Die Autoren würdigen die Finanzierung des britischen Ingenieur- und Physikalischen Wissenschaftsforschungsrates (Grant Ref: EP / M003299 / 1) und der Naturwissenschaftlichen Stiftung von China (Nr. 51461135005) Internationales Gemeinsames Forschungsprojekt (EPSRC-NSFC).

1. Synthese von TiO 2 -SiO 2 -Kompositen <ol><li> Proben auf handelsüblichem Quarz HINWEIS: Quarz, mit Teilchengrößen im Bereich von 20 - 100 μm wurde durch Kugelfräsen von handelsüblichem Quarz für 15 min und Sieben erhalten. Die Pulver wurden dann mit TiO 2 durch zwei verschiedene Methoden modifiziert. <ol><li> QT1 <ol><li> Eine Lösung von 10% iger Lösung von Titan (IV) butoxid (TBOT; 97%) in Ethanol als TiO 2 -Vorläufer 9 durch Auflösen von TBOT (2,6 ml) in Ethanol (29,6 ml) herstellen. </li><li> 3 g Quarzpulver in 30 g der frisch zubereiteten Titanvorläuferlösung durch kontinuierliches Rühren suspendieren. </li><li> 0,3 ml Salzsäure (32%) zugeben. Die resultierende Suspension für 5 min aufrühren. </li><li> 30 ml entionisiertes Wasser zugeben und die Mischung über Nacht kontinuierlich rühren. </li><li> Die gesamte viskose Suspension auf eine Petrischale überführen und unter Umgebungsbedingungen aufbewahrenIl das Lösungsmittel ist vollständig verdampft. </li><li> Den behandelten Quarz mit deionisiertem Wasser mehrmals waschen und dann über Nacht bei 90 ° C trocknen lassen. </li><li> Hitze-Behandlung bei 400 ° C für 20 h. </li><li> Die Pulver in Luft und Sieb wieder abkühlen, um Partikel größer als 20 μm zu sammeln. Dies war, um modifizierten Quarz von lose oder nicht verbundenen TiO 2 zu trennen. </li></ol></li><li> QT2 HINWEIS: Unterstützen Sie den kommerziellen Photokatalysator (PC105) auf Quarz über ein Kieselgelbindemittel, das aus Tetraethylorthosilicat (TEOS) wie folgt gewonnen wurde. <ol><li> Vorbereitung einer TEOS-Mutterlösung durch Auflösen von TEOS (23,2 ml) in Ethanol (29,2 ml). Dann werden deionisiertes Wasser (7,2 ml) und HCl (0,4 ml, 3,6 Gew .-%) zugegeben, um das Ethanol: Wasser: HCl-Gemisch (1: 0,84: 0,78 x 10 &amp; supmin; ³ Molverhältnis) zu erhalten. Rühren Sie die Mischung für 10 Tage bei Raumtemperatur. </li><li> Fügen Sie genaue Volumina der erhaltenen Lösung zu 100 ml Ethanol hinzu, in dem 0,2 g TiO 2 suspendiert wurden,Um TiO 2 zu bekommen: TEOS von 1: 1. </li><li> Bei Raumtemperatur über Nacht vorsichtig umrühren und dann tropfenweise 2 g Quarz unter ständigem Rühren bei 80 ° C unter vermindertem Druck zugeben. </li><li> Trocknen der erhaltenen Pulver bei 90 ° C über Nacht und anschließende Wärmebehandlung bei 200 ° C für 4 h. </li></ol></li></ol></li><li> Proben auf Basis synthetischer Kieselsäure <ol><li> ST1 ANMERKUNG: Einstellen von TiO 2 -Nanopartikeln auf die Oberflächen des ausgefällten SiO 2, hergestellt durch eine hydrolysegesteuerte Sol-Gel-Technik. <ol><li> Synthese von monodispersen Siliciumdioxid-Mikrokugeln über die Stoeber-Bohn-Fink-Methode 14 . </li><li> TEOS (5 ml) in Ethanol (40 ml) auflösen und 30 min rühren (Lösung A). </li><li> Die Lösung B wird durch Mischen von Ammoniaklösung (8 ml, 25 Gew .-%) mit deionisiertem Wasser (30 ml) und Ethanol (18 ml) unter kontinuierlichem Rühren für 30 min hergestellt. </li><li> Schnell hinzufügen alL Lösung A zu Lösung B gegeben und 3 h bei Raumtemperatur umrühren. </li><li> Das erhaltene SiO 2 durch Zentrifugation (1,252 xg) sammeln. 3 mal mit absolutem Ethanol waschen und bei 105 ° C für 48 h trocknen. </li><li> Eine Suspension des erzeugten SiO 2 durch Suspendieren von 1 g in 30 ml Ethanol in einem Ultraschallbad für 10 min vorbereiten. Die Aufhängung für weitere 30 min aufrühren. </li><li> Sorgfältig 1 ml TBOT (97%) der ethanolischen SiO 2 -Suspension zugeben. </li><li> Alter das Gemisch bei Raumtemperatur unter Rühren für 24 h. </li><li> Fügen Sie deionisiertes Wasser (2 ml) und Ethanol (8 ml) hinzu und rühren dann die Mischung für 2 h weiter. </li><li> Das modifizierte Pulver wird durch Zentrifugation gesammelt und 3 mal mit Ethanol gewaschen. Trocken bei 105 ° C für 48 h, gefolgt von einer Wärmebehandlung bei 500 ° C für 3 h. HINWEIS: T1: Zum Vergleich wurde TiO 2 nach dem gleichen Verfahren hergestellt, jedoch in Abwesenheit von Siliciumdioxid. </li></ol></li><li> ST2 </stRong&gt; HINWEIS: In diesen Proben wird ein homogenes Gel aus SiO 2 / TiO 2 -Molverhältnis 0,25 aus stöchiometrischen Mischungen von Tetraethylorthosilicat (TEOS) und Titantetraisopropoxid (TTIP) als Vorläufer für Si und Ti wie folgt synthetisiert. <ol><li> Die erforderliche Menge an TEOS (0,89 ml) tropfenweise in ein Ethanol: Wasser: HCl-Gemisch (73,6 ml, 1: 0,84: 0,78 x 10 &amp; supmin; ³ Molverhältnis) geben. </li><li> Rühre bei Raumtemperatur 1 h. </li><li> Die gewünschte Menge an TTIP (4,74 ml) zugeben und die Mischung bei Raumtemperatur über Nacht weiterrühren. </li><li> Die Sol-Gel-Umwandlung durch Rühren bei 80 ° C für 1 h erreichen. </li><li> Hitze behandeln das erhaltene Gel wie folgt: Übertrocknung bei 90 ° C, 450 ° C für 5 h und 500 ° C für 5 h. HINWEIS: T2 : Reines TiO 2 wurde auch nach dem gleichen Sol-Gel-Verfahren hergestellt, jedoch in Abwesenheit von TEOS. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. CharakterisierungN <ol><li> Rekord IR-Spektren mit einem Spektrophotometer mit UATR (Single Reflection Diamond) 15 ausgestattet . </li><li> Erhalten Sie Röntgenbeugungsmuster (XRD) unter Verwendung eines PAN-Analysen-Diffraktometers, das mit einer CuKa1-1,54 Å-Röntgenquelle 16 ausgestattet ist . </li><li> Analysieren Sie die Morphologie der Proben über Rasterelektronenmikroskopie (SEM), ausgestattet mit ED-Röntgen-Analysator und BSE-Detektor mit einer Betriebsspannung zwischen 10 - 20 kV. Verwenden Sie energiedispersive Röntgenanalyse und erfassen Sie Bilder mit einem Digital Image Acquisition System. </li><li> Durchführen einer Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) auf einem mit einer Beschleunigungsspannung von 200 kV betriebenen Mikroskop. Erfassen von Bildern mit einer Kamera. </li><li> Aufzeichnung von UV-Vis-Diffusionsreflexionsspektren der Proben unter Verwendung eines UV-Vis-Spektrophotometers mit Faseroptikkoppler. Verwenden Sie Bariumsulfat als Referenz im Bereich von 250 bis 600 nm. Verwandeln Sie die resultierenden Reflexionsspektren in eine scheinbare AbsorptionSpektren unter Verwendung der Kubelka-Munk-Funktion F (R∞) = (1 - R∞) 2 / 2R∞ 17 . </li></ol> 3. Photokatalytischer Leistungstest <ol><li> Testen Sie die photokatalytischen Aktivitäten der vorbereiteten Materialien unter Verwendung der Entfernung von NOx aus dem verschmutzten Lufttest 18 . <ol><li> Zu diesem Zweck ist ein Luftreinigungs-Testaufbau (siehe Abbildung 1 ) bestehend aus Gasversorgungen, Luftbefeuchter (2), Gasströmungsregler (1), photokatalytischer Reaktor (3), UV (A) Lichtquelle (4) Und NOx-Analysator (5). Die Gasversorgung war NO (100 ppm) in N 2 und synthetische Luft (BOC). </li><li> Verwenden Sie Massendurchflussregler (1), um NO bei 1 ppmv (0,5 ppmv, für ST1 und T1 Proben) und die relative Feuchtigkeit bis ca. 40%, bestätigt durch Rotronic hygropalm, zum Laminar-Flow-Reaktor (3) bei einem Volumenstrom von 5 x 10 -5 m 3 * s -1 (1,675 x 10 -5 m <suP&gt; 3 * s -1 bei ST1- und T1-Proben). </li><li> Konstruieren Sie den Photoreaktor aus PMMA (Poly (methylmethacrylat)) und decken Sie durch Borosilikatglas ab. Positionieren Sie es unter dem Ausgang eines SS0,5 kW, 500 W Vollreflektierenden Solarsimulators, der mit einem 1,5 AM Filter ausgestattet ist, um sicherzustellen, dass die Testprobe (6) eine Lichtintensität von 10 Wm -2 bei λ &lt;420 nm erhielt Durch einen Breitband-Thermosäulen-Detektor. </li><li> Überwachen Sie die Konzentrationen von NO, NO 2 und Gesamt-NOx im Auslassgasstrom mit einem NO-NO 2 -Nox-Analysator. </li></ol></li></ol><img alt="Abbildung 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56070/56070fig1.jpg" /> Abbildung 1: Die für die photokatalytischen Tests verwendete Versuchsanordnung: (1) Massendurchflussregler (2) Luftbefeuchter (3) Photokatalytischer Reaktor (4) UV (A) Lichtquelle <stronG&gt; (5) NOx-Analysator (6) Testprobe (7) und (8) Ventile und (9) Gasstromauslass. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56070/56070fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <ol start="2"><li> Bereiten Sie Testproben vor, indem Sie 0,8 g (0,3 g bei ST1- und T1-Proben) des Materials in einen rechteckigen PMMA-Halter (Höhe 0,2 cm, Breite 3 cm und Länge 8 cm) drücken. <ol><li> Bestrahlen Sie die resultierenden Briketts mit einer geometrischen Oberfläche von 2,4 × 10 -3 m 2 über Nacht mit UV (320 nm), um jegliche organischen Verunreinigungen, die an ihren Oberflächen adsorbiert sind, zu entfernen. </li></ol></li></ol>

