[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2478430C1 - Method of producing photocatalyst for decomposing organic pollutants - Google Patents

Method of producing photocatalyst for decomposing organic pollutants Download PDF

Info

Publication number
RU2478430C1
RU2478430C1 RU2012114640/04A RU2012114640A RU2478430C1 RU 2478430 C1 RU2478430 C1 RU 2478430C1 RU 2012114640/04 A RU2012114640/04 A RU 2012114640/04A RU 2012114640 A RU2012114640 A RU 2012114640A RU 2478430 C1 RU2478430 C1 RU 2478430C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
metals
photocatalyst
ionic radius
group
Prior art date
Application number
RU2012114640/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Борисович Миссюль
Ирина Алексеевна Зверева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ)
Priority to RU2012114640/04A priority Critical patent/RU2478430C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2478430C1 publication Critical patent/RU2478430C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing a photocatalyst. Described is a method of producing a photocatalyst for decomposing organic pollutants, involving preparation of a mixture from precursors taken in stoichiometric ratios, which is mixed with a low-melting fluxing agent, calcining the mixture and washing the obtained photocatalyst, wherein the precursors used are bismuth oxides, at least one metal oxide from a group of metals having ionic radius ranging from 0.5 to 0.8 Å and at least one metal oxide from a group metals having ionic radius ranging from 0.9 to 1.5 Å; the mixture contains 1-80% fluxing agent; the fluxing agent used is a mixture of NaCl and KCl, and the mixture is calcined at temperature of 700-900°C for 30-120 minutes.
EFFECT: obtaining an efficient photocatalyst.
7 dwg; 1 tbl; 10 ex

Description

Изобретение относится способу получения материалов, обладающих каталитическими, в частности фотокаталитическими, свойствами. Каталитические свойства предлагаемых материалов могут находить применение в органическом синтезе, в частности в реакциях дегидрирования, например дегидрирования бутана до 1,3-бутадиена. Фотокаталитические материалы широко используют для очистки воздуха и воды от биологических, минеральных и органических загрязнителей путем гетерогенных фотоиндуцированных каталитических процессов, в ходе которых образуются продукты, безопасные для окружающей среды и человека.The invention relates to a method for producing materials having catalytic, in particular photocatalytic, properties. The catalytic properties of the proposed materials can be used in organic synthesis, in particular in dehydrogenation reactions, for example, dehydrogenation of butane to 1,3-butadiene. Photocatalytic materials are widely used to purify air and water from biological, mineral, and organic pollutants by heterogeneous photoinduced catalytic processes, during which products that are safe for the environment and humans are formed.

В последние годы значительно вырос интерес к фотокатализаторам на основе фаз Ауривиллиуса. К фазам Ауривиллиуса относят соединения, обладающие общей формулой [Bi2O2][An-1BnO3n+1], где В - металл, обладающий ионным радиусом от 0,5 до 0,8Å, а А - металл, обладающий ионным радиусом от 0,9 до 1,5Å. К преимуществам таких фотокатализаторов относится в первую очередь их способность проявлять фотокаталитическую активность при облучении не только ультрафиолетовым, но и видимым светом.In recent years, interest in photocatalysts based on Aurivillius phases has grown significantly. Aurivillius phases include compounds having the general formula [Bi 2 O 2 ] [A n-1 B n O 3n + 1 ], where B is a metal having an ionic radius of 0.5 to 0.8 Å, and A is a metal, having an ionic radius of from 0.9 to 1.5 Å. The advantages of such photocatalysts include primarily their ability to exhibit photocatalytic activity when irradiated not only with ultraviolet, but also with visible light.

В настоящее время наиболее широко используемыми способами получения фотокаталитических материалов на основе фаз Ауривиллиуса являются керамический синтез, синтез методом соосаждения и золь-гель синтез.Currently, the most widely used methods for producing photocatalytic materials based on Aurivillius phases are ceramic synthesis, coprecipitation and sol-gel synthesis.

Известен способ получения фотокатализаторов по керамической технологии с использованием в качестве прекурсоров оксидов, гидроксидов, карбонатов или нитратов металлов [1, 2]. Известный способ требует прокаливания в течение 3 дней при 700°С [1] или 4-8 часов при 800-950°С [2]. Кроме того, получаемый таким способом материал содержит частицы больших размеров, что снижает его эффективность в качестве катализатора.There is a method of producing photocatalysts using ceramic technology using metal oxides, hydroxides, carbonates or nitrates as precursors [1, 2]. The known method requires calcination for 3 days at 700 ° C [1] or 4-8 hours at 800-950 ° C [2]. In addition, the material obtained in this way contains large particles, which reduces its effectiveness as a catalyst.

