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

Synthesis and Properties of Silicon Carbide (Review)

Silicon carbide is an extremely hard material that exhibits exceptional corrosion resistance as well as thermal shock resistance. Its high mechanical properties determine the increased performance of materials based on it. The combination of high thermal conductivity and low thermal expansion coefficient determines the stability of silicon carbide at high heating rates and under stationary thermal conditions. To date, significant progress has been made in the development of methods for the synthesis of various materials based on silicon carbide. The main synthesis methods that scientists use in their research are the sol-gel method, sintering, pyrolysis, microwave synthesis, chemical vapor deposition, etc. The use of "green" techniques in the synthesis of SiC has gained wide popularity due to environmental friendliness, renewability, and ease of implementation. This review analyzes modern research in the field of silicon carbide synthesis published in peer-reviewed professional journals

Структура, морфологія та електропровідні властивості Sn-легованого ТіО2

У роботі досліджено вплив легування Sn на структуру та морфологію Sn-легованих зразків TiO2. Легований діоксид титану отримувався золь-гель методом з використанням аквакомплексу [Ti(OH2)6] 3+·3Cl- як прекурсору титану і SnCl4 як модифікатора. Структура і морфологія зразків досліджувалися методами Х-променевої дифрактометрії, ТЕМ аналізу, низькотемпературної порометрії, ІЧ та енергодисперсійної спектроскопії. Провідність Sn-легованих зразків ТіО2 вивчалася методом імпедансної спектроскопії. Встановлено, що Sn-леговані зразки діоксиду титану містять кристалічні фази анатазу і рутилу. Співвідношення анатаз/рутил залежить від вмісту Sn: збільшення вмісту Sn(IV) від 3 до 12 % (ваг.) зумовлює збільшення вмісту рутилу від 33,8 to 97,1 % (ваг.). Ріст вмісту Sn також призводить до зменшення параметра кристалічної ґратки а та збільшення параметра с. ТЕМ-методом виявлено наявність стрежневидних і голковидних частинок рутилу в Sn-легованих зразках ТіО2. Величина питомої поверхні для зразка 6Sn/TiO2 становить 290 м2/г. Усі зразки Sn-легованого діоксиду титану є мезопористими. Механізми структуроутворюючих процесів пояснюються присутністю в реакційному середовищі молекул Sn(OH)4·2H2O, які діють як центри нуклеації, росту та кристалізації для наночастинок рутилу. Збільшення вмісту Sn зумовлює також зменшення питомого опору досліджуваних матеріалів порівняно із нелегованим зразком діоксиду титану.The effect of Sn doping on the structure and morphology of Sn-doped TiO2 samples has been investigated. The doped titania has been obtained by sol-gel synthesis using titanium aquacomplex precursor [Ti(OH2)6] 3+·3Cl– and SnCl4 as a modifier. The structure and morphology of the samples have been studied through XRD analysis, TEM, low-temperature porometry, IR-spectroscopy, and EDS analysis. The conductivity of Sn-doped TiO2 samples has been investigated by impedance spectroscopy. It was shown that the Sn-doped titania samples contain both anatase and rutile phases. The anatase/rutile ratio depends on the Sn content: the increasing Sn (IV) content from 3 to 12 % (wt.) leads to an increase in rutile content from 33.8 to 97.1 % (wt.). An increase in Sn content causes a decrease in the lattice parameter a and an increase in the parameter c. The presence of rod-shaped and needle-like rutile particles in the Sn-doped TiO2 samples has been observed by TEM. The specific surface area for 6Sn/TiO2 reached 290 m2/g. All the Sn-doped titania samples belong to the mesoporous materials. The mechanism of structure-forming processes is explained by existing Sn(OH)4·2H2O molecules in the reaction medium, which act as the centers of nucleation, growth and crystallization for rutile nanoparticles. The increase in Sn content leads to a decrease in the specific resistance of the studied materials compared to the undoped titania sample