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	<li>Folli, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+TiO2+Surface+Chemistry+to+Control+and+Modulate+Photocatalytic+Performances.">Understanding TiO2 Surface Chemistry to Control and Modulate Photocatalytic Performances.</a> J Am Ceram Soc. 93 (10), 3360-3369 (2010).</li><li>Wang, F. Z., Yang, L., Sun, G. X., Guan, L. Y., Hu, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Hierarchical+Porous+Structure+of+Substrate+Enhanced+Photocatalytic+Activity+of+TiO2/Cementitious+Materials.">The Hierarchical Porous Structure of Substrate Enhanced Photocatalytic Activity of TiO2/Cementitious Materials.</a> Constr Build Mater. 64, 488-495 (2014).</li><li>Fateh, R., Dillert, R., Bahnemann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+Characterization+of+Transparent+Hydrophilic+Photocatalytic+TiO2/SiO2+Thin+Films+on+Polycarbonate.">Preparation and Characterization of Transparent Hydrophilic Photocatalytic TiO2/SiO2 Thin Films on Polycarbonate.</a> Langmuir. 29 (11), 3730-3739 (2013).</li><li>Dillert, R., Engel, A., Grosse, J., Lindner, P., Bahnemann, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+Intensity+Dependence+of+the+Kinetics+of+the+Photocatalytic+Oxidation+of+Nitrogen(II)+Oxide+at+the+Surface+of+TiO2.">Light Intensity Dependence of the Kinetics of the Photocatalytic Oxidation of Nitrogen(II) Oxide at the Surface of TiO2.</a> Phys Chem Chem Phys. 15, 20876-20886 (2013).</li><li>Shi, H. B., Magaye, R., Castranova, V., Zhao, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Titanium+Dioxide+Nanoparticles:+A+Review+of+Current+Toxicological+Data.">Titanium Dioxide Nanoparticles: A Review of Current Toxicological Data.</a> Part Fibre Toxicol. 10, (2013).</li><li>Freitag, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrogen(II)+Oxide+Charge+Transfer+Complexes+on+TiO2:+A+New+Source+for+Visible-Light+Activity.">Nitrogen(II) Oxide Charge Transfer Complexes on TiO2: A New Source for Visible-Light Activity.</a> J Phys Chem C. 119 (9), 4488-4501 (2015).</li><li>Ma, J. Z., Wu, H. M., Liu, Y. C., He, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photocatalytic+Removal+of+NOx+over+Visible+Light+Responsive+Oxygen-Deficient+TiO2.">Photocatalytic Removal of NOx over Visible Light Responsive Oxygen-Deficient TiO2.</a> J Phys Chem C. 118 (14), 7434-7441 (2014).</li><li>Mendoza, C., Valle, A., Castellote, M., Bahamonde, A., Faraldos, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TiO2+and+TiO2-SiO2+Coated+Cement:+Comparison+of+Mechanic+and+Photocatalytic+Properties.">TiO2 and TiO2-SiO2 Coated Cement: Comparison of Mechanic and Photocatalytic Properties.</a> Appl Catal B-Environ. 178, 155-164 (2015).</li><li>Kamaruddin, S., Stephan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sol-gel+Mediated+Coating+and+Characterization+of+Photocatalytic+Sand+and+Fumed+Silica+for+Environmental+Remediation.">Sol-gel Mediated Coating and Characterization of Photocatalytic Sand and Fumed Silica for Environmental Remediation.</a> Water Air Soil Poll. 225, 1948 (2014).</li><li>Bloh, J. Z., Folli, A., Macphee, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photocatalytic+NOx+Abatement:+Why+the+Selectivity+Matters.">Photocatalytic NOx Abatement: Why the Selectivity Matters.</a> Rsc Adv. 4, (2014).</li><li>Macphee, D. E., Folli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photocatalytic+Concretes+-+the+Interface+Between+Photocatalysis+and+Cement+Chemistry.">Photocatalytic Concretes - the Interface Between Photocatalysis and Cement Chemistry.</a> Cement Concrete Res. 85, 48-54 (2016).</li><li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Influence+of+Zeolites+Fly+Ash+Bead/TiO2+Composite+Material+Surface+Morphologies+on+Their+Adsorption+and+Photocatalytic+Performance.">The Influence of Zeolites Fly Ash Bead/TiO2 Composite Material Surface Morphologies on Their Adsorption and Photocatalytic Performance.</a> Appl Surf Sci. 392, 687-696 (2017).</li><li>Pinho, L., Elhaddad, F., Facio, D. S., Mosquera, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+TiO2-SiO2+Nanocomposite+Converts+a+Very+Friable+Stone+into+a+Self-Cleaning+Building+Material.">A Novel TiO2-SiO2 Nanocomposite Converts a Very Friable Stone into a Self-Cleaning Building Material.</a> Appl Surf Sci. 275, 389-396 (2013).</li><li>St&#246;ber, W., Fink, A., Bohn, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Growth+of+Monodisperse+Silica+Spheres+in+Micron+Size+Range.">Controlled Growth of Monodisperse Silica Spheres in Micron Size Range.</a> J Colloid Interf Sci. 26 (1), 62-69 (1968).</li><li>Yamashita, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Titanium-Silicon+Binary+Oxide+Catalysts+Prepared+by+the+Sol-Gel+Method+and+Their+Photocatalytic+Reactivity+for+The+Liquid-Phase+Oxidation+of+1-Octanol.">Characterization of Titanium-Silicon Binary Oxide Catalysts Prepared by the Sol-Gel Method and Their Photocatalytic Reactivity for The Liquid-Phase Oxidation of 1-Octanol.</a> J Phys Chem B. 102 (30), 5870-5875 (1998).</li><li>Tokarsk&#253;, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Low-Cost+Photoactive+Composite+Quartz+Sand/TiO2.">A Low-Cost Photoactive Composite Quartz Sand/TiO2.</a> Chem Eng J. 222, 488-497 (2013).</li><li>Beranek, R., Kisch, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+the+optical+and+photoelectrochemical+properties+of+surface-modified+TiO2.">Tuning the optical and photoelectrochemical properties of surface-modified TiO2.</a> Photochem Photobiol Sci. 7 (1), 40-48 (2008).</li><li>Kisch, H., Bahnemann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Best+Practice+in+Photocatalysis:+Comparing+Rates+or+Apparent+Quantum+Yields?.">Best Practice in Photocatalysis: Comparing Rates or Apparent Quantum Yields?.</a> J Phys Chem Lett. 6 (10), 1907-1910 (2015).</li></ol>

