Hydrothermal Synthesis and Photocatalytic Properties of Cobalt-Doped Tungsten Oxide

G. S. Zakharova; Захарова Г. С.; N. V. Podval’naya; Подвальная Н. В.; T. I. Gorbunova; Горбунова Т. И.; M. G. Pervova; Первова М. Г.

doi:10.31857/S0044457X22602127

Гидротермальный синтез и фотокаталитические свойства оксида вольфрама, допированного кобальтом

Авторы: Захарова Г.С.¹, Подвальная Н.В.¹, Горбунова Т.И.², Первова М.Г.²
Учреждения:
1. Институт химии твердого тела УрО РАН
2. Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН
Выпуск: Том 68, № 4 (2023)
Страницы: 435-443
Раздел: СИНТЕЗ И СВОЙСТВА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
URL: https://rjonco.com/0044-457X/article/view/665265
DOI: https://doi.org/10.31857/S0044457X22602127
EDN: https://elibrary.ru/FMYUIV
ID: 665265

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация

Гидротермальным методом синтеза получен твердый раствор внедрения на основе триоксида вольфрама гексагональной сингонии общей формулы Co_xWO₃, где 0.01 ≤ x ≤ 0.09. Установлено, что область гомогенности по иону-допанту зависит от рН рабочего раствора. Установлено, что при рН 2.3 образуются твердые растворы внедрения с максимальным содержанием Co²⁺. Наибольшей удельной поверхностью, равной 38.6 м²/г, обладает Co_xWO₃ с морфологией, подобной нитям диаметром ~40 нм, полученный при рН 2.3. Показано, что ключевым параметром, определяющим стабильность кристаллической структуры Co_xWO₃, является наличие ионов аммония в гексагональных каналах кристаллической решетки. Использование синтезированных образцов в качестве фотокатализаторов окисления 1,2,4-трихлорбензола под действием УФ-облучения характеризуется высокой конверсией хлорарена и низкой селективностью с образованием широкого круга органических соединений, в том числе безхлорных.

