura Z., Malina O., Kašlík J., Filip J., Kment S., Otyepka M., Zbořil R. // Appl. Mater. Today. 2023. V. 34. P. 101881. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2023.101881Dzíbelová J., Hossein Hejazi S.M., Šedajová V., Panáček D., Jakubec P., Baďura Z., Malina O., Kašlík J., Filip J., Kment S., Otyepka M., Zbořil R. // Appl. Mater. Today. 2023. V. 34. P. 101881. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2023.101881Markovskaya D.V., Zhurenok A.V., Kurenkova A.Yu., Kremneva A.M., Saraev A.A., Zharkov S.M., Kozlova E.A., Kaichev V.V. // RSC Advances. 2020. V. 10. P. 34137-34148. https://doi.org/10.1039/d0ra07630aMarkovskaya D.V., Zhurenok A.V., Kurenkova A.Yu., Kremneva A.M., Saraev A.A., Zharkov S.M., Kozlova E.A., Kaichev V.V. // RSC Advances. 2020. V. 10. P. 34137-34148. https://doi.org/10.1039/d0ra07630aAdli N.M., Zhang H., Mukherjee S., Wu G. // J. Electrochem. Soc. 2018. V. 165. P. J3130-J3147. https://doi.org/10.1149/2.0191815jesAdli N.M., Zhang H., Mukherjee S., Wu G. // J. Electrochem. Soc. 2018. V. 165. P. J3130-J3147. https://doi.org/10.1149/2.0191815jesKaramé I. Hydrogenation. Lebanon: Lebanese University. 2012. 340 p.Karamé I. Hydrogenation. Lebanon: Lebanese University. 2012. 340 p.Ye J.-Y., Lin J.-L., Zhou Z.-Y., Hong Y.-H., Sheng T., Rauf M., Sun S.-G. // J. Electroanal. Chem. 2018. V. 819. P. 495-501. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2017.12.062Ye J.-Y., Lin J.-L., Zhou Z.-Y., Hong Y.-H., Sheng T., Rauf M., Sun S.-G. // J. Electroanal. Chem. 2018. V. 819. P. 495-501. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2017.12.062Liu J., Liu B., Ni Z., Deng Y., Zhong C., Hu W. // Electrochim. Acta. 2014. V. 150. P. 146-150. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.10.119.Liu J., Liu B., Ni Z., Deng Y., Zhong C., Hu W. // Electrochim. Acta. 2014. V. 150. P. 146-150. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.10.119.[Wasmus S., Vasini E.J., Krausa M., Mishima H.T., Vielstich W. // Electrochim. Acta. 1994. V. 39. P. 23-31. https://doi.org/10.1016/0013-4686(94)85006-2.[Wasmus S., Vasini E.J., Krausa M., Mishima H.T., Vielstich W. // Electrochim. Acta. 1994. V. 39. P. 23-31. https://doi.org/10.1016/0013-4686(94)85006-2.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.