Photocatalytic Properties of Sn-doped TiO2

The synthesis of Sn-doped titania nanoparticles (Sn content of 0, 3, 6, and 12 at. %) was carried out using solgel chemical route based on the common acid hydrolysis of titanium and tin tetrachlorides. Phase composition, morphology, particle size, pore size distribution and photocatalytic performance of obtained materials were systematically studied by various analytical techniques (XRD, HR-TEM, low-temperature nitrogen adsorption porosimetry, UV-Vis spectroscopy). An increase in the Sn dopant concentration causes a gradual decrease in the relative content of the anatase phase from 100 mol. % for undoped titania to about 3 mol. % for material with maximal doping concentration. Materials with a Sn atomic content of 3 and 6 at. % have the maximum values of the specific surface area (about 280-290 m2/g) that corresponds to the smallest (approximately 2.5 nm) anatase crystallite. The photocatalytic activity of the synthesized Sn-doped TiO2 nanoparticles was analyzed by the method of methylene blue dye photodegradation in an aqueous solution under UV irradiation. The highest reaction rate constant and maximal methylene blue dye adsorption capacity were obtained for 3 at. % Sn-doped titania with the mixed anatase/rutile composition. The indirect optical transitions are characteristic for all synthesized materials. A decrease in the bandgap energy values with increasing Sn content from 3.21 eV for pure anatase to 2.82 eV for titania doped with 12 at. % of the Sn was observed. The growth in photocatalytic activity for the mixed-phase sample can be considered as a result of the increasing number of surface active centers due to the anatase-rutile phase transition

RUTILE NANORODS: SYNTHESIS, STRUCTURE AND ELECTROCHEMICAL PROPERTIES

Nanodispersed rutile with rod-like particles was synthesized by hydrolysis of TiCl4 in hydrochloric acid - ethanol alcohol aqueous solution at 40°C. It was found that the specific surface area, crystallite size, degree of agglomeration are determined by molar ratios of ethanol. The obtained material was used as the base of cathode composition for lithium power sources. The maximum values of specific capacity (250 mAh/g) at discharge in galvanostatic conditions are fixed in the case of using material with the maximum agglomeration degree and minimal particle size. Phasic character of Li+ ions intercalation is set and the diffusion coefficient at different stages of the process is calculated.</p

Розмірний ефект у наночастинках триметилсилільованого кремнезему

The synthesis of organosilicas with a predetermined ratio of trimethylsilyl groups and silanols using trimethyloxysilane and acetic acid as a modifier and catalyst respectively was carried out in this work. It has been established that grafted trimethylsilyl groups influence the structural state of silica. The reducing of the surface tension and, consequently, the Laplace pressure in the SiO2 globules leads to an increase in the valence angle in the siloxane bridges and the length of Si – O-bond. This dimensional effect in the IR-spectra of modified silica is displayed by displacement of absorption bands in the short-wave region associated with asymmetric (a) and asymmetric-deformation (а + δO Si O) vibrations of siloxane bridges.У роботі проведено синтез органокремнеземів з наперед заданим співвідношенням триметилсилі- льних груп та силанолів, використовуючи триметилетоксісилан та оцтову кислоту відповідно як мо- дифікатор і каталізатор. Встановлено, що прищеплені триметилсилільні групи впливають на струк- турний стан кремнезему. Зменшення поверхневого натягу і відповідно Лапласового тиску в глобулах SiO2 приводить до збільшення валентного кута в силоксанових містках та довжини Si – O-зв’язку. В ІЧ-спектрах модифікованих кремнеземів даний розмірний ефект проявляється зміщенням у коротко- хвильову область смуг поглинання, пов’язаних з асиметричними (a) та асиметричними і деформа- ційними (a + δO Si O) коливаннями силоксанових містків.В работе проведен синтез органокремнеземов с заранее заданным соотношением триметилси- лильних групп и силанола, используя триметилетоксисилан и уксусную кислоту соответственно как модификатор и катализатор. Установлено, что привитые триметилсилильные группы влияют на структурное состояние кремнезема. Уменьшение поверхностного натяжения и соответственно Лапла- сового давления в глобулах SiO2 приводит к увеличению валентного угла в силоксановых мостиках и длины Si – O-связи. В ИК-спектрах модифицированных кремнеземов данный размерный эффект про- является смещением в коротковолновую область полос поглощения, связанных с асимметричными (a) и асимметричными-деформационными (a + δO Si O) колебаниями силоксановых мостиков