Влияние модификации пористого стекла оксидом цинка на его фотокаталитические свойства

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Разработана методика, и синтезированы наночастицы ZnO в пористых стеклах. Синтез проведен путем пропитки силикатных пористых стекол в водном растворе нитрата цинка и его последующего термолиза. Исследованы спектрально-люминесцентные свойства синтезированных композитов. Изучена способность наночастиц ZnO, сформированных в пористом стекле, к выработке активных форм кислорода при УФ-облучении.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. С. Саратовский

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН; Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(Технический университет)

Author for correspondence.
Email: saratovskija@inbox.ru
Russian Federation, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2; 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

М. А. Гирсова

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН

Email: saratovskija@inbox.ru
Russian Federation, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

И. Н. Анфимова

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН

Email: saratovskija@inbox.ru
Russian Federation, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

А. В. Москалёв

Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(Технический университет)

Email: saratovskija@inbox.ru
Russian Federation, 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

Е. С. Мотайло

Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(Технический университет)

Email: saratovskija@inbox.ru
Russian Federation, 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

Т. В. Антропова

Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова РАН

Email: saratovskija@inbox.ru
Russian Federation, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

References

  1. Evstropiev S. K., Karavaeva A.V., Dukelskii K.V., Kiselev V.M., Evstropyev K.S., Nikonorov N.V., Kolobkova E.V. Transparent bactericidal coatings based on zinc and cerium oxides // Ceram. Int. 2017. V. 43. № 16. P. 14504–14510.
  2. Evstropiev S.K., Dukelskii K.V., Karavaeva A.V., Vasilyev V.N., Kolobkova E.V., Nikonorov N.V., Evstropyev K.S. Transparent bactericidal ZnO nanocoatings // J. Mater. Sci.: Mater. in Medicine. 2017. V. 28. № 7. Article 102.
  3. Thongrom B., Amornpitoksuk P., Suwanboon S., Baltusatis J. Photocatalytic degradation of dye by Ag/ZnO prepared by reduction of Tollen’s reagent and the ecotoxicity of degraded products // Korean J. Chem. Eng. 2014. V. 31. № 4. P. 587–592.
  4. Boltenkov I.S., Kolobkova E.V., Evstropiev S.K. Synthesis and characterization of transparent photocatalytic ZnO-Sm2O3 and ZnO-Er2O3 coatings // J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry. 2018. V. 367. P. 458–464.
  5. Padmavathy N., Vijayaraghavan R. Enhanced bioactivity of ZnO nanoparticles-an antimicrobial study // Sci. Technol. Adv. Mater. 2008. V. 9. № 3. Article 035004.
  6. Chen T.-P., Chang S.-P., Hung F.-Y., Chang S.-J., Hu Z.-S., Chen. K.-J. Simple fabrication process for 2D ZnO nanowalls and their potential application as a methane sensor // Sensors. 2013. V. 13. № 3. P. 3941–3950.
  7. Хомутинникова Л.Л., Мешковский И.К., Евстропьев С.К., Литвинов М.Ю., Быков Е.П., Плясцов С.А. Методика оптического детектирования метана волоконно-оптическом сенсором при применении фотокаталитического нанокомпозита ZnO-SnO2-Fe2O3 // Опт. и спектр. 2023. Т. 131. № 3. С. 427–432.
  8. Patella B., Moukri N., Regalbuto G., Cipollina C., Pace E., Di Vincenzo S., Aiello G., O’Riordan A., Inguanta R. Electrochemical Synthesis of Zinc Oxide Nanostructures on Flexible Substrate and Application as an Electrochemical Immunoglobulin-G Immunosensor // Materials. 2022. V. 15. Article 713.
  9. Саратовский А.С., Булыга Д.В., Евстропьев С.К., Антропова Т.В. Адсорбционная и фотокаталитическая активность композита «Пористое стекло-ZnO-Ag» и нанопорошка ZnO-Ag // Физика и химия стекла. 2022. Т. 48. № 1. С. 16–26.
  10. Krasnovsky A.A., Ambartzumian R.V. Tetracene oxygenation caused by infrared excitation of molecular oxygen in air-saturated solutions: the photoreaction action spectrum and spectroscopic parameters of the 1Δg → 3Σ–g transition in oxygen molecules // Chem. Phys. Lett. 2004. V. 400. № 4–6. P. 531–535.
  11. Toshihiro D., Yoshio N. Formation and behavior of singlet molecular oxygen in TiO2 photocatalysis studied by detection of near-infrared phosphorescence // J. Phys. Chem. C. 2007. V. 111. № 11. P. 4420–4424.
