Nanostructured mesoporous g-Fe2O3: a novel photocatalyst for degradation of organic pollutants

А.Б. Груб'як; О.Ю. Хижун; Б.К. Остафійчук; В.В. Мокляк; Ю.В. Яворський; Р.П. Лісовський; Л.Г. Кеуш; Б.Б. Ониськів

doi:10.15330/pcss.22.1.101-109

Автор(и)

А.Б. Груб'як Інститут металофізики імені Г.В. курдюмова НАН України
О.Ю. Хижун Інститут проблем матеріалознавства ім. Францевича НАН України
Б.К. Остафійчук Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника; Інститут металофізики ім. Г.В, Курдюмова НАНУ
В.В. Мокляк Інститут металофізики імені Г.В. курдюмова НАН України
Ю.В. Яворський Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені І. Сікорського"
Р.П. Лісовський Інститут металофізики імені Г.В. курдюмова НАН України; Івано-Франківський національний медичний університет
Л.Г. Кеуш Національна металургічна академія України
Б.Б. Ониськів Івано-Франківський науково-дослідний експертно-криміналістичний центр МВС України

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.22.1.101-109

Ключові слова:

наноструктурований магеміт, мезопориста структура, електропровідність, питома площа поверхні, ширина забороненої зони, фотокаталіз

Анотація

Модифікований метод синтезу золь-гель був використаний для створення наноструктурованого магеміту (γ-Fe2O3). Показано, що молярна концентрація прекурсорів під час синтезу впливає на структурно-морфологічні , оптичні та провідні властивості отриманих матеріалів. Метод XPS дозволив встановити особливості електронної структури синтезованих матеріалів. Вибрано оптимальні умови синтезу наноструктурованого магеміту з мезопористою структурою. Встановлено механізм формування електропровідності для синтезованих мезопористих матеріалів. Визначено ширину забороненої зони та встановлено її залежність від молярної концентрації попередників. Встановлено позитивну кореляцію між питомою поверхнею зразків γ-Fe2O3 та фотокаталітичною активністю - фотокаталітична активність синтезованого γ-Fe2O3 зростає із збільшенням питомої поверхні зразків γ-Fe2O3.

Посилання

S.W. Cao, Y.J. Zhu, M.Y. Ma, L. Li, L, Zhang, J. Phys. Chem. C. 112(6), 1851 (2008) (DOI: 10.1021/jp077468+).

M. Levy, C. Wilhelm, J.M. Siaugue, O. Horner, J.C. Bacri, F. Gazeau, J. Phys. Condens. Matter. 20(6), 204133 (2008) (DOI: 10.1088/0953-8984/20/20/204133).

S. Capone, M.G. Manera, A. Taurino, P. Siciliano, R. Rella, S. Luby, E. Majkova, Langmuir 30(4), 1190 (2014) (DOI: 10.1021/la404542u).

Yu.V. Yavorsky, Ya.V. Zaulichny, V.M. Gunko, M.V. Karpets, Journal Of Nano- And Electronic Physics 10(6), 06005 (2018) (DOI: 10.21272/jnep.10(6).06005).

Yu. V. Yavorskyi, Ya. V. Zaulychnyy, М. V. Karpets, А. B. Hrubiak, V. V. Moklyak, О. І. Dudka, Ya. А. Kononenko, Physics and Chamistry of Solid State 20(4) (DOI: 10.15330/pcss.20.4.360-366).

V. Kotsyubynsky, B. Ostafiychuk, V.Moklyak, A. Hrubiak, Solid State Phenomena 230, 120 (2015) ) (DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.230.120).

O.Y. Khyzhun, V.L. Bekenev, V.V. Atuchin, E.N. Galashov, V.N. Shlegel, Mater. Chem. Phys. 140(2-3), 588 (2013) (DOI: 10.1016/j.matchemphys.2013.04.010).

S. Rajagopal, D. Nataraj, O.Y. Khyzhun, Y. Djaoued, J. Robichaud, D. Mangalaraj, J. Alloys. Compd. 493(1-2), 340 (2010) (DOI: 10.1016/j.jallcom.2009.12.099).

D. Briggs, P.M. Seach, Practical Surface Analysis (2nd Ed.): Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy, Chichester, John Willey & Sons Ltd, 1990.

T.I.T. Okpalugo, P. Papakonstantinou, H. Murphy, J. McLaughlin, N.M.D. Brown, Carbon 43(1), 153 (2005) (DOI: 10.1016/j.carbon.2004.08.033).

Jonscher, A.K. (Universal Relaxation Law, London: Chelsea Dielectrics Press, UK, 1996.

N.F. Mott, J. Non-Cryst. Solids. 1(1), 1 (1968) (DOI: 10.1016/0022-3093(68)90002-1).

K.M. Rosso, M. Dupuis, J. Chem. Phys. 120(15), 7050 (2004). (DOI: 10.1063/1.1676117).

S.R. Elliott, Philos. Mag. 36(6), 1291 (1977) (DOI: 10.1080/14786437708238517).

R.M. Cornell, U. Schwertmann, The Iron Oxides: Structure, Properties, Reactions, Occurrences and Uses, Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, 2003.

Cabot, V.F. Puntes, E. Shevchenko, Y. Yin, L. Balcells, M.A. Marcus, S.M. Hughes, A.P. Alivisatos, J. Am. Chem. Soc. 129(34), 10358 (2007) (DOI: 10.1021/ja072574a).

K.S. Jung, K.W. Sung, Magnetite: Electrochemical Properties And Its Role On Flow Accelerated Corrosion, Magnetite: Structure, Properties and Applications; Nova Science Publishers, New York, 2010.

L.E. Brus, J. Chem. Phys. 79(11), 5566 (1983) (DOI: 10.1063/1.445676).

T.D. Glotch, G.R. Rossman, Icarus 204(2), 663 (2009) (DOI: 10.1016/j.icarus.2009.07.024).

V. Kotsyubynsky, A. Grubiak, V. Moklyak, V. Pylypiv, R. Lisovsky, Metallofizika i Noveishie Tekhnologii 36(11), 1497 (2014) (DOI: 10.15407/mfint.36.11.1497).

L. Kieush, M.Boyko, A.Koveria, A.Khudyakov, A. Ruban, Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 1(6), 34 (2019) (DOI: 10.15587/1729-4061.2019.154082).