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Fig. 8 zeigt signifikante Unterschiede zwischen den NO-Photonenwirkungsgraden für jedes der photokatalytischen Materialien. Die Vorteile der Unterstützung des Photokatalysators zur Erhöhung der Zugänglichkeit auf die reaktive Oberfläche sind mittlerweile gut etabliert und es ist bemerkenswert, dass der Unterschied zwischen den photonischen Wirkungsgraden für die NO-Oxidation, gemessen für PC105 und für PC105, die auf behandeltem Quarz (QT2) getragen werden. Ξ NO (QT2) wurde bei 73% davon für PC105 gemessen, aber QT2 hatte nur 6,5% der TiO 2 -Ladung. Es ist klar, dass Aktivitätsverbesserungen bei unterstützten Systemen von Bedeutung sind, aber bei der Interpretation von Messungen mit signifikanten morphologischen Unterschieden sollte Vorsicht geboten werden. Eine wesentliche Eigenschaft des photokatalytischen Testsystems, von der erwartet werden kann, dass es die Messung beeinflusst, ist die Oberflächenstruktur der in dem Photokatalysatorreaktor getragenen Probe. Dies beeinflusst die effektive Fläche. Die BerechnungVon ξ enthält einen Flächenbegriff, aber dies ist ein zweidimensionaler Beleuchtungsbereich, der durch den Reaktorprobenhalter definiert ist. Die Teilchengrößenverteilung von TiO 2 -Pulvern, dh PC105, T1 und T2, unterscheidet sich deutlich von den Verbundwerkstoffen, wobei TiO 2 &#39;Pulver&#39; auf SiO 2 mit einem Durchmesser im Bereich von 0,4 bis 50 μm getragen wird. Dies bedeutet, dass die Photokatalysatoroberflächentexturen ziemlich variabel sind und die erwarteten photonischen Wirkungsgrade beeinflussen werden. Es beeinflusst auch die Reaktorströmungseigenschaften. Je rauer die Textur ist, aufgrund der Packungseigenschaften, desto wahrscheinlicher ist, dass das erforderliche Laminarströmungsregime gestört wird. Es wird erwartet, dass die Rate der Gasmolekül-Diffusion auf die Oberfläche und folglich die photonische Effizienzmessung beeinflusst wird. Als Folge dieser Effekte muss der nützlichste Vergleich der Photokatalysator-Typen auf Eigenschaften beruhen, die sich aus Messungen an einzelnen Katalysatoren ergeben. In dieser Studie,Nitrat-Selektivität, die auf ξ NO und ξ NO 2 (Gleichung 10) basiert, werden beide, die an der gleichen Probe gemessen wurden, in der nachfolgenden Diskussion verwendet. <img alt="Gleichung 3" src="/files/ftp_upload/56070/56070eq3.jpg" /> (10) <img alt="Abbildung 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56070/56070fig9.jpg" /> Abbildung 9: Selektivität gegenüber der Gesamtentfernung von NOx, dh Nitratselektivität, aufgezeichnet für verschiedene TiO 2 - und TiO 2 -SiO 2 Composite Powder. Direkt vergleichbare Systeme werden mit denselben Symbolen identifiziert, unterstützt gegen nicht unterstützte Paare. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56070/56070fig9large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Die Faktoren, die die Nitratselektivität kontrollieren, scheinen komplexe und relevante Variablen zu seinDe TiO 2 -Polymorphismus, Defektzustand, Wasserverfügbarkeit usw. 7 , aber die Rolle der Substratbindung, die oft als vorteilhaft für die photokatalytische Leistung angesehen wird, kann nun auch in Betracht gezogen werden. Es empfiehlt sich daher, die Nitratselektivitätsunterschiede zwischen nicht gebundenen und gebundenen Systemen, dh eigenständigen Photokatalysatoren gegenüber Photokatalysator-Träger-Verbundwerkstoffen, z. B. PC105 vs QT2, zu diskutieren; Wobei QT2 PC105 in einer Silikatbeschichtung auf Quarz unterstützt. Diese Nitratselektivitätsunterschiede sind in Tabelle 1 zusammengefasst . <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Photokatalysator </td><td> Photokatalysator-Unterstützung </td><td> DSelectivity (%); (Relative Selektivitätsreduktion (%)) </td><td> FTIR-Peakflächenverhältnis; (Ti-O-Si) / SiO &amp; sub2 ;. </td><td> Ti-O-Si peAk Mitte (cm -1 ) </td></tr><tr><td> PC105 </td><td> QT2 </td><td> (38,8-28,3) = 10,5; (-27) </td><td> 0,0088 </td><td> 960 </td></tr><tr><td> T1 </td><td> ST1 </td><td> (16,0-10,6) = 5,4; (-34) </td><td> 0,0184 </td><td> 960 </td></tr><tr><td> T2 </td><td> ST2 </td><td> (33,4-0) = 33,4; (-100) </td><td> 0.6566 </td><td> 920 </td></tr><tr><td> T1 </td><td> QT1 </td><td> (16,0-15,6) = 0,4; (-3) </td><td> 0,0014 </td><td> 930 </td></tr></tbody></table> Tabelle 1: Einfluss der zusammengesetzten Bildung und Ti-O-Si-Bindung auf die Photokatalysatorleistung. Hintergrundkorrigierte FTIR-Peakflächen für Peaks, die Ti-O-Si (920 - 960 cm -1 ) und für SiO 2 (990 - 1230 cm -1 ) zugewiesen wurden, wurden aus 5 mit Hilfe von Origin Peak Analyses-Software erhalten. Der dimensionslose Bereich rAtio, angegeben in Tabelle 1, wird als Maß für den Grad der Ti-O-Si-Bindung in Verbundsystemen genommen. Ebenfalls gezeigt sind die mit der Ti-O-Si-Verknüpfung verbundenen Spitzenmittelpositionen. Diese Daten sind in Abbildung 10 zusammengefasst . <img alt="Abbildung 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56070/56070fig10.jpg" /> Abbildung 10: Relative Reduktion der Nitratselektivität für verschiedene TiO 2 -Materialien, kombiniert mit SiO 2 als Funktion der Ti-O-Si-Bindung in Photokatalysator-Träger-Verbundwerkstoffen. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56070/56070fig10large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Die größte Selektivitätsreduzierung bei der Verbundbildung, dh diejenige, die den größten negativen Einfluss auf die Umgebungsluftqualität zeigen würde, ist für den Photokatalysator T2 angegeben, wenn er kombiniert wirdMit einem Silikatvorläufer. Es wird ein hochdisperses Gel hergestellt, in dem Ti-O-Si-Bindungen maximiert sind. Die Peakflächenanalysen zeigen an, dass etwa 65 Mol-% des TiO 2 mit SiO 2 durch Ti-O-Si-Verbindungen assoziiert sind, die sich dem stöchiometrischen TiO 2 : SiO 2 -Verhältnis der Zubereitung (80%) nähert und Vertrauen in die Peak Area Ratio Analyse. Es ist auch bemerkenswert, dass sich das Ti-O-Si-Peak-Zentrum bei der niedrigsten Wellenzahl befindet, die für die Verbundwerkstoffe beobachtet wird, und schlägt vor, dass Zusammensetzungsinformationen in die Ti-O-Si-Peakcharakteristiken eingebettet werden können. Alle anderen Verbundwerkstoffe zeigen deutlich niedrigere (Ti-O-Si) / SiO 2 -Peakflächenverhältnisse, was auf niedrigere Mengen an Ti-O-Si-Bindung hindeutet. Fig. 10 zeigt, daß diese Bindungsebene mit der Selektivität korreliert ist, ausgedrückt als prozentuale Reduktion aus der freistehenden Katalysatorselektivität, was anzeigt, daß die Ti-O-Si-Bindung einen negativen Einfluss auf die photokatalytische NOx-Verminderung hat. Die Konsequenzen dieser Erkenntnisse sind, dass ein Kompromiss eingehalten werden muss, um die physikalische Haltbarkeit eines gebundenen Systems ohne einen signifikanten Verlust an photokatalytischer Leistung zu gewährleisten. Mögliche Ansätze könnten sein: (i) Erhöhung der geträgerten TiO 2 -Partikelgröße, so dass die vorteilhafte Ti-O-Ti-Bindung, die die intrinsischen photokatalytischen Eigenschaften von &quot;eigenständigen&quot; Photokatalysatoren definiert, nicht durch das Ti-O-Si verdünnt wird Verknüpfungen und / oder (ii) die Entwicklung einer dünnen, porösen und haltbaren Oberflächenbeschichtung für das Substrat, so dass der Photokatalysator in Poren, die für Reaktionsgasmoleküle und Beleuchtung zugänglich sind, eingefangen ist. Siliciumdioxid in Form von Quarzsand oder reaktiven Siliciumdioxidkugeln wurde erfolgreich mit TiO 2 entweder über den bindenden handelsüblichen TiO 2 -Photokatalysator (PC105) unter Verwendung eines Bindemittels auf Silikatbasis oder über die Hydrolyse-Kondensationsreaktionen verschiedener Ti-Vorläufer modifiziert. Die PhotokatalysatorenC-Leistung der resultierenden Verbundwerkstoffe wurde mit der eines Sol-Gel-abgeleiteten Mischoxidsystems verglichen, das hohe Mengen an Ti-O-Si-Bindungsbindungen fördert. Die wichtigsten Ergebnisse zeigen, dass: (i) der Grad der TiO 2 -SiO 2 -Bindung in der Mischoxidpräparation hoch ist (65%), wie erwartet und nähert sich dem stöchiometrischen TiO 2 : SiO 2 -Verhältnis bei der Herstellung an. Dieses zusammengesetzte Gel-System zeigte keine Nitratselektivität im Vergleich zu dem vergleichbaren Sol-Gel-abgeleiteten TiO 2 (T2), das eine Selektivität von 33% zeigte, (ii), wenn die Reaktivität der Silikatoberfläche den Grad der Ti-O-Si-Bindung verringert Reduziert; Die Ordnung ist reaktive Siliciumdioxidkugeln (ST1)&gt; Silikatgelschicht auf Quarz (QT2)&gt; blanker Quarz und (iii) die Nitratselektivität von TiO 2 wird durch das Niveau der Ti-O-Si-Bindung nachteilig beeinflusst.