  12. Киселев В.М., Кисляков И.М., Бурчинов А.Н. Генерация синглетного кислорода на поверхности оксидов металлов // Опт. и спектр. 2016. Т. 120. № 4. С. 545–555.
  13. Santiago-Gonzalez B., Monguzzi A., Caputo M., Villa C., Prato M., Santambrogio C., Torrente Y., Meinardi F., Brovelli S. Metal nanoclusters with synergistically engineered optical and buffering activity of Intracellular reactive oxygen species by compositional and supramolecular design // Sci. Rep. 2017. V. 7. Article 5976.
  14. Киселев В.М., Евстропьев С.К., Стародубцев А.М. Фотокаталитическая деградация и сорбция метиленового синего на поверхности оксидов металлов в водном растворе красителя // Опт. и спектр. 2017. Т. 123. № 5. C. 798–805.
  15. Волынкин В.М., Данилович Д. П., Евстропьев С.К., Дукельский К.В., Сенчик К.Ю., Садовничий Р.В., Киселев В.М., Багров И.В., Саратовский А.С., Никоноров Н.В., Безбородкин П.В. Синтез и исследование структуры и свойств фотоактивных ZnO-SnO2-Ag(AgCl) наноматериалов для медицины и экологических приложений // Опт. и спектр. 2021. Т. 129. № 5. С 642–649.
  16. Патент RU178126 «Биоактивная мембрана фильтра осмотического действия для водоподготовки» / Цыганова Т. А., Рахимова О.В., Шевченко Д.С., Антропова Т.В.; заявитель и патентообладатель ИХС РАН — № 2017145414; заявл. 22.12.2017; опубл. 23.03.2018. Бюл. № 9.
  17. Патент RU2756552 «Способ получения биоактивной мембраны фильтра осмотического действия для водоподготовки» / Цыганова Т.А., Рахимова О.В.; заявители и патентообладатели ИХС РАН и СПбГЭТУ «ЛЭТИ» — № 2020126848; заявл. 10.08.2020; опубл. 01.10.2021. Бюл. № 28.
  18. Kreisberg V.A., Antropova T.V. Changing the relation between micro- and mesoporosity in porous glasses: the effect of different factors // Microporous and Mesoporous Materials. 2014. V. 190. P. 128−138.
  19. Kuznetsova A.S., Ermakova L.E., Anfimova I.N., Antropova T.V. Electrokinetic Characteristics of Bismuth-Containing Materials Based on Porous Glasses // Glass Physics and Chemistry. 2020. V. 46. № 4. P. 290–297.
  20. Евстропьев С.К., Никоноров Н.В., Саратовский А.С. Фотодеструкция поливинилпирролидона в водных растворах нитратов металлов // Опт. и спектр. 2020. Т. 128. № 11. С. 1740 –1746.
  21. Volkova N.A., Evstrop’ev S.K., Istomina O.V., Kolobkova E.V. Photolysis of diazo dye in aqueous solutions of metal nitrates // Opt. spectr. 2018. V. 124. № 4. P. 489–493.
  22. Evstropiev S.K., Lesnykh L.V., Karavaeva A.V., Nikonorov N.V., Oreshkina K.V., Mironov L.Yu., Maslennikov S.Yu., Kolobkova E.V., Vasilyev V.N., Bagrov I.V. Intensification of photodecomposition of organics contaminations by nanostructured ZnO-SnO2 coatings prepared by polymer-salt method // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2019. V. 142. Article 107587.
  23. Mohamed R.M., Mkhalid I.A., Al-Thabaiti S.A., Mokhtar M. Nano Cu metal doped on TiO2-SiO2 nanoparticle catalysts in photocatalytic degradation of direct blue dye // J. Nanosci. Nanotechnol. 2013. V. 13. № 7. P. 4975–4980.
  24. Abbott L.C., Batchelor S.N., Jansen L., Oakes J., Smith J.R.L., Moore J.N. Spectroscopic studies of Direct Blue 1 in solution and on cellulose surfaces: effects of environment on a bis-azo dye // New Journal of Chemistry. 2004. V. 28. № 7. P. 815–821.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structure of the Chicago Sky Blue dye molecule.

Download (46KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. EMF spectrum of porous glass powder modified with ZnO.

Download (82KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Diffractogram of porous glass modified by ZnO.

Download (109KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Absorption spectra of (1) the initial freshly prepared dye solution and (2) the dye solution after UV irradiation for 60 minutes.

Download (92KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Absorption spectra of (1) the initial freshly prepared dye solution, (2) the dye solution with the porous glass — ZnO composite after UV irradiation for 60 minutes, (3) the dye solution before UV irradiation after 6 days of exposure of the porous glass - ZnO composite in it, (4) the dye solution after 6 days of exposure of the composite "porous glass — ZnO" in it and subsequent UV irradiation for 60 minutes.

Download (107KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences