Изучение влияния фазового состава диоксида титана на фотокаталитическую активность в реакции разложения аммиака

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.

1. Lucentini I., Garcia X., Vendrell X., Llorca J. // Ind. Eng. Chem. Res. 2021. V. 60. P. 18560-18611. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.1c00843

2. Spatolisano 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.3c01419

3. Huang X., Lei K., Mi Y., Fang W., Li X. // Molecules. 2023. V. 28. P. 5245. https://doi.org/10.3390/molecules28135245

4. Zhurenok A.V., Vasilchenko D.B., Kozlova E.A. // Int. J. Molec. Sci. 2023. V. 24. P. 346:1-19. https://doi.org/10.3390/ijms24010346

5. Zhang S., He Z., Li X., Zhang J., Zang Q., Wang S. // Nanoscale Adv. 2020. V. 2. P. 3610-3624. https://doi.org/10.1039/D0NA00161A

6. Utsunomiya 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.2017.01.045

7. Reli 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.2015.05.004

8. Wang 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/es503073z

9. Wang 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/C7RA07988E

10. Yuzawa H., Mori T., Itoh H., Yoshida H. // J. Phys. Chem. C. 2012. V. 116. P. 4126-4136. https://doi.org/10.1021/jp209795t

11. Obata 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.2014.05.033

12. Carp O. // Progress in Solid State Chemistry. 2004. V. 32. P. 33-177. https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2004.08.001

13. Markovskaya 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/d0ra07630a

14. Medina 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.2023.0271

15. Fuku K., Kamegawa T., Mori K., Yamashita H. // Chem Asian J. 2012. V. 7. P. 1366-1371. https://doi.org/10.1002/asia.201100984

16. Dzíbelová 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.2023.101881

17. Markovskaya 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/d0ra07630a

18. Adli N.M., Zhang H., Mukherjee S., Wu G. // J. Electrochem. Soc. 2018. V. 165. P. J3130-J3147. https://doi.org/10.1149/2.0191815jes

19. Karamé I. Hydrogenation. Lebanon: Lebanese University. 2012. 340 p.

20. 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.2017.12.062

21. 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.

22. [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.