Структура и фотокаталитическая активность композитов из наночастиц полупроводников в полиметилметакрилате

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Синтезированы и исследованы композиты из наночастиц (20–100 нм) диоксида титана (TiO2), оксида цинка (ZnO) или графитоподобного нитрида углерода (g-C3N4) в полиметилметакрилате. В качестве исходных материалов использовали нанодисперсные порошки этих полупроводников, которые в весовом соотношении от 1 : 5 до 1 : 20 смешивали с механически измельченным PMMA. Полученную смесь растворяли в ацетоне и наносили на поверхность воды. Ее затвердевание и последующая сушка на воздухе обеспечивали создание пористых дискообразных пластинок толщиной 50–200 мкм из синтезированных композитов. Они механически прочны при доле наполнителя, не превышающей 1 : 20. Сканирующей электронной микроскопией, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопей и рентгеновской дифрактометрией установлено, что в созданных композитах наночастицы полупроводников квазиравномерно распределены в полимерной матрице. Их кристаллическая структура, размер и состав не претерпевают заметных изменений по сравнению с исходными порошками. Фотокаталитическая активность синтезированных композитов, оцененная по обесцвечиванию водного раствора тестового красителя (метиленового синего) под действием ультрафиолетового излучения, убывает в ряду TiO2, g-C3N4, ZnO.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Е. Максимов

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Автор, ответственный за переписку.
Email: maksimov914@gmail.com
Белоруссия, ул. П. Бровки 6, Минск, 220013

К. О. Янушкевич

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Email: maksimov914@gmail.com
Белоруссия, ул. П. Бровки 6, Минск, 220013

Д. И. Тишкевич

Центр по материаловедению НАН Беларуси

Email: maksimov914@gmail.com
Белоруссия, ул. П. Бровки 19, Минск, 220072

В. Е. Борисенко

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Email: maksimov914@gmail.com
Белоруссия, ул. П. Бровки 6, Минск, 220013

Список литературы

  1. Aleksandra B.D., Yanling He, Alan M.C.Ng // APL Mater. 2020. V. 8. № 3. P. 030903. https://doi.org/10.1063/1.5140497
  2. Uribe-Lopez M.C., Hidalgo-Lopez M.C., Lopez-Gonzalez R. et al. // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 2021. V. 404. P. 112866. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2020.112866
  3. Muhammad Azam Qamar, Mohsin Javed, Sammia Shahid et al. // Heliyon. 2023. V. 9. № 1. P. e12685. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e12685
  4. Xingxing Yang, Yongli Ye, Jiadi Sun et al. // Small. 2022. V. 18. № 9. P. 2105089. https://doi.org/10.1002/smll.202105089
  5. Suprabha Yadav, Anuj Mittal, Shankar Sharma et al. // Semiconductor Sci. Technol. 2020. V. 34. № 5. P. 055008. https://doi.org/10.1088/1361-6641/ab7776
  6. David James Martin, Kaipei Qiu, Dr. Stephen Andrew Shevlin et al. // Angewandte Chemie Int. Ed. 2014. V. 53. № 35. P. 9240. https://doi.org/10.1002/anie.201403375
  7. Xueze Chu, Satish C.I, Jae-Hun Yang, Xinwei Guan et al. // Small. 2023. V. 19. № 41. P. 2302875. https://doi.org/10.1002/smll.202302875
  8. Козлов Д.А., Артамонов К.А., Ревенко А.О. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 5. С. 653. https://doi.org/10.31857/S0044457X22050105
  9. Yasuo I. // Coordination Chem. Rev. 2013. V. 257. P. 171. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2012.04.018
  10. Yinghui Wang, Lizhen Liu, Tianyi Ma et al. // Adv. Functional Mater. 2021. V. 31. № 34. P. 2102540. https://doi.org/10.1002/adfm.202102540
  11. Manviri Rani, Uma Shanker // Colloids and Surfaces A: Physicochem Engineer. Aspects. 2018. V. 559. P. 136. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2018.09.040
  12. Sathya S., Sriyutha Murthy P., Gayathri Devi V. et al. // Mater. Sci. Engineer. C. 2019. V. 100. P. 886. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.03.053
  13. Siyu Wang, Xiaohui Dai, Fei Li et al. // J. Porous Mater. 2019. V. 2. P. 465. https://doi.org/10.1007/s10934-019-00828-5
  14. Barabaszová K.Č., Holešová S., Hundáková M. et al. // Polymers. 2020. V. 12. № 12. P. 2811. https://doi.org/10.3390/polym12122811
  15. Chia-Hung Chao, Chien-Te Hsieh, Wen-Jie Ke et al. // J. Power Sources. 2021. V. 482. № 15. P. 228896. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.228896
  16. Dandan Qin, Wangyang Lu, Xiyi Wang et al. // ACS Appl. Mater. Interf. 2016. V. 8. № 39. P. 25962. https://doi.org/10.1021/acsami.6b07680
  17. Aysan Joodi, Somaiyeh Allahyari, Nader Rahemi et al. // Ceramics Int. 2020. V. 46. № 8. P. 11328. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.01.162
  18. Masuda Y. // Scientific Rep. 2020. V. 10. № 1. P. 13499. https://doi.org/10.1038/s41598-020-70525-w
  19. Денисов Н.М., Чубенко Е.Б., Бондаренко В.П. и др. // Письма в ЖТФ. 2019. Т. 45. № 3. С. 49. https://doi.org/10.1134/S1063785019020068
  20. Chubenko E.B., Baglov A.V., Fedotova Yu.A. et al. // Inorg. Maters. 2021. V. 57. №. 2. P. 136. https://doi.org/10.1134/S0020168521020059
  21. Baglov A.V., Chubenko E.B., Hnitsko A.A. et al. // Carbon Systems. 2020. V. 54. № 2. P. 228. https://doi.org/10.1134/S1063782620020049
  22. Theivasanthi T., Alagar M. // Chemical Physics. 2013. arXiv:1307.1091.
  23. Satyanaratana T., Srinivasa R.K., Nagarjuna G. // Research Article. 2012. V. 2012. P. 372505. https://doi.org/10.5402/2012/372505
  24. Wayne R.P. Principles and Applications of Photochemistry. London: Oxford University Press, 1988. P. 268.
  25. Сидорова Т.Н., Данилюк А.Л., Борисенко В.Е. // Доклады Национальной академии наук Беларуси. 2017. T. 61. № 6. С. 42.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Внешний вид экспериментального образца, сформированного из порошка PMMA без частиц полупроводника.

Скачать (223KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Вид поверхности экспериментальных образцов, синтезированных из беспримесного PMMA и из смеси ZnO : PMMA.

Скачать (110KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Распределение атомов из добавленных в матрицу ПММА полупроводников.

Скачать (562KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Дифрактограммы исходного PMMA и композитов TiO2 : PMMA, ZnO : PMMA, g-C3N4 : PMMA, синтезированных при весовых соотношения компонентов 1 : 20.

Скачать (235KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Относительное изменение концентрации тестового красителя – метиленового синего в его водном растворе, подвергнутом УФ-облучению в присутствии композитных катализаторов TiO2 : PMMA, ZnO : PMMA, g-C3N4 : PMMA, синтезированных при весовых соотношения компонентов 1 : 20.

Скачать (98KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024