Свойства и модификация поверхности микропористых сферических частиц TiO2 и SiO2-TiO2, полученных пероксидным методом Морозов Роман Сергеевич

Краткое описание

Морозов, Роман Сергеевич.
Свойства и модификация поверхности микропористых сферических частиц TiO2 и SiO2-TiO2, полученных пероксидным методом : диссертация ... кандидата химических наук : 02.00.04 / Морозов Роман Сергеевич; [Место защиты: Юж.-Ур. гос. ун-т]. - Челябинск, 2019. - 154 с. : ил.
Оглавление диссертациикандидат наук Морозов Роман Сергеевич
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Фотокаталитическое применение наноструктурированного ТЮ2
1.1.1 Механизм фотокаталитического действия
1.1.2 Примеры применения ТЮ2 в качестве фотокатализатора
1.1.3 Получение водорода методом «искусственного фотосинтеза»
1.1.4 Фотовольтаические системы
1.1.5 Целевые свойства ТЮ2 для фотокаталитического применения
1.2 Нефотокаталитическое применение наноструктурированного ТЮ2
1.2.1 Применение сферических частиц в хроматографии
1.2.2 Адресная доставка лекарств
1.2.3 Электроды топливных элементов
1.2.4 Электроды литий ионных батарей
1.2.5 Применение в катализе
1.2.6 Применение в качестве сенсоров
1.2.7 Другие сферы применения
1.3 Применение наноструктурированного смешанного оксида 8Ю2-ТЮ2
1.3.1 В качестве фотокатализатора
1.3.2 В качестве кислотных катализаторов
1.3.3 В качестве мембран для разделения газов
1.3.4 В качестве адсорбентов
1.3.5 В качестве носителя для катализаторов
1.3.6 Целевые характеристики материалов на основе 8Ю2-ТЮ2
1.4 Физико-химические основы получения материалов на основе TiO2 и 8Ю2-ТЮ2
1.4.1 Золь-гель процесс
1.4.2 Сольвотермальный процесс
1.4.3 Газофазные методы
1.4.4 Прочие методы получения материалов на основе ТЮ2 и ЗЮ2-ТЮ2
1.4.5 Недостатки существующих методов синтеза
1.4.6 Физико-химические основы пероксидного метода синтеза
1.4.7 Механизм формирования микросферических частиц в растворе при применении пероксидного метода
1.5 Актуальность исследования процессов адсорбции катионов металлов
1.6 Применение ТЮ2 и SiO2-TiO2 в качестве носителей катализаторов
1.7 Постановка целей и задач исследования
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Использованные реактивы
2.2 Получение микросфер SiO2-TiO2 и ТЮ2 пероксидным методом
2.3 Изменение удельной поверхности полученных материалов при кипячении с обратным холодильником
2.4 Изучение адсорбционного равновесия на границе раздела «адсорбент -водный раствор ацетата свинца(П)»
2.5 Модификация поверхности оксидных материалов аминогруппами
2.6 Методы исследования физико-химических свойств
2.6.1 Сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия
2.6.2 Низкотемпературная адсорбция азота
2.6.3 Порошковый рентгенофазовый анализ
2.6.4 Термоаналитические исследования
2.6.5 ИК-спектроскопия
2.6.6 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2.6.7 Спектроскопия УФ-видимого диапазона
2.6.8 Измерение точки нулевого заряда
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Изучение влияния растворителя на размер микросфер SiO2-TiO2, и высокотемпературной обработки на фазовые переходы в их структуре
3.1.1 Морфология и удельная поверхность. Изучение зависимости размеров сфер от применяемого растворителя
3.1.2 Исследование термостабильности фазового состава методами ИК- и РФЭ-спектроскопии
3.1.3 Изучение фазовых переходов методом рентгенофазового анализа
3.1.4 Установление температуры фазового перехода методом термического анализа (ТГ-ДТА)
3.1.5 Иследование процесса кристаллизации методом ПЭМ-ВР
3.1.6 Выводы по влиянию растворителя и температуры прокаливания на физико-химические свойства микросфер SiO2-TiO2
3.2 Исследования пористых материалов TiO2 и SiO2-TiO2
3.2.1 Зависимость морфологии и удельной поверхности от температуры прокаливания
3.2.2 Изучение термостабильности фазового состава методами ИК- и РФЭ- спектроскопии
3.2.3 Изучение фазовых переходов в структуре микросфер SiO2-TiO2 и TiO2 при прокаливании методом рентгенофазового анализа
3.2.4 Термоаналитические исследования (ТГ-ДСК)
3.2.5 Исследование структурных превращений методом ПЭМ ВР
3.2.6 Выводы по исследованию пористых оксидов TiO2 и SiO2-TiO2
3.3 Исследование закономерностей адсорбции свинца(П) на поверхности образцов пористых TiO2 и SiO2-TiO2
3.3.1 Определение точки нулевого заряда
3.3.2 Изучение кинетики адсорбции ионов РЬ2+
3.3.3 Построение изотерм адсорбции ионов РЬ2+
3.3.4 Изучение процесса адсорбции ионов РЬ2+при различных рН
3.3.5 Изучение регенерации адсорбентов
3.4 Исследование процесса модификации поверхности микросфер TiO2 и БЮ2-ТЮ2 аминогруппами
3.4.1 ИК-спектроскопия
3.4.2 Термоаналитическое исследование (ТГ-ДСК)
3.4.3 Термическая стабильность аминогрупп
3.4.4 Удельная поверхность модифицированных материалов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