Effect of mechanical activation of highly disperse SiO2/ TiO2 mixtures on distribution of valence electrons
Keywords:
ultra-soft X-ray spectroscopy, the distribution of valence electrons, coherent scattering region, phase composition, scanning electron microscopy, Sisd-, Tisd-, Op-states, SiLα-, TiLα-, OKα-spectra
Abstract
By the method ultra-soft X-ray spectroscopy investigated the influence of mechanical activation method on energy redistribution of Sisd-, Tisd- and Op-valence electrons in pure SiO2, TiO2 and mixtures with a ratio of titanium oxide and silicon dioxide 90/10, 60/40, 40/60 80/20, respectively. The phase composition and characteristics of the crystal structure of samples, namely the region of coherent scattering and lattice parameters was investigated by X-ray diffraction analysis. Considered and analyzed changes in the morphology of nanocomposites with different weight ratio of incoming precursors and after mechanical activation. In analyzing the results, it was concluded that the high local pressure and temperature, which accompany the process of mechanical activation synthesis, facilitate the formation of atomic bonds between SiO2 and TiO2 nanoparticles. At the same time an increase in the population of Opπ-hybrid states.
Downloads
References
Fujishima A. Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor Electrode // Nature (London). — 1972. — Vol. 238. — P. 37−38.
Comini E. Solid State Gas Sensing // Springer Science. — 2009. — 280 p.
Yones F. H. Teeth and bones: applications of surface science to dental materials and related biomaterials // Sur. Sci. Rep. — 2001. — Vol. 42. — P. 75−205.
Челядин В. Л., Коваленко О. С., Коцюбинський В. О., Миронюк І. Ф., Ільїн В. Г. Інтеркаляція іонів літію в мезопористий ді оксид титану // Фізика і хімія твердого тіла — 2010. — Т. 11, № 4. — С. 868–875.
Satterfield C. N., Heterogeneous Catalysis in Industrial Practice // 2-nd ed., McGraw-Hill. — New York, 1991.
Chaemchuen S., Limsangkass W., Netiworaraksa B., Phatanasri S., Sae-Ma N., Suriye K. Novel catalyst of mixed SiO2-TiO2 supported tungsten for metathesis of ethene and 2-butene // Bulgarian Chemical Communications. — 2012. — Vol. 44, No. 1. — P. 87–91.
Oi-Uchisawa J., Wang S., Nanba T., Ohi A., Obuchi A. Improvement of Pt catalyst for soot oxidation using mixed oxide as a support // Appl. Catal. B: Environmental. — 2003 — Vol. 44. — P. 207–215.
Grzechowiak J. R., Szyszka I., Masalska A. Effect of TiO2 content and method of titaniasilica preparation on the nature of oxidic nickel phases and their activity in aromatic hydrogenation // Catalysis Today. — 2008. — Vol. 137, Issues 2–4. — P. 433–438.
Huili Tang, Chih Hao Yu, William Oduoro, Heyong He, and Shik Chi Tsang Engineering of a Monodisperse Core-Shell Magnetic TiO-Si Oxidation Nanocatalyst // Langmuir. — 2008. — Vol. 24 (5). — P. 1587–1590.
Kim S. K., Chang H., ChoK., Kil D. S., Cho S. W., Jang H. D., Choi J. W., Choi J. Enchanced photocatalytic property of nanoporous TiO2/SiO2 micro-particles prepared by aerosol assisted co-assembly of nanoparticles // Materials Letters. — 2011. — Vol. 65. — P. 3330–3332.
Natee Rungjaroentawon, Surakerk Onsuratoom, Sumaeth Chavadej Hydrogen production from water splitting under visible light irradiation using sensitized mesoporous-assembled TiO2SiO2 mixed oxide photocatalysts International Journal of Hydrogen Energy. — 2012. — Vol. 37, Issue 15. — P. 11061–11071.
Xingtao Gao, Israel E Wachs Titania-silica as catalysts: molecular structural characteristics and physico-chemical properties Catalysis Today. — 1999. — Vol. 51, Issue 2. — P. 233–254.
Лазерна модифікація сполук інтеркалювання LixTiS2Fy / Б. К. Остафійчук, І. І. Григорчак, І. М. Будзуляк, Л. С. Яблонь, О. В. Морушко, А. М. Гамарник // Металофізика і но вітні технології. — 2010. — Т. 32, № 6. — С. 749–756.
Спектри катодолюмінесценції термічно мо ди фікованого ТiO2 / О. В. Морушко, І. М. Буд зуляк, М. Я. Сегін, Б. К. Осгафійчук, Р. В. Ільницький, Л. С. Яблонь, О. Р. Кисляк // Фізична інженерія поверхні. — 2012. — Т. 10, № 2. — С. 207–210.
Термодинаміка та кінетика процесів інтеркаляційного струмоутворення в термічно та лазерно модифікованому нанодисперсно му ТіО2 / О. В. Морушко, М. Я. Сегін, Л. С. Яблонь, І. М. Будзуляк, О. Р. Кисляк // Фізика і хімія твердого тіла. — 2012. — Т. 13, № 2. — С. 521–527.
