Surface modification of magnetic TiO2 core-shell with doped cerium for enhancement of photocatalytic performance

Abstract

Структура ядро-оболонка легованого Ce TiO 2 @SiO 2 @(Ni-Cu-Zn) фериту, зазначеного як CTSF у виглядi композитних наночастинок (НЧ), була синтезована з використанням модифiкованого зольгель методу. Фiзико-хiмiчнi властивостi отриманих продуктiв були повнiстю охарактеризованi за допомогою рентгенiвської дифракцiї (РД), методу Брунауера-Еммета-Теллера (БЕТ), рентгенiвської фотоелектронної спектроскопiї (РФЕС) i надпровiдного квантового iнтерференцiйного пристрою (СКВIД). Тим часом оцiнювання фотокаталiтичної активностi каталiзатора проводили методом спектроскопiї у видимiй та ультрафiолетовiй областях (УФ-вид). Результати дослiдження показують, що анатазна фаза, пов'язана зi структурою TiO 2 , була побудована на зовнiшнiй оболонцi композитних НЧ. Однак другу фазу, пов'язану зi структурою Ce, було нелегко виявити на рентгенограмi, що пiдтвердило включення легованого Ce в кристалiчну структуру TiO 2. Мезопориста структура легованих Ce шарiв TiO 2 була продемонстрована за допомогою iзотерми типу IV i петлi гiстерезису типу H3. Був сформований однорiдний розмiр пор при питомiй площi поверхнi до 111,916 м 2 /г i 0,241 см 3 /г об'єму пор. Стехiометрiя хiмiчного складу, утвореного з меншою кiлькiстю дефектiв на поверхнi шарiв TiO 2 , продемонстрована кривою симетрiї пiкiв Ti 2p 3/2 та Ti 2p 1/2 РФЕС-спектрiв. Тим часом окислювально-вiдновна пара, що вiдповiдає Ce 3+ /Ce 4+ , була включена в тонке покриття TiO 2. Крiм того, каталiтичнi магнiтнi НЧ також можуть бути вiдокремленi з використанням зовнiшнього магнiтного поля вiд реакцiйної системи. Характеристики продукту, пов'язанi з ефективнiстю розкладання, досягли 50 % у водному розчинi метиленового синього (МС) Ключовi слова: магнiтний фотокаталiзатор, фотодеградацiя, легований церiєм TiO 2 , поверхнева модифiкацiя, фотокаталiтичнi характеристики UDC 621