Известен способ получения фотокатализаторов соосаждением из раствора, содержащего соли металлов, с последующим прокаливанием полученного прекурсора [3]. Известный способ позволяет получать частицы размером около 100 нм. Однако он требует значительных затрат времени (получение прекурсора - до суток; прокаливание прекурсора - не менее 6 ч). Кроме того, значительные сложности вызывает его распространение на фазы Ауривиллиуса, содержащие ниобий или тантал, так как их растворимые в воде соединения значительно менее доступны.A known method of producing photocatalysts by coprecipitation from a solution containing metal salts, followed by calcination of the resulting precursor [3]. The known method allows to obtain particles about 100 nm in size. However, it requires a considerable investment of time (obtaining a precursor takes up to a day; calcining the precursor takes at least 6 hours). In addition, its spread to the Aurivillius phases containing niobium or tantalum causes considerable difficulties, since their water-soluble compounds are much less accessible.

Известен способ получения фотокатализаторов в расплаве Bi2O3 [4]. Известный способ позволяет получить частицы материала с минимальным содержанием дефектов, однако требует длительного прокаливания при 1330-1450°С.A known method of producing photocatalysts in a melt Bi 2 O 3 [4]. The known method allows to obtain particles of material with a minimum content of defects, however, requires prolonged calcination at 1330-1450 ° C.

Известен способ получения фотокатализаторов Bi4M2O11 (М=Nb, Та, V) [5] гидротермальным методом. Гидротермальная обработка проводится при 160-200°С в течение 12-24 ч и требует специализированного оборудования, устойчивого к высоким давлениям и коррозионно-активной среде.A known method of producing photocatalysts Bi 4 M 2 O 11 (M = Nb, Ta, V) [5] by the hydrothermal method. Hydrothermal treatment is carried out at 160-200 ° C for 12-24 hours and requires specialized equipment that is resistant to high pressures and corrosive environments.

Известен способ получения фотокатализатора на основе Bi2WO6 [6], который является наиболее близким по решаемой технической задаче, достигаемому техническому результату, использованию в качестве способа получения фотокатализатора синтеза в расплаве солей, и выбранный в качестве прототипа. Этот способ заключается в приготовлении смеси нитратов лития и натрия в весовом отношении 27:23, используемой в качестве реакционной среды; смешивании реакционной среды и используемых для реакции оксидов в весовом отношении (5-30):1, добавлении безводного спирта, перетирании и высушивании при 50-80°С; нагревании полученной смеси до 200-500°С со скоростью 2-5°С/мин и выдерживании при этой температуре в течение 2-8 часов; растворении реакционной среды, фильтровании, промывании и высушивании при 50-80°С.A known method of producing a photocatalyst based on Bi 2 WO 6 [6], which is the closest in terms of the technical problem to be achieved, the technical result achieved, is used as a method of producing a photocatalyst synthesis in molten salts, and selected as a prototype. This method consists in preparing a mixture of lithium and sodium nitrates in a weight ratio of 27:23, used as a reaction medium; mixing the reaction medium and the oxides used for the reaction in a weight ratio (5-30): 1, adding anhydrous alcohol, grinding and drying at 50-80 ° С; heating the mixture to 200-500 ° C at a rate of 2-5 ° C / min and keeping at this temperature for 2-8 hours; dissolving the reaction medium, filtering, washing and drying at 50-80 ° C.

Недостатком прототипа является сравнительно высокая продолжительность синтеза (4-10 часов с учетом времени нагрева), а также низкая кристалличность получаемого продукта, приводящая к сравнительно невысокой фотокаталитической активности.The disadvantage of the prototype is the relatively high duration of the synthesis (4-10 hours, taking into account the heating time), as well as the low crystallinity of the resulting product, leading to a relatively low photocatalytic activity.

Заявленное изобретение свободно от этих недостатков.The claimed invention is free from these disadvantages.

Техническим результатом заявленного изобретения является получение более эффективного фотокатализатора за более короткое время.The technical result of the claimed invention is to obtain a more efficient photocatalyst in a shorter time.

