Керамические износостойкие трубы – исследование композитных колен и фотокаталитические свойства

Модификация поверхности и улучшение характеристик

Многие физические и химические процессы, такие как поверхностная диффузия, адсорбция, окисление, катализ и коррозия, тесно связаны с поверхностными характеристиками. Путем легирования, адсорбции или других модификаций поверхности на внутренней и внешней сторонах наноструктурированных композитных колен можно значительно изменить физико-химические свойства, расширив их потенциальное применение.

Используя композитные колена в качестве основной структуры и применяя методы расчетов из первых принципов, были систематически изучены структурные, электронные и магнитные свойства систем, заполненных BNNT, систем с легированием переходными металлами и систем с адсорбированными газами.

Фотокаталитические свойства в видимом свете

Используя композитные оксидные колена и церийсодержащие композитные оксиды в качестве катализаторов, была оценена их производительность при облучении видимым светом. Оптимизация экспериментальных условий имела решающее значение для успеха системы фотокаталитического разложения. Ключевые параметры включали:

• Концентрация метиленового синего: 45 µg/mL

• Дозировка катализатора: 5 mg/mL

• Время достижения адсорбционного равновесия: 1 час в темноте

• Источник света: 220 W вольфрамовая лампа

Эти параметры были установлены для создания стабильной и эффективной экспериментальной системы.

Разложение красителей – метиленовый синий в качестве модельного соединения

Метиленовый синий (MB) был выбран в качестве типичного красителя для исследований разложения. Висмутсодержащие материалы, известные своим высоким фотокаталитическим потенциалом, были синтезированы в три серии катализаторов:

1. Оксиды висмута с различными кристаллическими фазами

   • α-Bi₂O₃ показал лучшую фотокаталитическую активность по сравнению с γ-Bi₂O₃.

   • При увеличении температуры прокаливания α-фаза превращалась в γ-фазу, что снижало эффективность фотокатализа.

2. Кальций-висмутовые (Ca-Bi) композитные оксиды

   • Полученные методом пропитки, они показали фотокаталитическую активность, тесно связанную с их составом.

   • После прокаливания при 600°C образование Bi₁.₈Ca₀.₄O обеспечило высокую эффективность разложения, достигнув 99.33% деградации MB в течение 4 часов.

3. Титан-висмутовые (Ti-Bi) композитные оксиды

   • Увеличение уровня легирования Ti привело к усилению фотокаталитической активности разложения метиленового синего.