Фотокаталізатор на основі купрум оксидів, отриманих електролізом

Abstract

Мета роботи – одержання електрохімічним синтезом високодисперсних оксидних матеріалів на основі купрум оксидів та дослідження їх фотокаталітичних властивостей. Електроліз здійснювали при різних температурах у термостійких скляних електролізерах. Катод і анод були виготовлені з мідних пластин. В якості електроліту використовували розчин NaCl із вмістом 280 г/л. Отриманий у електролізері продукт відфільтровували, промивали дистильованою водою. Осад висушували (40–75оС) у вакуумній шафі. Отриманий сухий продукт досліджували хімічним та рентгенофлуоресцентним (прилад EDX8000) аналізами. Адсорбційні виміри проводили за допомогою комбінованого приладу ASAP 2400 Micromeritics. Перевірку фотокаталітичних властивостей досліджували на прикладі реакції розкладу барвника метилового оранжевого у водному розчині. Спектрофотометричні виміри проводили на спектрофотометрі SHUMADZU UV-2450. Електролізом одержано порошкоподібний оксидний матеріал на основі оксидів купруму. Дослідженні параметри впливу на швидкість утворення оксидів. Продукт електроситезу складається з суміші оксидів купруму (I) та (II), співвідношення фаз залежить від режимів проведення процесу. Продукт має розвинену площину питомої поверхні. Фотокаталітичну деградацію метилоранжу розглянуто як модельну систему функціоналізації одержаного порошкового матеріалу щодо деструкції екологічно небезпечних речовин. Наукова новизна складається в отриманні нового ефективного продукту на основі купрум оксидів. Визначено оптимальні умови синтезу продукту. Показано, що електроліз дозволяє впливати на розмір і форму часток отриманого продукту, робить вільну поверхню оксидів курпуму для участі у реакціях. Продукт на основі купрум оксидів може бути застосовано в якості ефективного фотокаталізатору. За рахунок своєї стабільності та підвищеної фотокаталітичної активності порошкоподібний продукт можливо застосувати в установках водоочищення хімічних, фармацевтичних, нафтохімічних та інших виробництв.

Production of highly dispersed oxide materials based on copper oxides by electrochemical synthesis and investigation of their photocatalytic properties. Electrolysis was carried out at different temperatures in heat-resistant glass electrolyzers. The cathode and anode were made of copper. A NaCl solution with a content of 280 g/l was used as an electrolyte. The obtained dry product was investigated by chemical and X-ray fluorescence analyses. The verification of photocatalytic properties was carried out on the example of the reaction of the decomposition of the methyl orange dye in an aqueous solution. A powdery oxide material based on copper oxides was obtained by electrolysis. The parameters of influence on the rate of formation of oxides were studied. The product of electrolysis consists of a mixture of copper oxides (I) and (II), the phase ratio depends on the modes of the process. The photocatalytic degradation of methyl orange is considered as a model system for the functionalization of the obtained powder material for the destruction of environmentally hazardous substances. A new effective product obtained on the basis of copper oxides. The optimal conditions for product synthesis have been determined. It is shown that electrolysis allows influencing the size and shape of the particles of the obtained product, making a free surface for participation in reactions. A product based on copper oxides can be used as an effective photocatalyst. Due to its stability and increased photocatalytic activity, the powdered product can be used for water purification after chemical, pharmaceutical, petrochemical and other industries.