Указанный технический результат достигается тем, что в заявленном способе получения фотокатализатора для разложения органических загрязнителей, который заключается в приготовлении шихты из прекурсоров, взятых в стехиометрических соотношениях, которую затем смешивают с низкоплавким флюсом, проводят прокаливание смеси и последующее промывание полученного фотокатализатора, в соответствие с изобретением в качестве прекурсоров взяты оксид висмута, по крайней мере, один оксид металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,5 до 0,8 Å и, по крайней мере, один оксид метала из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,9 до 1,5 Å, смесь содержит от 1-80% флюса, в качестве флюса использована смесь солей NaCl и KCl, а прокаливание смеси осуществляют при температуре 700-900°С в течение 30-120 минут.The specified technical result is achieved by the fact that in the claimed method for producing a photocatalyst for the decomposition of organic pollutants, which consists in preparing a mixture of precursors taken in stoichiometric ratios, which are then mixed with a low melting flux, the mixture is calcined and the resulting photocatalyst is then washed, in accordance with the invention bismuth oxide, at least one metal oxide from a group of metals having an ionic radius in the range was taken as precursors from 0.5 to 0.8 Å and at least one metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.9 to 1.5 Å, the mixture contains from 1-80% flux, used as a flux a mixture of NaCl and KCl salts, and the mixture is calcined at a temperature of 700-900 ° C for 30-120 minutes.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что то в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,5 до 0,8 Å, выбран титан.In addition, this technical result is achieved in that titanium is selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.5 to 0.8 Å.

Помимо того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве оксидов металлов из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,5 до 0,8 Å, выбраны титан и ниобий.In addition, the indicated technical result is achieved in that titanium and niobium are selected as metal oxides from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.5 to 0.8 Å.

Кроме этого, указанный технический результат достигается тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,5 до 0,8 Å, выбран тантал.In addition, this technical result is achieved by the fact that tantalum is selected as a metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.5 to 0.8 Å.

Помимо этого, указанный технический результат достигается тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,5 до 0,8 Å, выбраны титан и тантал.In addition, this technical result is achieved in that titanium and tantalum are selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.5 to 0.8 Å.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,9 до 1,5 Å, выбран висмут.In addition, this technical result is achieved in that bismuth is selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.9 to 1.5 Å.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,9 до 1,5 Å, выбран неодим.In addition, this technical result is achieved by the fact that neodymium is selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.9 to 1.5 Å.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,9 до 1,5 Å, выбран неодим.In addition, this technical result is achieved by the fact that neodymium is selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.9 to 1.5 Å.

Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,9 до 1,5 Å, выбран свинец.In addition, this technical result is achieved by the fact that lead is selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.9 to 1.5 Å.

На базе Санкт-Петербургского государственного университета были проведены лабораторные исследования, отражающие конкретные примеры реализации указанного изобретения.Laboratory studies were carried out on the basis of St. Petersburg State University, reflecting specific examples of the implementation of this invention.

Примеры конкретной реализации составов и способов получения фотокатализатора.Examples of specific implementation of the compositions and methods for producing a photocatalyst.

Пример 1.Example 1

В качестве флюса использовали смесь солей NaCl и KCl. Указанные соли, взятые в эквимолярном соотношении, предварительно совместно перетерли с добавлением спирта и полученный флюс высушили в сушильном шкафу.A mixture of NaCl and KCl salts was used as a flux. These salts, taken in an equimolar ratio, were previously ground together with the addition of alcohol and the resulting flux was dried in an oven.

Для получения шихты взяли навески оксидов металлов, выбранных для получения фотокатализатора с общей формулой [Bi2O2][AB2O7], в стехиометрических количествах таким образом, чтобы суммарная масса шихты составила 0,5000 г. Указанные навески смешали и перетирали в агатовой ступке в течение 0,5 ч.To obtain the charge, we took samples of metal oxides selected for the production of a photocatalyst with the general formula [Bi 2 O 2 ] [AB 2 O 7 ] in stoichiometric quantities so that the total mass of the mixture was 0.5000 g. These samples were mixed and ground into agate mortar for 0.5 hours

Затем к полученной шихте добавили такое количество флюса, чтобы получить выбранное массовое соотношение шихта-флюс. Полученную смесь дополнительно перетерли в течение 10 минут, запрессовали в таблетку и прокаливали в закрытом тигле в муфельной печи. Использовался следующий режим прокаливания: нагрев в течение 30 минут до выбранной температуры (700-900°С); выдержка при данной температуре в течение 30-120 минут, естественное охлаждение печи до комнатной температуры.Then, such a quantity of flux was added to the obtained mixture to obtain the selected mass ratio of the mixture-flux. The resulting mixture was further triturated for 10 minutes, pressed into a tablet and calcined in a closed crucible in a muffle furnace. The following calcination mode was used: heating for 30 minutes to the selected temperature (700-900 ° C); holding at a given temperature for 30-120 minutes, natural cooling of the furnace to room temperature.