Konkrete Strukturen sind in unserer Gesellschaft allgegenwärtig. In der Regel mit unseren urbanen Zentren verbunden ist, ist ihre bedeutende Fläche eine wichtige Schnittstelle mit der städtischen Atmosphäre 1 , 2 . Mit zunehmender Besorgnis über die wirtschaftlichen und gesundheitlichen Auswirkungen der Verschlechterung der städtischen Luftqualität stellt diese Schnittstelle eine wichtige Chance für eine atmosphärische Sanierung dar. TiO 2 -basierte Photokatalysatoren werden seit einiger Zeit in der Sanierung von NOx-kontaminierter Luft eingesetzt, und ihre Unterstützung auf diesen Betonstrukturen mit hoher Oberfläche bietet Beton die zusätzliche Funktionalität, die zuvor mit photokatalytischen Materialien verbunden war: (i) einfaches Reinigen, wobei Materialien Die Schmutz an Oberflächen binden, werden photokatalytisch abgebaut, so dass Schmutz leicht mit Regenwasser abwaschen kann 3 ; (Ii) photoinduzierte Hydrophilie, die auch den Selbstreinigungseffekt verstärkt 3; Und (iii) die Reinigung der städtischen Atmosphäre, die heute typischerweise durch Emissionen von Fahrzeugen auf Niveaus verunreinigt wird, die die maximal zulässigen Werte, insbesondere in Bezug auf NOx 4 , deutlich übersteigen. TiO 2 ist der am häufigsten eingesetzte Photokatalysator in Umweltanwendungen aufgrund seiner chemischen Stabilität, seines relativ niedrigen Preises, seiner hohen photokatalytischen Aktivität und vor allem seiner Ökosicherheit, wie durch die derzeit verfügbaren TiO 2 -Toxikologie-Daten angedeutet 5 . Photokatalytische Betone haben bereits ihr Potenzial für atmosphärische Sanierung an Versuchsstandorten in ganz Europa und anderswo gezeigt. Zahlreiche Untersuchungen an photokatalytischen zementhaltigen Materialien in den letzten zwei Jahrzehnten haben sich vorwiegend mit der Katalysatoraktivität befasst, oft ausgedrückt in Form der NOx-Konzentrationsreduktion 1 , 6 , 7 <sup&gt;, 8 , 9 . Allerdings ist die Aktivität allein ein unzureichender Indikator für die photokatalytische Wirksamkeit. Eine Reduktion der NOx-Konzentration, definiert als Summe der Konzentrationen der atmosphärischen Stickoxide, stellt für sich genommen keine nützliche Auswirkung auf die Luftqualität dar, da die relativen Toxizitäten der konstituierenden Gase nicht gleich sind 10 . Die photokatalytische Oxidation von NOx-Gasen folgt der Sequenz NO → HONO → NO 2 → HONO 2 (NO 3 - ) Die höhere Toxizität von NO 2 im Vergleich zu NO (durch, konservativ ein Faktor von 3 10 ) bedeutet, dass die oxidative Umwandlung von NO bis Nitrat ( dh die Nitratselektivität ) maximiert werden muss. Folglich sind die Mittel, um sowohl hohe Aktivitäten als auch hohe Nitrat zu liefern<html> Selektivitäten müssen gezielt sein. Für die Katalyse im Allgemeinen sind hohe Oberflächenbereiche für die Adsorption von reagierenden Molekülen erforderlich. Nanopartikuläres TiO 2 sorgt für die hohe spezifische Oberfläche, die für eine hohe photokatalytische Aktivität erforderlich ist, wobei die Partikel ausreichend dispergiert sind 9 . Wenn jedoch auf Betone durch Einmischen in das Zementbindemittel angewendet wird, kann eine Agglomeration auftreten, wodurch eine wirksame Oberfläche verringert wird, und Zementhydratationsreaktionen können zu einer Photokatalysator-Okklusion führen, die zugängliche Oberfläche weiter reduzieren und den Katalysator daran hindern, das Sonnenlicht 1 , 11 zu aktivieren. Eine signifikant verbesserte Leistung kann daher erwartet werden, wenn die zugängliche Katalysatoroberfläche besser in effizienteren photokatalytischen Strukturen konserviert wird. Diese haben Katalysatoren, die auf konkreten Oberflächenbelichtungsaggregaten und in Zeolithstrukturen getragen wurden, enthaltenAss = &quot;xref&quot;&gt; 2 , 12 . Die Haltbarkeit dieser Strukturen hängt sehr stark davon ab, wie gut der Katalysator an die verschiedenen Träger gebunden ist. Die Vorteile der chemischen Bindung von TiO 2 an Substrate wurden in der Literatur 8 , 13 oft erwähnt , aber die Mittel zur Charakterisierung des Bindungsgrades waren zweideutig. Dennoch bietet die Integrität einer chemischen Bindung im Verhältnis zu einer physischen Anziehung die Möglichkeit, robuste Strukturen auf der Oberfläche des Betons zu entwickeln. Der Einfluss einer chemischen Bindung zwischen TiO 2 und einem Substrat, z. B. Quarz, um eine Ti-O-Si-Bindung auf die optischen und photokatalytischen Eigenschaften des geträgerten TiO 2 zu liefern, wurde bisher nicht untersucht. Daher liegt der Fokus der vorliegenden Arbeit darin, Mittel zur Erzeugung und Quantifizierung von Ebenen von Ti-O-Si-Bindungen zu schaffen und diese mit dem photokatalytischen zu korrelierenEigenschaften des geträgerten TiO 2 . Zu diesem Zweck wurden sowohl kommerzielles als auch synthetisiertes TiO 2 nach verschiedenen Methoden auf Quarz-SiO 2 -Sand (Q als einfaches Beispiel eines Aggregats) gebunden.

