hrvatski

Priprava nanokristaličnoga anatasa iz modificiranoga alkoksida

Keliranjem titanijeva n-butoksida, Ti(OnBu)4, s etil-acetoacetatom, C6H10O3 u različitim molarnim omjerima pripravljena je serija solova. Solovi su potom izloženi utjecaju atmosferske vlage kako bi se sporom hidrolizom transformirali u gelove. Gelovi su termički obrađeni pri različitim temperaturama s ciljem dobivanja čistog nanokristaličnog anatasa. Uzorci solova, gelova te toplinski obrađeni uzorci potom su istraživani metodama 1H, 13C i HSQC NMR, FTIR spektroskopije, UV-Vis i DRS spektroskopije, XRD analize, DTA/TGA, FE-SEM, HR-TEM i N2 adsorpcijsko/desorpcijskim izotermama kako bi se proučio utjecaj dodanog EAA na novonastale vrste i njihove kvantitativne odnose, strukturu i svojstva gelova i toplinski obrađenih uzoraka te tijek same kristalizacije. Utvrđeno je da nastaju tri kelatne vrste i to bis-kelirani monomer, Ti(OnBu)2(EAA)2, bis-kelirani dimer, (Ti(OnBu)3EAA)2 i monokelirani dimer, Ti2(OnBu)7EAA. Porastom udjela kelirajućeg agensa mijenja se dominantna molekula kompleksa, od monokeliranog i bis-keliranog dimera do bis-keliranog monomera. Zapaženo je i da dolazi do reakcije transesterifikacije, što utječe na sastav spojeva. Također je utvrđeno da su modificirani alkoksidi djelomično hidrolizirani te sadrže različite količine butoksi i etil-acetoacetatnih grupa vezanih na titanij. Rendgenskom difrakcijskom analizom uzoraka gela uočeno je postojanje uređenosti na nivou mezostrukture popraćeno karakterističnim širokim maksimumom pri nižim kutovima 2θ, što je nadalje potvrđeno HR-TEM mikroskopijom. Nastala mezostruktura izgrađena je od anorgansko-organskih nanoklastera različite veličine i sastava. Utvrđen je tijek procesa do kojih dolazi termičkom obradom gelova. Toplinskom obradom uzoraka gela pri temperaturi od 350 °C u trajanju 2 h dobiven je čist nanokristaličan anatas. Relativno mala specifična površina anatasa posljedica je smanjenja volumena mezopora zbog prisutnosti zaostale organske faze u porama. Fotokatalitička učinkovitost pripravljenog anatasa je ispitana pri razgradnji organskog bojila metilensko plavilo. Zapaženo je da svi uzorci imaju vrlo dobra fotokatalitička svojstva. Na temelju dobivenih rezultata raspravljeno je o učinku modifikacije titanijeva n-butoksida s etil acetoacetatom na pojavu molekulskih vrsta u solu, strukturu gelova i toplinski obrađenih uzoraka te tijek kristalizacije i svojstva anatasa. Čist, nanokristaličan, fotokatalitički aktivan anatas pripravljen je jednostavnim i ekonomičnim postupkom.

sol-gel sinteza; kelat; mezostruktura; tijek kristalizacije; anatas; nanočestice; fotokataliza

nije evidentirano