Полученную в результате прокаливания массу переносили на фильтр, представляющий собой целлюлозную мембрану типа МФАС-Б-4 (производство «Владипор»), и промывали дистиллированной водой до полного удаления флюса. Полученный твердый остаток сушили в сушильном шкафу. Чистоту полученного вещества проверяли методом рентгенофазового анализа с использованием дифрактометра Thermo ARL X'TRA. Размер и морфологию частиц изучали методом сканирующей электронной микроскопии. Выбранные для синтеза металлы, а также температурные режимы прокаливания и соотношение шихта-флюс представлены в Таблице.The mass obtained by calcination was transferred to a filter, which is a cellulose membrane of the MFAS-B-4 type (produced by Vladipor), and washed with distilled water until the flux was completely removed. The resulting solid residue was dried in an oven. The purity of the obtained substance was checked by x-ray phase analysis using a Thermo ARL X'TRA diffractometer. Particle size and morphology were studied by scanning electron microscopy. The metals selected for the synthesis, as well as the temperature conditions of calcination and the charge-flux ratio, are presented in the Table.

№ образцаSample No. Металл АMetal A Металл ВMetal B % флюса в реакционной смеси% flux in the reaction mixture Температура прокаливанияCalcination temperature Время прокаливания, минCalcination time, min 1one BiBi Nb/Ti*Nb / Ti * 8080 800800 6060 22 BiBi Ta/Ti*Ta / Ti * 8080 800800 6060 33 NdNd Nb/Ti*Nb / Ti * 8080 800800 6060 4four PbPb NbNb 8080 800800 6060 55 NdNd Ta/Ti*Ta / Ti * 8080 800800 6060 66 BiBi Nb/Ti*Nb / Ti * 8080 800800 30thirty 77 BiBi Nb/Ti*Nb / Ti * 1one 900900 6060 88 BiBi Nb/Ti*Nb / Ti * 1one 800800 120120 99 BiBi Nb/Ti*Nb / Ti * 50fifty 800800 9090 1010 BiBi Nb/Ti*Nb / Ti * 8080 700700 120120 *) В случаях, когда в качестве металла В выбраны два металла, их брали в эквимолярных количествах.*) In cases where two metals were selected as metal B, they were taken in equimolar amounts.

Пример 2.Example 2

Способ получения фотокатализатора состава Bi3NbTiO9 A method of obtaining a photocatalyst composition Bi 3 NbTiO 9

Для получения шихты взяли 0,3833 г Bi2O3, 0,0729 г Nb2O5, 0,0438 г TiO2. К шихте добавили 2,0000 г флюса. Прокаливание проводили при 800°С в течение 60 мин.To obtain the mixture, 0.3833 g of Bi 2 O 3 , 0.0729 g of Nb 2 O 5 , 0.0438 g of TiO 2 were taken. 2.0000 g of flux was added to the charge. Calcination was carried out at 800 ° C for 60 min.

Пример 3.Example 3

Способ получения фотокатализатора состава Bi3NbTiO9 A method of obtaining a photocatalyst composition Bi 3 NbTiO 9

Для получения шихты взяли 0,3833 г Bi2O3, 0,0729 г Nb2O5, 0,0438 г TiO2. К шихте добавили 2,0000 г флюса. Прокаливание проводили при 800°С в течение 30 мин.To obtain the mixture, 0.3833 g of Bi 2 O 3 , 0.0729 g of Nb 2 O 5 , 0.0438 g of TiO 2 were taken. 2.0000 g of flux was added to the charge. Calcination was carried out at 800 ° C for 30 min.

Пример 4.Example 4

Способ получения фотокатализатора состава Bi3NbTiO9 A method of obtaining a photocatalyst composition Bi 3 NbTiO 9

Для получения шихты взяли 0,3833 г Bi2O3, 0,0729 г Nb2O5, 0,0438 г TiO2. К шихте добавили 0,0050 г флюса. Прокаливание проводили при 900°С в течение 60 мин.To obtain the mixture, 0.3833 g of Bi 2 O 3 , 0.0729 g of Nb 2 O 5 , 0.0438 g of TiO 2 were taken. 0.0050 g of flux was added to the charge. Calcination was carried out at 900 ° C for 60 min.