<table><tbody><tr><td>quartz</td><td>Aldrich</td><td>31623</td><td></td></tr><tr><td>tetrabutylorthotitania (TBOT)</td><td>Aldrich</td><td>244112</td><td></td></tr><tr><td>ethanol</td><td>Aldrich</td><td></td><td>absolute alcohol</td></tr><tr><td>hydrochloric acid</td><td>Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>deionised water</td><td></td><td></td><td>18.2 MW&amp;Omega;.cm</td></tr><tr><td>seives</td><td>Endecott</td><td></td><td></td></tr><tr><td>tetraethylorthosilicate (TEOS)</td><td>Aldrich</td><td>86578</td><td></td></tr><tr><td>PC105 (TiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;)</td><td>Cristal Global</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ammonia solution</td><td>Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>titanium tetraisopropoxide (TTIP)</td><td>Aldrich</td><td>87560</td><td></td></tr><tr><td>barium sulphate</td><td>Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>NO in N&lt;sub&gt;2&amp;nbsp;&lt;/sub&gt;</td><td>BOC</td><td></td><td>100 ppm</td></tr><tr><td>FTIR spectrophotometer</td><td>Perkin Elmer</td><td>Spectrum Two&amp;nbsp;</td><td>equipped with UATR</td></tr><tr><td>X-ray diffractometer</td><td>PAN analytical&amp;nbsp;</td><td>X&#039;Pert3 Powder</td><td>equipped with a CuKa1 1.54 &amp;Aring; X-ray source</td></tr><tr><td>Scanning electron microscope</td><td>ISI</td><td>ABT55</td><td>ED X-ray analyser and Link Analytical BSE detector&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Transmission electron microscope</td><td>Jeol</td><td>JEM-2000EX&amp;nbsp;</td><td>utilising a Gatan Erlangshen ES500W camera</td></tr><tr><td>UV-vis diffuse reflectance spectrophotometer</td><td>Agilent Technology</td><td>Cary 60&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Mass flow controllers</td><td>Bronkhorst</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Humidity monitor</td><td>Rotronic</td><td>Hygropalm</td><td></td></tr><tr><td>Solar simulator</td><td>Sciencetech</td><td>SS0.5kW</td><td>1.5 AM filter used</td></tr><tr><td>Broadband thermopile detector</td><td>Gentec EO</td><td>XLP12-3S-H2-D0</td><td></td></tr><tr><td>NOx analyser</td><td>Air Monitors Ltd</td><td>Thermo Scientific Model 42i-HL</td><td></td></tr></tbody></table>

the effect of interfacial chemical bonding in tio2-sio2 composites on their photocatalytic nox abatement performance

Die chemische Bindung von teilchenförmigen Photokatalysatoren an tragende Materialoberflächen ist bei der Konstruktion effizienter und praktischer photokatalytischer Strukturen von großer Bedeutung. Der Einfluss einer solchen chemischen Bindung auf die optischen und Oberflächeneigenschaften des Photokatalysators und damit dessen photokatalytisches Aktivitäts- / Reaktionsselektivitätsverhalten wurde jedoch nicht systematisch untersucht. In dieser Untersuchung wurde TiO 2 auf der Oberfläche von SiO 2 mittels zweier verschiedener Methoden unterstützt: (i) durch die in situ- Bildung von TiO 2 in Gegenwart von Sandquarz über ein Sol-Gel-Verfahren unter Verwendung von Tetrabutyl-orthotitan (TBOT ); Und (ii) durch Binden des handelsüblichen TiO 2 -Pulvers an Quarz auf einer aus der Reaktion von Quarz mit Tetraethylorthosilicat (TEOS) gebildeten Silicagelschicht. Zum Vergleich wurden auch TiO 2 -Nanopartikel auf den Oberflächen eines mehr reaktiven SiO 2, hergestellt durch a, abgeschiedenHydrolysegesteuerte Sol-Gel-Technik sowie durch einen Sol-Gel-Weg aus TiO 2 und SiO 2 -Vorläufern. Die Kombination von TiO 2 und SiO 2 durch Grenzflächen-Ti-O-Si-Bindungen wurde durch FTIR-Spektroskopie bestätigt und die photokatalytischen Aktivitäten der erhaltenen Verbundwerkstoffe wurden nach dem ISO-Standardverfahren (ISO 22197-1) auf den photokatalytischen Abbau von NO getestet, . Die Elektronenmikroskopbilder der erhaltenen Materialien zeigten, dass eine variable Photokatalysatorabdeckung der Trägeroberfläche erfolgreich erreicht werden kann, aber die photokatalytische Aktivität gegenüber der NO-Entfernung wurde durch das Herstellungsverfahren beeinflusst, und die Nitratselektivität wird durch Ti-O-Si nachteilig beeinflusst Bindung

