Установа освіти Білоруський Державний Університет Хімічний факультет
Курсова робота на тему:
Фотокаталітичні властивості діоксиду титану допированного С і N
Виконала: Мельник Дар'я Юріївна
Студентка 1-го курсу 1 групи
хімічного факультету
Керівник: кандидат хімічних наук, ас.
скорботи Катерина Володимирівна
кафедра неорганічної хімії
Білоруський державний університет
Мінськ 2012
Зміст
Введення
1. Огляд літератури
1.1 Діоксид титану Ti0 2
1.2 Природні поліморфні модифікації двоокису титану ТiO 2
1.3 Фізико-хімічні властивості діоксиду титану
1.4 Області застосування діоксиду титану (включаючи нанодіоксід титану і кольорові титанові пігменти)
1.5 Основи удосконалення фотокаталізу
1.6 Діоксид титану, легований вуглецем
2. Синтез діоксиду титану
2.1 Опис речовин, що використовуються в синтезі
2.2 Техніка безпеки
2.3 Методика синтезу
2.4 Розрахунки
Висновок
Література
Введення
Фотокаталітичні процеси за останнє десятиліття викликають все більший інтерес. Такі процеси знаходять широке промислове застосування, наприклад: фотокаталітичне розкладання шкідливих органічних сполук, як в розчинах, так і в газовій фазі, перетворення сонячної енергії в хімічну та електричну, створення сенсорів і пристроїв нанофотоніки, процеси органічного синтезу. Фотокаталітичні реакції здатні протікати при кімнатній або більш низькій температурі під дією видимого випромінювання, що дозволяє використовувати сонячну енергію для проведення корисних процесів. Більшість систем, використовуваних як гетерогенних фотокаталізаторів - це напівпровідники. Найбільш часто використовують діоксид титану, що пов'язано з його високою фотокаталітичною активністю, високою хімічною стабільністю, низькою вартістю і відсутністю токсичності. Однак фотокаталіз з використанням діоксиду титану має ряд істотних недоліків. Так, ширина забороненої зони діоксиду титану становить 3,0-3,2 еВ; поглинання світла діоксидом титану лежить в УФ-області спектра, тому ефективність роботи фотокаталізаторів під дією видимого випромінювання становить менше 10%. Також спостерігається недостатньо високий квантовий вихід фотоперетворення, що пов'язано з високим ступенем рекомбінації носіїв заряду, низькою питомою поверхнею, а також малою адсорбційною здатністю ТiO 2. Підвищення фотокаталітичною активності каталізаторів на основі діоксиду титану є актуальним завданням сучасного фотокаталізу. Перспективним напрямом підвищення фотоактивності є використання діоксиду титану, модифікованого добавками різної природи. Відомо, що нанесення ТiO 2 на відповідний носій дозволяє збільшити питому поверхню каталізаторів, а, отже, доступність реагентів до активних центрів ТiO 2 зростає. Це дозволяє підвищити фотокаталітичну активність систем. Ще одним напрямком поліпшення властивостей діоксиду титану є допування атомами неметалів (наприклад, азоту) і наночастинками металів (такими як, благородні метали). Це дозволяє отримати додаткове поглинання у видимому діапазоні спектра і одночасно підвищує ефективність процесу поділу зарядів. Вищевикладене визначає актуальність роботи з дослідження шляхів одержання високодисперсного тітаноксідного фотокаталізатора і ролі промотуючих добавок ТiO 2.
1. Огляд літератури
1.1 Діоксид титану Ti0 2
Двоокис титану, Ti0 2, зустрічається в природі у вигляді мінералів рутилу, анатазу (тетрагональні кристали) і брукіта (ромбічні кристали). У тетрагональної кристалічній решітці рутилу і анатазу кожен іон Ti 4+ оточений шістьма іонами О 2-, створюючими октаедр, кожен іон О 2 - оточений трьома іонами Ti 4+. Кристали рутилу і анатазу розрізняються співвідношенням осей симетрії, щільністю, кольором і деякими іншими властивостями. [1]
Малюнок 1 - Елементарна комірка ТiO 2 зі структурою анатазу. Атоми кисню позначені світлими кулями, атоми титану - темними.
Двоокис титану (титанові білила) отримують спалюванням металевого титану в надлишку кисню, прожарюванням орто - або метатітановой кислоти, дією водяної пари на порошкоподібний титан при 700-800 °. [1]
Двоокис титану...
