загальній складності зайняли 21 день.
.3.2 Визначення фотокаталітичною активності
Реакційну суспензію наготовлювали за добу до експерімента, щоб встигло встановитися сорбційне рівновагу. Дослідження проводилися у двох середовищах: воді, для вивчення фотокаталітичною активності зразків в реакції розкладання води на кисень і водень під дією світла, і ізопропілового спирту (ІПС), для вивчення активності оксидів в фотореакції розкладання ІПС, яке також супроводжується виділенням водню. Всього було приготовлено і вивчено 5 суспензій, які складалися з 60 мг частково заміщений шаруватого оксиду, отриманого за описаною вище методикою, і 60 мл розчину. З кожного зразка отримана суспензія в розчині, в якому він вимочують (воді або 0,05 М КОН), крім того, зразок, вимочують у воді, був диспергирован розчині 0,05 М КОН і 0,1% ІПС, для порівняння фотокаталітичних активностей шаруватих оксидів з різним ступенем заміщення. Це стало можливим тому що, за отриманими нами даними, зворотне заміщення Н + на К + проходить лише частково. Для подрібнення частинок оксиду безпосередньо перед досвідом проводилася обробка ультразвуком (УЗ ванна Elmasonic S10H). Визначення фотокаталітичною активності проводилося на установці, схема якої зображена на малюнку 11. Вона призначена для дослідження кінетики виділення водню в ході фотокаталітичних реакцій.
Рис. 11 Схема фотокаталітичною установки.
мл досліджуваної суспензії заливалися в реакційну клітинку (рис. 12), яка складалася з 2 частин: осередки для суспензії, під якою була магнітна мішалка, необхідна для ефективного перемішування опромінюваної рідини, і осередки з розчином світлофільтру, знаходиться ближче до лампи. В якості світлофільтру використовувався розчин суміші KCl/NaBr по 6 г/л кожного, який відсікає жорстке ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі менше 220 нм (рис. 13). Це необхідно, оскільки ІПС здатний самостійно розкладатися під дією короткохвильового УФ-випромінювання з виділенням водню, крім того, розчин світлофільтру служив для охолодження фотореактора, за допомогою того, що він термостатіровать при 15? С.
Рис. 12 Реакційна осередок.
Перед початком експерименту проводилася продування системи аргоном, щоб видалити повітря. Для постійного циркулювання газу в ході досвіду в системі використовувався насос, до і після якого знаходилися накопичувальні ємності необхідні для того, щоб виключити можливість потрапляння сторонніх часток (наприклад, крапельок води) в насос і кран.
Потім включали лампу, спектр випромінювання якої представлений на малюнку 13. В експериментах використовувалася ртутна лампа ДРТ 125, максимум випромінювання якої припадає на? =365 нм.
Кожен досвід тривав 4:00. Через 2 години після початку проводилася друга продування аргоном, необхідна для видалення залишився після першої продувки повітря та усунення накопичився в системі водню, здатного впливати на швидкість фотокаталітичною реакції, викликаючи зворотні процеси. Для проведення продувки необхідно було переключити кран-перемикач в положення показане пунктирними лініями (рис. 11), вона тривала в середньому 15-20 хвилин.
Рис. 13 Спектр випускання лампи і спектр пропускання світлофільтра.
Проби для вимірювання швидкості виділення водню відбиралися кожні 15 хвилин наступним чином: при перемиканні крана-дозатора (на рис. 11 він зображений вже в положенні відбору проби), газ-носій (Ar) переносив пробу до газового хроматографії, де відбувається поділ газової суміші в колонці з молекулярними ситами і аналіз за допомогою детектора по теплопровідності. Кількість виділився водню розраховувалося виходячи з площі хроматографічного піку. Для цих досліджень використовувався газовий хроматограф Shimadzu GC - 2014.
.4 Характеризація отриманих зразків
.4.1 Рентгенофазового аналіз (РФА)
Фазовий склад отриманих зразків контролювався за допомогою порошкового рентгенофазового аналізу на дифрактометрі Rigaku Miniflex II (випромінювання CuK?) в РЦ СПБГУ «рентгенодифракційну методи дослідження». В основі цього методу лежить реєстрація кутів дифракції рентгенівських променів на кристалічній решітці і їх інтенсивності, що визначаються індивідуальними характеристиками решітки. Дифрактограми записувалися в інтервалі кутів 2? від 3 ° до 60 °. Положення піків порівнювалися з теоретично розрахованими значеннями і наявними в літературі дифрактограмі.
.4.2 Сканирующая електронна мікроскопія (СЕМ)
Морфологія зразків шаруватих оксидів була досліджена шляхом скануючої електронної мікроскопії на мікроскопі Zeiss...