Пример 5.Example 5

Способ получения фотокатализатора состава Bi3NbTiO9 A method of obtaining a photocatalyst composition Bi 3 NbTiO 9

Для получения шихты взяли 0,3833 г Bi2O3, 0,0729 г Nb2O5, 0,0438 г TiO2. К шихте добавили 0,0050 г флюса. Прокаливание проводили при 800°С в течение 120 мин.To obtain the mixture, 0.3833 g of Bi 2 O 3 , 0.0729 g of Nb 2 O 5 , 0.0438 g of TiO 2 were taken. 0.0050 g of flux was added to the charge. Calcination was carried out at 800 ° C for 120 min.

Пример 6.Example 6

Способ получения фотокатализатора состава Bi3NbTiO9 A method of obtaining a photocatalyst composition Bi 3 NbTiO 9

Для получения шихты взяли 0,3833 г Bi2O3, 0,0729 г Nb2O5, 0,0438 г TiO2. К шихте добавили 0,5000 г флюса. Прокаливание проводили при 800°С в течение 90 мин.To obtain the mixture, 0.3833 g of Bi 2 O 3 , 0.0729 g of Nb 2 O 5 , 0.0438 g of TiO 2 were taken. 0.5000 g of flux was added to the charge. Calcination was carried out at 800 ° C for 90 min.

Пример 7.Example 7

Способ получения фотокатализатора состава Bi3NbTiO9 A method of obtaining a photocatalyst composition Bi 3 NbTiO 9

Для получения шихты взяли 0,3833 г Bi2O3, 0,0729 г Nb2O5, 0,0438 г TiO2. К шихте добавили 2,0000 г флюса. Прокаливание проводили при 700°С в течение 120 мин.To obtain the mixture, 0.3833 g of Bi 2 O 3 , 0.0729 g of Nb 2 O 5 , 0.0438 g of TiO 2 were taken. 2.0000 g of flux was added to the charge. Calcination was carried out at 700 ° C for 120 min.

Пример 8.Example 8

Способ получения фотокатализатора состава Bi3TaTiO9 A method of obtaining a photocatalyst composition Bi 3 TaTiO 9

Для получения шихты взяли 0,3495 г Bi2O3, 0,1105 г Ta2O5, 0,0400 г TiO2. К шихте добавили 2,0000 г флюса. Прокаливание проводили при 800°С в течение 60 мин.To obtain the charge took 0.3495 g Bi 2 O 3 , 0.1105 g Ta 2 O 5 , 0,0400 g TiO 2 . 2.0000 g of flux was added to the charge. Calcination was carried out at 800 ° C for 60 min.

Пример 9.Example 9

Способ получения фотокатализатора состава Bi2NdNbTiO9 A method of obtaining a photocatalyst composition Bi 2 NdNbTiO 9

Для получения шихты взяли 0,2750 г Bi2O3, 0,0785 г Nb2O3, 0,0993 г Nd2O3, 0,0472 г TiO2. К шихте добавили 2,0000 г флюса. Прокаливание проводили при 800°С в течение 120 мин.To obtain the mixture 0.2750 g of Bi 2 O 3 , 0.0785 g of Nb 2 O 3 , 0.0993 g of Nd 2 O 3 , 0.0472 g of TiO 2 were taken. 2.0000 g of flux was added to the charge. Calcination was carried out at 800 ° C for 120 min.

Пример 10.Example 10

Способ получения фотокатализатора состава Bi2PbNb2O9 A method of obtaining a photocatalyst composition Bi 2 PbNb 2 O 9

Для получения шихты взяли 0,2439 г Bi2O3, 0,1392 г Nb2O5, 0,1169 г PbO2. К шихте добавили 2,0000 г флюса. Прокаливание проводили при 800°С в течение 60 мин.To obtain the mixture, 0.2439 g of Bi 2 O 3 , 0.1392 g of Nb 2 O 5 , 0.1169 g of PbO 2 were taken. 2.0000 g of flux was added to the charge. Calcination was carried out at 800 ° C for 60 min.