Röntgenbeugung (XRD) XRD-Muster aus unbeschichtetem Quarzsand (Q), die hergestellten TiO 2 -SiO 2 -Kompositen und TiO 2 in Abwesenheit von Quarz sind in 2 gezeigt . Die Peakpositionen bestätigen die Anwesenheit von Anatas in der TiO 2 nur Probe sowie in den TiO 2 -SiO 2 -Kompositen, mit Ausnahme der Präparation bei 400 ° C (QT1), wo keine klaren TiO 2 -Spitzen beobachtet werden. In den anderen Fällen sind die Unterschiede zwischen den verschiedenen Proben in Spitzenintensitäten und Breiten auf die Unterschiede in den Teilchengrößen und dem Grad der Kristallinität zurückzuführen. Für QT1 kann der Mangel an TiO &amp; sub2; -Spitzen entweder einem niedrigen Kristallinitätsgrad oder einer sehr geringen Menge an TiO &amp; sub2 ;, das auf Quarz unter diesen Herstellungsbedingungen geladen ist, zugeschrieben werden. Die Transmissionselektronenmikroskopie ( Fig. 3 ) zeigt jedoch QT1Mit nanopartikulären TiO 2 -Teilchen verziert zu werden, die unter hoher Vergrößerung als agglomerierte Nanosphären dargestellt sind. <img alt="Figur 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56070/56070fig2.jpg" /> Fig. 2: XRD-Muster von reinen TiO &amp; sub2; - und TiO &amp; sub2; -SiO &amp; sub2; -Kompositen, hergestellt durch verschiedene Verfahren. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56070/56070fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56070/56070fig3.jpg" /> Fig. 3: TEM-Bilder der mit Titanoxid beschichteten SiO &amp; sub2; -Proben; (A) QT1 (b) QT2 und (c) ST1 in niedrigen (1) und hohen (2) magnifi<html> Kationenbilder. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56070/56070fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Diffuse Reflexionsspektroskopie Fig. 4 zeigt die UV-vis-Absorptionsspektren der hergestellten Proben, ausgedrückt als modifizierte Kubelka-Munk-Funktion [F (R ∞ ) hν] 1/2 , aufgetragen als Funktion der einfallenden Photonenenergie, wie es für einen indirekten Halbleiter erforderlich ist Die Spektren stimmen auch mit der Anwesenheit von TiO 2 überein und zeigen, dass die TiO 2 -Ladung auf der Oberfläche von SiO 2 eine vernachlässigbare Wirkung auf die Bandlücke hat. Für die gemischte Oxidprobe (ST2) wird jedoch eine kleine Verschiebung auf ein höheres Energieniveau (ca. 3,3 eV) beobachtet, was einen Bandlückenerweiterungseffekt anzeigt. Tp_upload / 56070 / 56070fig4.jpg &quot;/&gt; Abbildung 4: Transformierte Diffuse Reflectance Spectra (Tauc Plots) für TiO 2 und TiO 2 -SiO 2 Composites. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56070/56070fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) Fig. 5 zeigt die FTIR-Spektren der SiO 2 / TiO 2 -Mischoxide und der TiO 2 -Q-Verbundwerkstoffe. Der Nachweis für die chemische Bindung von TiO 2 an SiO 2 kann im Bereich zwischen 900 - 960 cm -1 beobachtet werden , der dem Si-O-Ti-Streckschwingungsmodus 15 zuzuordnen ist; Wie erwartet, wurde kein Absorptionspeak aufgrund dieses Modus für SiO 2 oder TiO 2 beobachtet . Fig. 5: FTIR-Spektren von TiO 2 (T1), SiO 2 , reaktionsfähiges Siliciumdioxid, modifiziert mit TiO 2 (ST1), SiO 2 -TiO 2 -Mischoxid, hergestellt durch Sol-Gel-Verfahren (ST2), Quarz (Q) und TiO 2 - Modifizierte Quarzproben (QT1, QT2) . Aus Gründen der Klarheit ist das Spektrum für T2 nicht gezeigt, aber es ist identisch mit T1. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56070/56070fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> TiO 2- Quarz-Verbundwerkstoffe Obwohl die molekulare Modellierung von Tokarsky et al. 16 zeigten die Möglichkeit von Ti-O-Si auf Sandquarz, sie konnten keine eindeutige Beweise für Ti-O-Si experimentell nach thermischer Hydrolyse vonTitanylsulfat in Gegenwart von Quarz. Jedoch kann, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, eine sehr geringe IR-Absorption im Bereich von 920 bis 960 cm &amp; supmin; ¹ für vergleichbare QT1-Verbundstoffe in dieser Studie festgestellt werden, was eine geringe Menge an Ti-O-Si-Bindung anzeigt. QT2 zeigt eine signifikante Extinktion, die wahrscheinlich mit der Wechselwirkung von TiO 2 mit einer reaktionsfähigeren TEOS-Beschichtung der Quarzoberfläche verbunden ist. Es ist wahrscheinlich, dass das TiO 2 mit dem resultierenden Silikat-basierten Gel anstelle der Quarzoberfläche assoziiert ist. Mischoxid-Systeme Die höchste in dieser Studie gemessene FTIR-Absorption wurde für ST2 beobachtet, abgeleitet aus der Reaktion von organischen Vorstufen. Es wird erwartet, dass ein solches System die Dispersion und das Mischen von Reaktanten, die mit den FTIR-Daten übereinstimmt, maximiert. ST1 nutzte eine vorfällige Kieselsäure, aber trotz ihrer reaktiven Oberfläche wurde die resultierende FTIR-Absorption iEine relativ geringe Bindung. Rasterelektronenmikroskopie (SEM) Die Wirksamkeit eines Silikat-basierten Films auf Quarz (QT2) für die effiziente Unterstützung von TiO 2 wurde durch SEM untersucht. Viel hängt davon ab, wie gut der Film selbst das Quarzsubstrat beschichtet. Fig. 6 vergleicht die SEM-EDS von kommerziellem TiO &amp; sub2; (PC105), die in diesem von TEOS abgeleiteten Film mit TiO &amp; sub2; in einem Molverhältnis von 1: 1 (QT2) dispergiert sind. Es wurde festgestellt, daß der Silikatfilm inhomogen auf den Körnern immobilisiert worden ist, da einige Bereiche von der Silikatbeschichtung frei bleiben. Folglich ist in diesem Fall TiO 2 , das mit der Silikat-basierten Gelphase assoziiert ist, ebenfalls inhomogen verteilt und nicht direkt an die Quarzoberfläche gebunden. Dies steht im Einklang mit dem TEM-Bild in Abbildung 3 b (2). Die Silikatbeschichtung (oben rechts vom Bild) gibt eine EDSAnalysen vergleichbar mit denen, die in Abbildung 6 (d) angegeben sind, die die Assoziation von TiO 2 mit der Silikatschicht anzeigt. <img alt="Abbildung 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56070/56070fig6.jpg" /> Abbildung 6: SEM-Bilder für (a) Bare Quartz und (b) Probe QT2. Entsprechende EDS-Daten werden in c und d dargestellt . <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56070/56070fig6large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Photokatalytische Leistung Abbildung 7 zeigt ein Beispiel für die Änderungen der Konzentrationen von NO, NOx und NO 2 im Gasstrom fließt über TiO 2 (PC105) im Dunkeln und unter krankUmining Wenn das Licht eingeschaltet wurde, sinkt die anfängliche NO-Konzentration um ca. 48% bei gleichzeitiger Bildung von NO 2 . Folglich wird die NOx-Konzentration, die hauptsächlich die Summe der NO- und NO 2 -Konzentrationen exprimiert, während der Beleuchtungszeit reduziert. Der vorgeschlagene Umwandlungsweg von NO nach seiner Adsorption an beleuchtetem TiO 2 -basierten Photokatalysator kann in dem folgenden Schema zusammengefasst werden: NO → HONO → NO 2 → HONO 2 (NO 3 - ) Es kann auch aus Fig. 7 bemerkt werden, daß die Konzentration von NO während der gesamten Bestrahlungszeit leicht und kontinuierlich anstieg. Dies veranschaulicht eine Annäherung an den stationären Zustand und kann der Akkumulation auf dem Verfügbaren zugeschrieben werdenE aktive Stellen von photokatalytisch erzeugten NO-Oxidationsprodukten, dh HNO 2 / NO 2 - ; NO 2 ; Und HNO 3 / NO 3 - , die NO-Adsorptionsraten beeinflussen können. Bloh et al. Berichtet, dass die Erreichung eines stationären Zustandes in diesem System erfordert mehrere Stunden der Beleuchtung. <img alt="Abbildung 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56070/56070fig7.jpg" /> Abbildung 7: Konzentrationsvariationen für NO, NO 2 und NOx als Funktion der Zeit: (a) ohne Photokatalysator oder Unterstützung (b) nur Quarz und (c) PC105. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56070/56070fig7large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Um die Aktivitäten des erhaltenen TiO zu bestimmen und zu vergleichen <suB&gt; 2 -SiO 2 -Kompositen zur NOx-Verminderung wurden die photonischen Wirkungsgrade (ξ) für die Entfernung von NO, NOx und die Bildung von NO 2 berechnet und in 8 dargestellt . <img alt="Abbildung 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56070/56070fig8.jpg" /> Abbildung 8: Photonische Effizienz verschiedener TiO 2 - und TiO 2 -SiO 2 -Pulver-Pulver für NO- und NOx-Entfernung und für NO 2 -Formation. Direkt vergleichbare Systeme werden mit denselben Symbolen identifiziert, unterstützt gegen nicht unterstützte Paare. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56070/56070fig8large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Ξ ist definiert als das Verhältnis der Reaktionsgeschwindigkeit und des einfallenden Photonenflusses und war cBerechnet nach Gleichung (9) 18 , wo <img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/56070/56070eq1v2.jpg" /> Ist die volumetrische Durchflussrate; C d die Konzentration von NO, NOx oder NO 2 unter dunklen Bedingungen; C i die Konzentration des gleichen Gases unter Beleuchtung; P der Druck; N Die Avogadro-Konstante; H ist die Planke konstant; C ist die Lichtgeschwindigkeit; I die einfallende Bestrahlungsintensität, λ die eingesetzte Wellenlänge unter der Annahme eines monochromatischen Lichts (365 nm), A der bestrahlten Fläche; R die Gaskonstante; Und T die absolute Temperatur. <img alt="Gleichung 2" src="/files/ftp_upload/56070/56070eq2.jpg" /> (9)

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The Effect of Interfacial Chemical Bonding in TiO2-SiO2 Composites on Their Photocatalytic NOx Abatement Performance

Die Wirkung der interfacialen chemischen Bindung in TiO<sub&gt; 2</sub&gt; -SiO<sub&gt; 2</sub&gt; Verbundwerkstoffe über ihre photokatalytische NOx-Abfallleistung

Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die Etablierung von Mitteln zur Erzeugung und Quantifizierung von Ebenen von Ti-O-Si-Bindungen und deren Korrelation mit den photokatalytischen Eigenschaften des geträgerten TiO 2 .

The chemical bonding of particulate photocatalysts to supporting material surfaces is of great importance in engineering more efficient and practical ...

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The Effect of Interfacial Chemical Bonding in TiO2-SiO2 Composites on Their Photocatalytic NOx Abatement Performance

Unit 1

Covalent Bonding and Structure

SCIENTISTS IN ACTION

13.3K Aufrufe.  University of Aberdeen.  Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht die Etablierung von Mitteln zur Erzeugung und Quantifizierung von Ebenen von Ti-O-Si-Bindungen und deren Korrelation mit den photokatalytischen Eigenschaften des geträgerten TiO 2 . 

Serie: The Effect of Interfacial Chemical Bonding in TiO2-SiO2 Composites on Their Photocatalytic NOx Abatement Performance

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and reduction half reactions, and fast electron (hole) diffusion and charge separation. Nanowires present suitable architectures to meet these requirements. Axially segmented Ag|ZnO and radially segmented (coaxial) TiO2-Ag nanowires with a diameter of 200 nm and a length of 6-20 &#181;m were made by templated electrodeposition within the pores of polycarbonate track-etched (PCTE) or anodized aluminum oxide (AAO) membranes, respectively. In the photocatalytic experiments, the ZnO and TiO2 phases acted as photoanodes, and Ag as cathode. No external circuit is needed to connect both electrodes, which is a key advantage over conventional photo-electrochemical cells. For making segmented Ag|ZnO nanowires, the Ag salt electrolyte was replaced after formation of the Ag segment to form a ZnO segment attached to the Ag segment. For making coaxial TiO2-Ag nanowires, a TiO2 gel was first formed by the electrochemically induced sol-gel method. Drying and thermal annealing of the as-formed TiO2 gel resulted in the formation of crystalline TiO2 nanotubes. A subsequent Ag electrodeposition step inside the TiO2 nanotubes resulted in formation of coaxial TiO2-Ag nanowires. Due to the combination of an n-type semiconductor (ZnO or TiO2) and a metal (Ag) within the same nanowire, a Schottky barrier was created at the interface between the phases. To demonstrate the photocatalytic activity of these nanowires, the Ag|ZnO nanowires were used in a photocatalytic experiment in which H2 gas was detected upon UV illumination of the nanowires dispersed in a methanol/water mixture. After 17 min&#160;of illumination, approximately 0.2 vol% H2 gas was detected from a suspension of ~0.1 g of Ag|ZnO nanowires in a 50 ml 80 vol% aqueous methanol solution.

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Procedures are outlined to prepare segmented and coaxial nanowires via templated electrodeposition in nanopores. As examples, segmented nanowires consisting of Ag and ZnO segments, and coaxial nanowires consisting of a TiO2 shell and a Ag core were made. The nanowires were used in photocatalytic hydrogen formation experiments.

