ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПАРАМЕТРІВ ПЛАЗМО-ЕЛЕКТРОЛІТНОГО ОКСИДУВАННЯ НА ФУНКЦІОНАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ ГЕТЕРООКСИДНИХ ПОКРИВІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2023.02.01Ключові слова:
гетерооксидні композити, оксигенвмісні допанти, дифосфатний електроліт, сплави титану, морфологія поверхні, фотокаталітична активність.Анотація
Наведено результати досліджень впливу параметрів плазмо-електролітного оксидування в розчинах дифосфатного електроліту металевих платформ зі сплавів титану, як основи для формування гетерооксидних покривів з фотокаталітичною активністю, на рівень їх функціональних властивостей. Встановлено, що отримані в режимах ПЕО на платформах зі сплавів титану гетерооксидні покриви, до складу яких було інкорпоровано в ролі допантів сполуки цинку та вольфраму, демонструють фотокаталітичну активність в процесах деградації азобарвника під дією УФ опромінення. Підвищення концентрації оксигенвмісних сполук допантів в розчинах електролітів позитивно впливає на їх інкорпорацію до складу монооксидної матриці композиту та морфологію і каталітичні властивості отриманих покривів. За результатами визначення морфологічних особливостей структури покривів доведено, що порівняно з монооксидом титану, як матеріалу фотокаталітичної платформи, гетерооксидні покриви мають більш розвинену глобулярну мікроструктуру поверхні, що позитивно впливає на рівень їх функціональних показників. Доведено симбатну залежність між вмістом інкорпорованих допантів і питомою площею поверхні покривів та їх фотокаталітичною активністю. Зазначено, що зміна фазової структури поверхневих шарів в процесі плазмо-електролітного формування покриву ТіО/ZnO-WO3 на поверхні металу-носія обумовлює і підвищення механічних характеристик отриманих покривів, зокрема мікротвердості майже вдвічі. Отримані результати можуть стати підґрунтям створення функціональних матеріалів для каталітичного знешкодження природних, синтетичних і техногенних токсикантів, що призведе до вирішення низки екологічних проблем як під час воєнної кризи, так і у період поствоєнного відновлення країни.
Посилання
Sakhnenko M.D. Oda elektrokhimii: vid halvanokhimichnykh peliushok do elektrokhimichnoho dyzainu [Ode to Electrochemistry: From Electrochemical Diapers to Electrochemical Design]. Visnyk NTU «KhPI». Seriia Khimiia, khimichni tekhnolohii ta ekolohiia [Bulletin of NTU "KhPI". Series: Chemistry, chemical technologies and ecology]. Kharkiv: NTU «KhPI», 2010. № 30. P. 36-43
Ved’ M. V., Sakhnenko M.D. Katalitychni ta zakhysni pokryttia splavamy i skladnymy oksydamy: elektrokhimichnyi syntez, prohnozuvannia vlastyvostei [Catalytic and protective coatings with alloys and complex oxides: electrochemical synthesis, prediction of properties]: Monograph. Kharkiv: NTU „KhPI”, 2010. 272 p.
Karakurkchi H. V., Sakhnenko N. D., Korohodska A. N., Yar-Mukhamedova G. S., Stepanova I. I., Zyubanova S. I. Features of Plasma-Electrolyte Synthesis of Heterooxide Nanocomposites on Multicomponent Alloys of Valve Metals. In: Fesenko, O., Yatsenko, L. (eds) Nanooptics and Photonics, Nanochemistry and Nanobiotechnology, and Their Applications. Springer Proceedings in Physics. 2023, Vol 280. P. 123-147.
Sikdar S., Menezes P. V., Maccione R., Jacob T., Menezes P. L. Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) Process – Processing, Properties, and Applications. Nanomaterials. 2021, Vol. 11. P. 1375-1415
Karakurkchi A., Sakhnenko M., Ved’ M., Galak A., Petrukhin S. Application of oxide-metallic catalysts on valve metals for ecological catalysis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 5, Iss. 10. P. 12-18.
Sakhnenko M. D., Ved’ M. V., Markova N. B., Stepanova I. I., Galak O. V., Men’shov S. M., Matykin O. V. Metaloksydni kompozyty dlia fotokatalitychnoi dezyntehratsii toksykantiv [Metal oxide composites for photocatalytic disintegration of toxicants]. Visnyk NTU «KhPI». Seriia Khimiia, khimichni tekhnolohii ta ekolohiia [Bulletin of NTU "KhPI". Series: Chemistry, chemical technologies and ecology]. Kharkiv: NTU «KhPI», 2020. №2(4). С. 28-35.
Khairy M., Zakaria W. Effect of metal-doping of TiO2 nanoparticles on their photocatalytic activities toward removal of organic dyes. Egyptian Journal of Petroleum.2014. Vol. 23. P. 419–426.
Sakhnenko M., Stepanova I., Korogodskaya A., Karakurkchi A., Skrypnyk O., Dzheniuk A., Halak O. Patterns in the electrochemical synthesis of thin-film photocatalytic materials based on titanium heterooxide compounds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2022, Vol. 6/12 (120). P. 30–39.
Sakhnenko M. D., Ved’ M. V. Halvaninchi splavy: filosofiia synerhyzmu [Galvanic alloys: philosophy of synergism]. Suchasni problemy elektrokhimii: osvita, nauka, vyrobnytstvo: zbirnyk naukovykh prats [Modern problems of electrochemistry: education, science, production: a collection of scientific papers]. Kharkiv: NTU «KhPI», 2015. P. 17–20.
Keelin K. N., Rudnev V. S., Lukiyanchuk I. V., Vasilyeva M. S., Kaidalova T. A. Thermal transformation of the surface of Mn-, W-containing plasma electrolytic oxide coatings on titanium. Journal of Applied Chemistry. 2019. Vol. 92, Iss. 12. P. 1561–1565.
Petrović S., Stojadinović S., Rožić Lj., Radić N., Grbić B., Vasilić R. Process modelling and analysis of plasma electrolytic oxidation of titanium for TiO2/WO3 thin film photocatalysts by response surface methodology. Surface and Coatings Technology. 2015. Vol. 269. P. 250–257.
Fang-Xing Xiao. Construction of highly ordered ZnO-TiO2 nanotube arrays (ZnO/TNTs) heterostructure for photocatalytic application. ACS Applied Materials & Interfaces. 2012. Vol. 4, Iss.12. P. 7055-7063