Пример 11.Example 11

Способ получения фотокатализатора состава Bi2NdTaTiO9 A method of obtaining a photocatalyst composition Bi 2 NdTaTiO 9

Для получения шихты взяли 0,2491 г Bi2O3, 0,1182 г Ta2O5, 0,0900 г Nd2O3, 0,0427 г TiO2. К шихте добавили 2,0000 г флюса. Прокаливание проводили при 800°С в течение 120 мин.To obtain the mixture 0.2491 g of Bi 2 O 3 , 0.1182 g of Ta 2 O 5 , 0.0900 g of Nd 2 O 3 , 0.0427 g of TiO 2 were taken. 2.0000 g of flux was added to the charge. Calcination was carried out at 800 ° C for 120 min.

На Фиг.1-5 представлены дифрактограммы образцов фотокатализаторов, полученных способом согласно изобретению. Во всех случаях получено химически чистое вещество требуемого состава.Figure 1-5 presents the diffraction patterns of samples of photocatalysts obtained by the method according to the invention. In all cases, a chemically pure substance of the required composition is obtained.

На Фиг.1 представлена дифрактограмма образцов фотокатализатора состава Bi3NbTiO9 (пример 3).Figure 1 presents the diffraction pattern of the samples of the photocatalyst composition Bi 3 NbTiO 9 (example 3).

На Фиг.2 представлена дифрактограмма образцов фотокатализатора состава Bi3NbTiO9 (пример 4).Figure 2 presents the diffraction pattern of the samples of the photocatalyst composition Bi 3 NbTiO 9 (example 4).

На Фиг.3 представлена дифрактограмма образцов фотокатализатора состава Bi2NdNbTiO9 (пример 9).Figure 3 presents the diffraction pattern of the samples of the photocatalyst composition Bi 2 NdNbTiO 9 (example 9).

На Фиг.4 представлена дифрактограмма образцов фотокатализатора состава Bi2PbNb2O9 (пример 10).Figure 4 presents the diffraction pattern of the samples of the photocatalyst composition Bi 2 PbNb 2 O 9 (example 10).

На Фиг.5 представлена дифрактограмма образцов фотокатализатора состава Bi2NdTaTiO9 (пример 11).Figure 5 presents the diffraction pattern of the samples of the photocatalyst composition Bi 2 NdTaTiO 9 (example 11).

На Фиг.6 представлена электронная микрофотография фотокатализатора согласно Примеру 10. Видно, что фотокатализатор образуется в виде хорошо закристаллизованных пластинок толщиной около 0,2 мкм и диаметром около 1 мкм. Низкая толщина частиц обеспечивает высокую площадь поверхности катализатора, а высокая кристалличность обеспечивает высокий квантовый выход фотокаталитического процесса.Figure 6 presents an electron micrograph of the photocatalyst according to Example 10. It can be seen that the photocatalyst is formed in the form of well-crystallized plates with a thickness of about 0.2 μm and a diameter of about 1 μm. The low particle thickness provides a high surface area of the catalyst, and the high crystallinity provides a high quantum yield of the photocatalytic process.

На Фиг.7 представлены графики разложения модельного загрязнителя (краситель метиловый оранжевый) в присутствии фотокатализатора согласно примерам 2 и 10. Анализ кинетической зависимости в случае фотокатализатора согласно примеру 2 показывает, что уже через 30 мин после начала процесса степень разложения модельного загрязнителя составляет более 93%. В случае фотокатализатора, полученного согласно способу прототипа степень разложения модельного загрязнителя составляет 89,7% через 1 час после начала процесса.7 shows graphs of the decomposition of a model pollutant (dye methyl orange) in the presence of a photocatalyst according to examples 2 and 10. Analysis of the kinetic dependence in the case of a photocatalyst according to example 2 shows that already 30 minutes after the start of the process, the degree of decomposition of the model pollutant is more than 93% . In the case of the photocatalyst obtained according to the prototype method, the degree of decomposition of the model pollutant is 89.7% 1 hour after the start of the process.

Таким образом, заявленное изобретение, как показали результаты многочисленных исследований, позволяет получать более эффективный фотокатализатор за более короткий промежуток времени.Thus, the claimed invention, as shown by the results of numerous studies, allows to obtain a more efficient photocatalyst in a shorter period of time.

Технико-экономическая эффективность заявленного изобретения состоит в разработке быстрого и недорогого способа получения высокоэффективного фотокатализатора, пригодного для использования в системах очистки воды от органических загрязнителей.The technical and economic efficiency of the claimed invention consists in the development of a quick and inexpensive method for producing a highly efficient photocatalyst suitable for use in water purification systems from organic pollutants.