Herstellung und Verwendung von photokatalytisch aktiven segmentierte Ag | ZnO und TiO Koaxial<sub&gt; 2</sub&gt; Ag-Nanodrähte Hergestellt von gestützte Elektrochemische Abscheidung

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and ...

Forschung

Ingenieurwesen

Reverse Microemulsion-mediated Synthesis of Monometallic and Bimetallic Early Transition Metal Carbide and Nitride Nanoparticles

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The silica-encapsulated metal oxide nanoparticles are then carburized in a methane/hydrogen atmosphere at temperatures over 800 &#176;C to form silica-encapsulated early transition metal carbide nanoparticles. During the carburization process, the silica shells prevent the sintering of adjacent carbide nanoparticles while also preventing the deposition of excess surface carbon. Alternatively, the silica-encapsulated metal oxide nanoparticles can be nitridized in an ammonia atmosphere at temperatures over 800 &#176;C to form silica-encapsulated early transition metal nitride nanoparticles. By adjusting the reverse microemulsion parameters, the thickness of the silica shells, and the carburization/nitridation conditions, the transition metal carbide or nitride nanoparticles can be tuned to various sizes, compositions, and crystal phases. After carburization or nitridation, the silica shells are then removed using either a room-temperature aqueous ammonium bifluoride solution or a 0.1 to 0.5 M NaOH solution at 40-60 &#176;C. While the silica shells are dissolving, a high surface area support, such as carbon black, can be added to these solutions to obtain supported early transition metal carbide or nitride nanoparticles. If no high surface area support is added, then the nanoparticles can be stored as a nanodispersion or centrifuged to obtain a nanopowder.

A &#8220;removable ceramic coating method&#8221; is presented in visual format for the synthesis of non-sintered and metal-terminated monometallic and bimetallic early transition metal carbide and nitride nanoparticles with tunable sizes and crystal structures.

Umkehrmikroemulsion-vermittelte Synthese von Monometallische und Bimetall frühes Übergangsmetall Carbide und Nitride Nanopartikel

A reverse microemulsion is used to encapsulate monometallic or bimetallic early transition metal oxide nanoparticles in microporous silica shells. The ...

Chemie

Synthesis and Reaction Chemistry of Nanosize Monosodium Titanate

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the material with Au(III) ions. The synthesis method was derived from a sol-gel process used to produce micron-sized monosodium titanate (MST), with several key modifications, including altering reagent concentrations, omitting a particle seed step, and introducing a non-ionic surfactant to facilitate control of particle formation and growth. The resultant nMST material exhibits spherical-shaped particle morphology with a monodisperse distribution of particle diameters in the range from 100 to 150&#160;nm. The nMST material was found to have a Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area of 285 m2g-1, which is more than an order of magnitude higher than the micron-sized MST. The isoelectric point of the nMST measured 3.34 pH units, which is a pH unit lower than that measured for the micron-size MST. The nMST material was found to serve as an effective ion exchanger under weakly acidic conditions for the preparation of an Au(III)-exchange nanotitanate. In addition, the formation of the corresponding peroxotitanate was demonstrated by reaction of the nMST with hydrogen peroxide.

The surfactant mediated sol-gel synthesis of nanosized monosodium titanate is described, along with preparation of the corresponding peroxide modified material. An ion-exchange reaction with Au(III) is also presented.

Synthese und Reaktionschemie von nanoskaligen Mononatrium Titanat

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the ...

Synthesis and Characterization of Fe-doped Aluminosilicate Nanotubes with Enhanced Electron Conductive Properties

The goal of the protocol is to synthesize Fe-doped aluminosilicate nanotubes of the imogolite type with the formula (OH)3Al2-xFexO3SiOH. Doping with Fe aims at lowering the band gap of imogolite, an insulator with the chemical formula (OH)3Al2O3SiOH, and at modifying its adsorption properties towards azo-dyes, an important class of organic pollutants of both wastewater and groundwater.
Fe-doped nanotubes are obtained in two ways: by direct synthesis, where FeCl3 is added to an aqueous mixture of the Si and Al precursors, and by post-synthesis loading, where preformed nanotubes are put in contact with a FeCl3&#8226;6H2O aqueous solution. In both synthesis methods, isomorphic substitution of Al3+ by Fe3+ occurs, preserving the nanotube structure. Isomorphic substitution is indeed limited to a mass fraction of ~1.0% Fe, since at a higher Fe content (i.e., a mass fraction of 1.4% Fe), Fe2O3 clusters form, especially when the loading procedure is adopted. The physicochemical properties of the materials are studied by means of X-ray powder diffraction (XRD), N2 sorption isotherms at -196 &#176;C, high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), diffuse reflectance (DR) UV-Vis spectroscopy, and &#950;-potential measurements. The most relevant result is the possibility to replace Al3+ ions (located on the outer surface of the nanotubes) by post-synthesis loading on preformed imogolite without perturbing the delicate hydrolysis equilibria occurring during nanotube formation. During the loading procedure, an anionic exchange occurs, where Al3+ ions on the outer surface of the nanotubes are replaced by Fe3+ ions. In Fe-doped aluminosilicate nanotubes, isomorphic substitution of Al3+ by Fe3+ is found to affect the band gap of doped imogolite. Nonetheless, Fe3+ sites on the outer surface of nanotubes are able to coordinate organic moieties, like the azo-dye Acid Orange 7, through a ligand-displacement mechanism occurring in an aqueous solution.

Here, we present a protocol to synthesize and characterize Fe-doped aluminosilicate nanotubes. The materials are obtained by either sol-gel synthesis upon addition of FeCl3&#8226;6H2O to the mixture containing the Si and Al precursors or by post-synthesis ionic exchange of preformed aluminosilicate nanotubes.

Synthese und Charakterisierung von Fe-dotierten Aluminosilikatgerüststoffe Nanoröhrchen mit Enhanced Electron leitenden Eigenschaften

The goal of the protocol is to synthesize Fe-doped aluminosilicate nanotubes of the imogolite type with the formula (OH)3Al2-xFexO3SiOH. Doping with Fe ...

TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method

This manuscript proposes a soft-chemistry method to develop superhydrophobic and highly IR-reflective hollow glass microspheres (HGM). The anatase TiO2 and a superhydrophobic agent were coated on the HGM surface in one step. TBT and PFOTES were selected as the Ti source and the superhydrophobic agent, respectively. They were both coated on the HGM, and after the hydrothermal process, the TBT turned to anatase TiO2. In this way, a PFOTES/TiO2-coated HGM (MCHGM) was prepared. For comparison, PFOTES single-coated HGM (F-SCHGM) and TiO2 single-coated HGM (Ti-SCHGM) were synthesized as well. The PFOTES and TiO2 coatings on the HGM surface were demonstrated through X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive detector (EDS) characterizations. The MCHGM showed a higher contact angle (153&#176;) but a lower sliding angle (16&#176;) than F-SCHGM, with a contact angle of 141.2&#176; and a sliding angle of 67&#176;. In addition, both Ti-SCHGM and MCHGM displayed similar IR reflectivity values, which were about 5.8% higher than the original HGM and F-SCHGM. Also, the PFOTES coating barely changed the thermal conductivity. Therefore, F-SCHGM, with a thermal conductivity of 0.0479 W/(m&#183;K), was quite like the original HGM, which was 0.0475 W/(m&#183;K). MCHGM and Ti-SCHGM were also similar. Their thermal conductivity values were 0.0543 W/(m&#183;K) and 0.0543 W/(m&#183;K), respectively. The TiO2 coating slightly increased the thermal conductivity, but with the increase in reflectivity, the overall heat-insulation property was enhanced. Finally, since the IR-reflecting property is provided by the HGM coating, if the coating is fouled, the reflectivity decreases. Therefore, with the superhydrophobic coating, the surface is protected from fouling, and its lifetime is also prolonged.

TiO2-coated Hollow Glass Microspheres with Superhydrophobic and High IR-reflective Properties Synthesized by a Soft-chemistry Method

This manuscript proposes a soft-chemistry method to synthesize superhydrophobic, TiO2-coated hollow glass microspheres (HGM) with high IR-reflective properties.

TiO<sub&gt; 2</sub&gt; -beschichteten Glashohlkugeln mit Superhydrophobe und hohe IR-reflektierende durch eine Soft-Chemie synthetisiert Eigenschaften

This manuscript proposes a soft-chemistry method to develop superhydrophobic and highly IR-reflective hollow glass microspheres (HGM). The anatase TiO2 ...

