δείτε την πρωτότυπη σελίδα τεκμηρίου στον ιστότοπο του αποθετηρίου του φορέα για περισσότερες πληροφορίες και για να δείτε όλα τα ψηφιακά αρχεία του τεκμηρίου*
Synthesis, characterization and study of photocatalytic activity of organized mesoporous TiO2 frameworks for selective oxidation of benzyl alcohol
Σύνθεση,χαρακτηρισμός και μελέτη της φωτοκαταλυτικής δραστικότητας οργανωμένων μεσοπορώδων πλεγμάτων TiO2 για εκλεκτική οξείδωση βενζυλικών αλκοολών
Σαββάκης, Μάριος
Μήλιος, Κωνσταντίνος
Βελώνια, Καλλιόπη
Αρματάς, Γεράσιμος
Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε η σύνθεση νέων καλά οργανωμένων μεσοπορώδων πλεγμάτων TiO2 με υψηλή καταλυτική δραστικότητα. Τα μεσοπορώδη πλέγματα TiO2 παρασκευάσθηκαν με την τεχνική σκληρού εκμαγείου, χρησιμοποιώντας σύμπλοκο TiO(NO3)2 ως πηγή Ti και μεσοπορώδες άνθρακα CMK-3 ως σκληρό εκμαγείο. Πειράματα περίθλασης ακτίνων-Χ (XRD), ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διέλευσης (ΤΕΜ) και φυσιορόφησης Ν2 έδειξαν ότι τα παρασκευασθέντα υλικά διαθέτουν μια καλά οργανωμένη τρισδιάστατη εξαγωνική δομή και παρουσιάζουν υψηλή ειδική επιφάνεια (256 m2/g) και ομοιόμορφο μέγεθος πόρων (μέση διάμετρο πόρου ~ 7–8 nm). Επίσης το πορώδες πλέγμα αυτών των υλικών εμφανίζει υψηλή κρυσταλλικότητα και αποτελείται από νανοκρυστάλλους TiO2 ανατάση. Ο συνδυασμός ενός ημιαγώγιμου πλέγματος με μεγάλη εσωτερική επιφάνεια και οργανωμένη πορώδη δομή καθιστά αυτά τα υλικά κατάλληλα για εφαρμογές στη φωτοκατάλυση. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η προσθήκη αιθυλενοδιαμίνης στη σύνθεση των υλικών έχει ευεργετική δράση στην απόκριση του TiO2 στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ορατού φωτός. Μολονότι το TiO2 είναι ένας ημιαγωγός μεγάλου ενεργειακού χάσματος (Eg = 3.2–3.4 eV) και απορροφά ακτινοβολία στο υπεριώδες (UV) φάσμα ( < 380 nm), τα μεσοπορώδη πλέγματα TiO2 που συνθέσαμε εμφανίζουν εξαιρετική φωτοκαταλυτική δραστικότητα κάτω από ακτινοβολία UV και ορατού ( > 420 nm) φωτός. Καταλυτικά πειράματα έδειξαν ότι τα μεσοπορώδη υλικά TiO2 μπορούν να οξειδώσουν μια σειρά από para-υποκατεστημένες βενζυλικές αλκοόλες χρησιμοποιώντας μοριακό Ο2 ως οξειδωτικό, δίνοντας υψηλές αποδόσεις (~86–100%) προς τις αντίστοιχες αλδεΰδες σε σύντομο χρονικό διάστημα (1–2 ώρες). Το μεσοπορώδες πλέγμα TiO2 επίσης εμφάνισε εξαιρετική σταθερότητα, διατηρώντας την καταλυτική του δράση σε επαναλαμβανόμενους κύκλους κατάλυσης. Τα αποτελέσματα αυτά καθιστούν το παρόν φωτοκαταλυτικό σύστημα TiO2–O2 κατάλληλο για παραγωγή καρβονυλικών ενώσεων από αρωματικές αλκοόλες σε μεγάλη κλίμακα με υψηλές αποδόσεις και υψηλή εκλεκτικότητα.
(EL)
In this study, well-ordered mesoporous TiO2 frameworks have been successfully prepared by a nano-replication technique, using TiO(NO3)2 compound as the Ti source and mesoporous CMK-3 carbon as the hard template. Powder X-ray-diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and N2 physisorption measurements reveal that the template-free materials possess a three-dimensional (3D) hexagonal mesostructure with large internal BET surface area (up to 256 m2/g) and quite narrow pore-size distribution (~7–8 nm in diameter). Also, the pore walls of these materials exhibit high crystallinity and consist of anatase TiO2 nanocrystals. The combination of a semiconductive framework with large internal surface area and regular mesoporosity makes these materials highly promising for application in photocatalysis. Our results indicated that incorporation of ethylenediamine in the synthesis of TiO2 has a beneficial effect on the visible light response of these mesostructures. Although TiO2 is a wide gap semiconductor that absorbs only UV light ( < 380 nm), our mesoporous TiO2 semiconductors show remarkable UV and visible ( > 420 nm) light activity for the photocatalytic oxidation of various para-substituted benzyl alcohols in presence of molecular oxygen, giving good-to-high yields (ca. 86–100%) of the corresponding aldehydes within a short reaction time (1 – 2 h). The TiO2 mesoporous also exert good long-term cycling stability, raising the possibility for the implementation of this TiO2–O2 photocatalytic system in large-scale production of carbonyl compounds from aromatic alcohols in high yields and with high selectivity.
(EN)
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
*Η εύρυθμη και αδιάλειπτη λειτουργία των διαδικτυακών διευθύνσεων των συλλογών (ψηφιακό αρχείο, καρτέλα τεκμηρίου στο αποθετήριο) είναι αποκλειστική ευθύνη των αντίστοιχων Φορέων περιεχομένου.
Βοηθείστε μας να κάνουμε καλύτερο το OpenArchives.gr.