Использованные источники информацииInformation Sources Used

1. US 5935549.1. US 5935549.

2. CN 101612561.2. CN 101612561.

3. US 4668500.3. US 4,668,500.

4. US 6143679.4. US 6143679.

5. CN 101612560.5. CN 101612560.

6. CN 101264934 - прототип.6. CN 101264934 is a prototype.

Claims (8)

1. Способ получения фотокатализатора для разложения органических загрязнителей, заключающийся в приготовлении шихты из прекурсоров, взятых в стехиометрических соотношениях, которую смешивают с низкоплавким флюсом, прокаливанием смеси и последующим промыванием полученного фотокатализатора, отличающийся тем, что в качестве прекурсоров взяты оксиды висмута, по крайней мере, один оксид металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,5 до 0,8 Å и, по крайней мере, один оксид метала из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,9 до 1,5 Å, смесь содержит от 1-80% флюса, в качестве флюса использована смесь NaCl и KCl, а прокаливание смеси осуществляют при температуре 700-900°С в течение 30-120 мин.1. A method of producing a photocatalyst for the decomposition of organic pollutants, which consists in preparing a mixture of precursors taken in stoichiometric ratios, which is mixed with low melting flux, calcining the mixture and then washing the resulting photocatalyst, characterized in that at least bismuth oxides are taken as precursors, at least , one metal oxide from a group of metals having an ionic radius in the range of 0.5 to 0.8 Å and at least one metal oxide from a group of metals having an ionic radius at and in the range from 0.9 to 1.5 Å, the mixture contains from 1-80% flux, a mixture of NaCl and KCl was used as a flux, and the mixture was calcined at a temperature of 700-900 ° C for 30-120 minutes. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,5 до 0,8 Å, выбран титан.2. The method according to claim 1, characterized in that titanium is selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.5 to 0.8 Å. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксидов металлов из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,5 до 0,8 Å, выбраны титан и ниобий.3. The method according to claim 1, characterized in that titanium and niobium are selected as metal oxides from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.5 to 0.8 Å. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,5 до 0,8 Å, выбран тантал.4. The method according to claim 1, characterized in that tantalum is selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.5 to 0.8 Å. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,5 до 0,8 Å, выбраны титан и тантал.5. The method according to claim 1, characterized in that titanium and tantalum are selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.5 to 0.8 Å. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,9 до 1,5 Å, выбран висмут.6. The method according to claim 1, characterized in that bismuth is selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.9 to 1.5 Å. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,9 до 1,5 Å, выбран неодим.7. The method according to claim 1, characterized in that neodymium is selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.9 to 1.5 Å. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксида металла из группы металлов, имеющих ионный радиус в интервале от 0,9 до 1,5 Å, выбран свинец. 8. The method according to claim 1, characterized in that lead is selected as the metal oxide from the group of metals having an ionic radius in the range from 0.9 to 1.5 Å.
RU2012114640/04A 2012-04-12 2012-04-12 Method of producing photocatalyst for decomposing organic pollutants RU2478430C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114640/04A RU2478430C1 (en) 2012-04-12 2012-04-12 Method of producing photocatalyst for decomposing organic pollutants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012114640/04A RU2478430C1 (en) 2012-04-12 2012-04-12 Method of producing photocatalyst for decomposing organic pollutants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2478430C1 true RU2478430C1 (en) 2013-04-10

Family

ID=49152227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012114640/04A RU2478430C1 (en) 2012-04-12 2012-04-12 Method of producing photocatalyst for decomposing organic pollutants

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2478430C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595343C2 (en) * 2014-12-16 2016-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) Method of producing photocatalyst based on bismuthate alkali-earth metal and method of purifying water from organic contaminants using photocatalyst
RU2633767C2 (en) * 2015-12-18 2017-10-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) Method of producing photo catalyst based on alkaline earth metal bismutates