In Situ Synthesis of Gold Nanoparticles without Aggregation in the Interlayer Space of Layered Titanate Transparent Films

Combinations of metal oxide semiconductors and gold nanoparticles (AuNPs) have been investigated as new types of materials. The in situ synthesis of AuNPs within the interlayer space of semiconducting layered titania nanosheet (TNS) films was investigated here. Two types of intermediate films (i.e., TNS films containing methyl viologen (TNS/MV2+) and 2-ammoniumethanethiol (TNS/2-AET+)) were prepared. The two intermediate films were soaked in an aqueous tetrachloroauric(III) acid (HAuCl4) solution, whereby considerable amounts of Au(III) species were accommodated within the interlayer spaces of the TNS films. The two types of obtained films were then soaked in an aqueous sodium tetrahydroborate (NaBH4) solution, whereupon the color of the films immediately changed from colorless to purple, suggesting the formation of AuNPs within the TNS interlayer. When only TNS/MV2+ was used as the intermediate film, the color of the film gradually changed from metallic purple to dusty purple within 30 min, suggesting that aggregation of AuNPs had occurred. In contrast, this color change was suppressed by using the TNS/2-AET+ intermediate film, and the AuNPs were stabilized for over 4 months, as evidenced by the characteristic extinction (absorption and scattering) band from the AuNPs.

In Situ Synthesis of Gold Nanoparticles without Aggregation in the Interlayer Space of Layered Titanate Transparent Films

Here, we present a protocol for the in situ synthesis of gold nanoparticles (AuNPs) within the interlayer space of layered titanate films without the aggregation of AuNPs. No spectral change was observed even after 4 months. The synthesized material has expected applications in catalysis, photo-catalysis, and the development of cost-effective plasmonic devices.

In - situ - Synthese von Gold - Nanopartikeln ohne Aggregation zwischen die Schichten von Layered - Titanat OHP - Folien

Combinations of metal oxide semiconductors and gold nanoparticles (AuNPs) have been investigated as new types of materials. The in situ synthesis of AuNPs ...

Electrospinning of Photocatalytic Electrodes for Dye-sensitized Solar Cells

This work demonstrates a protocol to fabricate a fiber-based photoanode for dye-sensitized solar cells, consisting of a light-scattering layer made of electrospun titanium dioxide nanofibers (TiO2-NFs) on top of a blocking layer made of commercially available titanium dioxide nanoparticles (TiO2-NPs). This is achieved by first electrospinning a solution of titanium (IV) butoxide, polyvinylpyrrolidone (PVP), and glacial acetic acid in ethanol to obtain composite PVP/TiO2 nanofibers. These are then calcined at 500 &#176;C to remove the PVP and to obtain pure anatase-phase titania nanofibers. This material is characterized using scanning electron microscopy (SEM) and powder X-ray diffraction (XRD). The photoanode is prepared by first creating a blocking layer through the deposition of a TiO2-NPs/terpineol slurry on a fluorine-doped tin oxide (FTO) glass slide using doctor blading techniques. A subsequent thermal treatment is performed at 500 &#176;C. Then, the light-scattering layer is formed by depositing a TiO2-NFs/terpineol slurry on the same slide, using the same technique, and calcinating again at 500 &#176;C. The performance of the photoanode is tested by fabricating a dye-sensitized solar cell and measuring its efficiency through J-V curves under a range of incident light densities, from 0.25-1 Sun.

The overall goal of this project was to use electrospinning to fabricate a photoanode with improved performance for dye-sensitized solar cells.

Elektrospinnen von photokatalytischen Elektroden für farbstoffsensibilisierte Solarzellen

This work demonstrates a protocol to fabricate a fiber-based photoanode for dye-sensitized solar cells, consisting of a light-scattering layer made of ...

Key Factors Affecting the Performance of Sb2S3-sensitized Solar Cells During an Sb2S3 Deposition via SbCl3-thiourea Complex Solution-processing

Sb2S3 is considered as one of the emerging light absorbers that can be applied to next-generation solar cells because of its unique optical and electrical properties. Recently, we demonstrated its potential as next-generation solar cells by achieving a high photovoltaic efficiency of &#62; 6% in Sb2S3-sensitized solar cells using a simple thiourea (TU)-based complex solution method. Here, we describe the key experimental procedures for the deposition of Sb2S3 on a mesoporous TiO2 (mp-TiO2) layer using a SbCl3-TU complex solution in the fabrication of solar cells. First, the SbCl3-TU solution is synthesized by dissolving SbCl3 and TU in N,N-dimethylformamide at different molar ratios of SbCl3:TU. Then, the solution is deposited on as-prepared substrates consisting of mp-TiO2/TiO2-blocking layer/F-doped SnO2 glass by spin coating. Finally, to form crystalline Sb2S3, the samples are annealed in an N2-filled glove box at 300 &#176;C. The effects of the experimental parameters on the photovoltaic device performance are also discussed.

Key Factors Affecting the Performance of Sb2S3-sensitized Solar Cells During an Sb2S3 Deposition via SbCl3-thiourea Complex Solution-processing

This work provides a detailed experimental procedure for the deposition of Sb2S3 on a mesoporous TiO2 layer using a SbCl3-thiourea complex solution for applications in Sb2S3-sensitized solar cells. This article also determines key factors governing the deposition process.

Wichtige Faktoren, die die Leistung von Sb-2S-3-sensibilisiert Solarzellen während einer Sb2S3 Abscheidung über SbCl3-Thioharnstoff komplexe Lösung-Verarbeitung

Sb2S3 is considered as one of the emerging light absorbers that can be applied to next-generation solar cells because of its unique optical and electrical ...

A Complete Method for Evaluating the Performance of Photocatalysts for the Degradation of Antibiotics in Environmental Remediation

Various antibiotics such as tetracycline, aureomycin, amoxicillin, and levofloxacin are found in large quantities in groundwater and soil systems, potentially leading to the development of resistant and multi-drug resistant bacteria, posing a threat to humans, animals, and environmental systems. Photocatalytic technology has attracted keen interest due to its rapid and stable treatment and direct use of solar energy. However, most studies evaluating the performance of semiconductor catalysts for the photocatalytic degradation of organic pollutants in water are currently incomplete. In this paper, a complete experimental protocol is designed to comprehensively evaluate the photocatalytic performance of semiconductor catalysts. Herein, rhombic dodecahedral silver phosphate was prepared by a simple solvent phase synthesis method at room temperature and atmospheric pressure. BrSubphthalocyanine/Ag3PO4 heterojunction materials were prepared by the solvothermal method. The catalytic performance of as-prepared materials for the degradation of tetracycline was evaluated by studying different influencing factors such as catalyst dosage, temperature, pH, and anions at atmospheric pressure using a 300 W xenon lamp as a simulated solar light source and a light intensity of 350 mW/cm2. Compared with the first cycle, the constructed BrSubphthalocyanine/Ag3PO4 maintained 82.0% of the original photocatalytic activity after five photocatalytic cycles, while the pristine Ag3PO4 maintained only 28.6%. The stability of silver phosphate samples was further tested by a five-cycle experiment. This paper provides a complete process for evaluating the catalytic performance of semiconductor catalysts in the laboratory for the development of semiconductor catalysts with potential for practical applications.

Presented here is a protocol to explore a universal set of experimental procedures for comprehensive laboratory evaluation of photocatalysts in the field of environmental purification, using the example of photocatalytic removal of antibiotic organic pollutant molecules from water by phthalocyanine sensitized silver phosphate composites.

Eine vollständige Methode zur Bewertung der Leistung von Photokatalysatoren für den Abbau von Antibiotika in der Umweltsanierung

Various antibiotics such as tetracycline, aureomycin, amoxicillin, and levofloxacin are found in large quantities in groundwater and soil systems, ...

Umwelt

A Continuous-flow Photocatalytic Reactor for the Precisely Controlled Deposition of Metallic Nanoparticles

In this work, a novel photocatalytic reactor for the pulsed and controlled excitation of the photocatalyst and the precise deposition of metallic nanoparticles is developed. Guidelines for the replication of the reactor and its operation are provided in detail. Three different composite systems (Pt/graphene, Pt/TiO2, and Au/TiO2) with monodisperse and uniformly distributed particles are produced by this reactor, and the photodeposition mechanism, as well as the synthesis optimization strategy, are discussed. The synthesis methods and their technical aspects are described comprehensively. The role of the ultraviolet (UV) dose (in each excitation pulse) on the photodeposition process is investigated and the optimum values for each composite system are provided.

For a continuous and scalable synthesis of noble-metal-based nanocomposites, a novel photocatalytic reactor is developed and its structure, operation principles, and product quality optimization strategies are described.

Die Wirkung der interfacialen chemischen Bindung in TiO

Zusammenfassung

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Herstellung und Verwendung von photokatalytisch aktiven segmentierte Ag | ZnO und TiO Koaxial