Ключевые слова

оксид вольфрама, допирование, кобальт, гидротермальный синтез, фотокатализ

Список литературы

Zheng H., Ou J.Z., Strano M.S. et al. // Adv. Funct. Mater. 2011. V. 21. № 12. P. 2175. https://doi.org/10.1002/adfm.201002477
Huang Z.-F., Song J., Pan L. et al. // Adv. Mater. 2015. V. 27. № 36. P. 5309. https://doi.org/10.1002/adma.201501217
Бушкова Т.М., Егорова А.А., Хорошилов А.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 4. С. 470.
Bently J., Desai S., Bastakoti B.P. // Chem. Eur. J. 2021. V. 27. № 36. P. 9241. https://doi.org/10.1002/chem.202100649
Lei G., Lou C., Liu X. et al. // Sens. Actuators B. Chem. 2021. V. 341. № 15. P. 129996. https://doi.org/10.1016/j.snb.2021.129996
Purushothaman K.K., Muralidharan G., Vijayakumar S. // Mater. Lett. 2021. V. 296. 129881. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2021.129881
Zheng F., Xi C., Xu J. et al. // J. Alloys Compd. 2019. V. 772. P. 933. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.09.085
Филиппова А.Д., Румянцев А.А., Баранчиков А.Е. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 6. С. 706.
Murillo-Sierra J.C., Hernández-Ramírez A., Hinojosa-Reyes L. et al. // Chem. Eng. J. Adv. 2021. V. 5. 100070. https://doi.org/10.1016/j.ceja.2020.100070
Dong P., Hou G., Xi X. et al. // Environ. Sci.: Nano. 2017. V. 4. № 3. P. 539. https://doi.org/10.1039/c6en00478d
Dutta V., Sharma S., Raizada P. et al. // J. Environ. Chem. Eng. 2021. V. 9. № 1. 105018. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.105018
Razali N.A.M., Salleh W.N.W., Aziz F. et al. // J. Clean. Prod. 2021. V. 309. 127438. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127438
Khaki M.R.D., Shafeeyan M.S., Raman A.A.A. et al. // J. Environ. Manag. 2017. V. 198. № 2. P. 78. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.04.099
Jacob K.A., Peter P.M., Jose P.E. et al. // Mater. Today: Proc. 2022. V. 49. № 2. 1408. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.07.104
Song H., Li Y., Lou Z. et al. // Appl. Catal. B: Environ. 2015. V. 166–167. № 5. P. 112. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.11.020
Solarska R., Alexander B.D., Braun A. et al. // Electrochim. Acta. 2010. V. 55. № 26. P. 7780. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.12.016
Shannow R.D. // Acta Crystallogr. A. 1976. V. 32. № 5. P. 751. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551
Mehmood F., Iqbal J., Jan T. et al. // Vib. Spectr. 2017. V. 93. P. 78. https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2017.09.005
Sun S., Chang X., Li Z. // Mater. Charact. 2012. V. 73. P. 130. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2012.08.005
Sivakarthik P., Thangaraj V., Parthibavarman M. // J. Mater. Sc.: Mater. Electron. 2017. V. 28. № 8. P. 5990. https://doi.org/10.1007/s10854-016-6274-7
Liu Z., Liu B., Xie W. et al. // Sens. Actuators B Chem. 2016. V. 235. P. 614. https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.05.140
Shen K., Sheng K., Wang Z. et al. // Appl. Surf. Sci. 2020. V. 501. P. 144003. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.144003
Lim J.-C., Jin C., Choi M.S. et al. // Ceram. Int. 2021. V. 47. № 15. P. 20956. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.04.095
Hariharan V., Aroulmoji V., Prabakaran K. et al. // J. Alloys Compd. 2016. V. 689. P. 41. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.07.136
Kumar R.D., Karuppuchamy S. // J. Alloys Compd. 2016. V. 674. P. 384. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.03.074
Dalenjan F.A., Bagheri-Mohagheghi M.M., Shirpay A. // J. Solid State Electrochem. 2022. V. 22. № 2. P. 401. https://doi.org/10.1007/s10008-021-05076-9
Jia Q., Ji H., Gao P. et al. // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2015. V. 26. № 8. P. 5792. https://doi.org/10.1007/s10854-015-3138-5
Sing K.S.W., Everett D.H., Haul R.A.W. et al. // Pure Appl. Chem. 1985. V. 57. № 4. P. 603. https://doi.org/10.1351/pac198557040603
Moura J.V.B., Silveira J.V., da Silva Filho J.G. et al. // Vib. Spectrosc. 2018. V. 98. P. 98. https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2018.07.008
Szilágyi I.M., Wang L., Gouma P.-I. et al. // Mater. Res. Bull. 2009. V. 44. № 3. P. 505. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2008.08.003
Szilágyi I.M., Madarász J., Pokol G. et al. // Chem. Mater. 2008. V. 20. № 12. P. 4116. https://doi.org/10.1021/cm800668x
Mohamed M.M., Salama T.M., Hegazy M.A. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2019. V. 44. № 10. P. 4724. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.12.218
ThOny A., Rossi M.J. // J. Photochem. Photobiol. A. 1997. V. 104. № 1–3. P. 25.
van Wijk D., Cohet E., Gard A. et al. // Chemosphere. 2006. V. 62. № 8. P. 1294. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.07.010
Zolezzi M., Cattaneo C., Tarazona J.V. // Environ. Sci. Technol. 2005. V. 39. № 9. P. 2920. https://doi.org/10.1021/es049214x
Horikoshi S., Minami D., Ito S. et al. // J. Photochem. Photobiol. A. 2011. V. 217. № 1. P. 141. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2010.10.001
Dong W.H., Zhang P., Lin X.Y. et al. // Sci. Total Environ. 2015. V. 505. P. 216. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.10.002