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1068186A (en) * 1963-07-09 1967-05-10 Du Pont Improved supported catalysts
CN101264934A (en) * 2008-04-11 2008-09-17 浙江大学 Visible light response method for preparing Bi2WO6 photocatalyst fused salt
CN101559371A (en) * 2009-05-08 2009-10-21 武汉理工大学 Molybdenum-containing semi-conductor photocatalysis material responding to visible light, preparation method and application thereof
CN101612562A (en) * 2009-07-19 2009-12-30 桂林理工大学 Compound oxide photocatalyst Bi 4V 2-xRE xO 11-xAnd preparation method thereof
CN101757909A (en) * 2010-01-02 2010-06-30 桂林理工大学 Visible light responding composite oxide photocatalyst Ba10W6-xMoxLi4O30 and preparation method
RU2435733C1 (en) * 2010-07-20 2011-12-10 Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Method of producing photocatalytic nanocomposite containing titanium dioxide

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1068186A (en) * 1963-07-09 1967-05-10 Du Pont Improved supported catalysts
CN101264934A (en) * 2008-04-11 2008-09-17 浙江大学 Visible light response method for preparing Bi2WO6 photocatalyst fused salt
CN101559371A (en) * 2009-05-08 2009-10-21 武汉理工大学 Molybdenum-containing semi-conductor photocatalysis material responding to visible light, preparation method and application thereof
CN101612562A (en) * 2009-07-19 2009-12-30 桂林理工大学 Compound oxide photocatalyst Bi 4V 2-xRE xO 11-xAnd preparation method thereof
CN101757909A (en) * 2010-01-02 2010-06-30 桂林理工大学 Visible light responding composite oxide photocatalyst Ba10W6-xMoxLi4O30 and preparation method
RU2435733C1 (en) * 2010-07-20 2011-12-10 Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Method of producing photocatalytic nanocomposite containing titanium dioxide

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2595343C2 (en) * 2014-12-16 2016-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) Method of producing photocatalyst based on bismuthate alkali-earth metal and method of purifying water from organic contaminants using photocatalyst
RU2633767C2 (en) * 2015-12-18 2017-10-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный государственный университет путей сообщения" (ДВГУПС) Method of producing photo catalyst based on alkaline earth metal bismutates

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zaleska Doped-TiO2: a review
CN102351242A (en) Solvent-thermal method for preparing single-phase bismuth titanate Bi2Ti2O7
Sathish et al. N, S-Co-doped TiO2 nanophotocatalyst: Synthesis, electronic structure and photocatalysis
Yuan et al. Preparation and photocatalytic properties of ilmenite NiTiO3 powders for degradation of humic acid in water
Haque et al. Synthesis, characterization and photocatalytic activity of visible light induced Ni-doped TiO2
CN102686311A (en) Method of production of photocatalytic powder comprising titanium dioxide and manganese dioxide active under ultraviolet and visible light
KR20110128634A (en) Photocatalyst having titanium dioxide and a metal tungsten oxide junction structure and preparation method thereof
Phiankoh et al. Effect of pH on crystal structure and morphology of hydrothermally-synthesized BiVO4
JP2003126695A (en) Potassium niobate photocatalyst and manufacturing method therefor
JP3742873B2 (en) Photocatalyst, method for producing hydrogen using the same, and method for decomposing toxic substances
Hu et al. Hierarchical assembly of visible-light-driven Bi2MoO6/TiO2/sepiolite composite for effective formaldehyde removal
RU2478430C1 (en) Method of producing photocatalyst for decomposing organic pollutants
Hui et al. Preparation of nanoporous TiO2/SiO2 composite with rice husk as template and its photocatalytic property
JP7292703B2 (en) Method for producing visible-light-responsive bismuth vanadate
Li et al. Photocatalytic property of La2Ti2O7 synthesized by the mineralization polymerizable complex method
JP3482461B2 (en) Potassium titanate photocatalyst and method for producing the same
Machida et al. Facile synthesis of> 99% phase-pure brookite TiO2 by hydrothermal conversion from Mg2TiO4
CN113636570A (en) Preparation method of nano LEV molecular sieve
Abdullah et al. Synthesis of bismuth vanadate as visible-light photocatalyst
JP3136339B2 (en) Titanium oxide photocatalyst and method for producing the same
KR20120083989A (en) Manganese-chromium layered double hydroxide, preparing method of the same, and photocatalyst containing the same
JP5750662B2 (en) Cerium oxide nanoparticle-zeolite composite, its production method and use as ultraviolet shielding material
Grey et al. Structure of the amorphous titania precursor phase of N-doped photocatalysts
Sulaeman et al. Synthesis of La/N Co-doped SrTiO3 using polymerized complex method for visible light photocatalysis
KR100384442B1 (en) Novel complex metallic compound and process for the preparation thereof