Термогравіметричні дослідження композитів TiS2 / О. В. Морушко, І. М. Будзуляк, Б. І. Рачій, Л. С. Яблонь, О. М. Хемій // Фізика і хімія твердого тіла. — 2012. — Т. 13, № 3. — С. 631–635.
Интеркалатные наноструктуры конфигурации неорганический полупроводник/липофильный анионный рецептор / И. И. Григорчак, Б. К. Остафийчук, Ф. О. Иващишин, В. И. Кушнир, И. И. Будзуляк, О. В. Морушко, Л. С. Яблонь // Металлофизика и новейшие технологи. — 2012. — Т. 34, № 8. — С. 1067–1079.
Термічна модифікація TiO2: вплив на структуру та параметри інтеркаляційного струмоутворення / О. В. Морушко, М. Я. Сегін, І. М. Будзуляк, І. А. Климишин, Р. В. Ільницький, Л. С. Яблонь, Т. Л. Потапенко // Вісник Прикарпатського національного університету ім. В. Стефаника. Серія: «Хімія». — 2012. — Вип. XVI. — С. 102–106.
Thermodynamic parameters of the intercalation reaction in thermal and laser modified nanodispersed anatase / M. Sehin, I. Budzulyak, O. Morushko, L. Yablon // Journal of Materials Science and Engineering B. — 2013. — Vol. 3, No. 4. — P. 244–246.
Електрохімічні властивості композиту лазерно опромінений TiS2 / нано- пористий вуглець / О. В. Морушко, І. М. Будзуляк, Л. С. Яблонь, В. О. Коцюбинський, М. М. Кузишин, Б. К. Остафійчук, Б. І. Рачій, О. М. Хемій, Б. І. Яворський // Фізика і хімія твердого тіла. — 2013. — Т. 14, № 3. — С. 630–636.
Процеси накопичення заряду в електрохімічних системах, сформованих на основі лазерно-опроміненого композиту ТіО2/С / І. М. Будзуляк, Р. В. Ільницький, О. В. Морушко, Б. І. Рачій, О. М. Хемій, Л. О. Шийко, Л. С. Яблонь // Журнал нано- та електронної фізики. — 2014. — Т. 6, № 4. — С. 040451–04045-4.
Gun’ko V. M., Zarko V. I., Leboda R., Chibowski E. Aqueous suspension of fumed oxides: particle size distribution and zeta potential // Advances in Colloid and Interface Science. — 2001. — Vol. 91. — P. 1–112.
Yan Yu, Jian Wang, Parr J. F. Preparation and properties of TiO2 / fumed silica com posite photocatalytic materials // Procedia Engineering. — 2012. — Vol. 27. — P. 448–456.
Pabon E., Retuert J., Quijada R., Zarate A. ТіO2-SiO2 mixed oxides prepared by a combined sol-gel and polymer inclusion method // Microporous and Mesoporous Materials. — 2004. — Vol. 67. — P. 195–203.
Garbassi F., Balducci L. Preparation and characterization of spherical TiО2-SiО2 particles // Microporous and Mesoporous Materials. — 2001. — Vol. 47. — P. 51–59.
Gun’ko V. М., Ilkiv V. Ya., Zaulychnyy Ya. V., Zarko V. I., Pakhlov E. M., Karpetz М. V. Structural features of fumed silica and alumina alone, blend powders and fumed binary systems // Journal of Non-Crystalline Solids. — 2014. — Vol. 403. — P. 30–37.
Зауличний Я. В., Фоя О. О., Гунько В. М., Зарко В. І., Миронюк І. Ф., Гергель Т. В., Челядин В. Л. Вплив розміру наночастинок пірогенного кремнезему на енергетичний стан валентних електронів // Фізiка і хімія твер дого тіла. — 2008. — Т. 9, № 4 — С. 767–773.
Зауличний Я. В., Фоя О. О., Бекенев В. Л., Зарко В. І., Гунько В. М., Карпець М. В. Кристало-структурна залежність розмірного енергетичного перерозподілу валентних електронів у нанопорошках діоксидів титану // Фізика твердого тіла. — 2009. — Розділ I. — 18 c.
David O. Scanlon, Charles W. Dunnill, John Buckeridge at all. Band alignment of rutile and
anatase TiO2 // Nature Materials. — 2013. — Vol. 12. — 125 p.
Donatti D. A., Ibanez Ruiz A., Vollet D. R. Structural study of composites of aerosil fumed silica and tetraethoxysilane-derived sonogels // Journal of Non-Crystalline Solids. — 2005. — Vol. 351. — P. 226–1231.
Gilbert B., Frazer B. H., Naab F., Fournelle J., Valley J. W., and De Stasio G. X-ray absorption spectroscopy of silicates for in situ, submicrometer mineral identification // American Mineralogist. — 2003. — Vol. 88.— P. 763– 769.
Comini E. Solid State Gas Sensing // Springer Science. — 2009. — 280 p.
Yones F. H. Teeth and bones: applications of surface science to dental materials and related biomaterials // Sur. Sci. Rep. — 2001. — Vol. 42. — P. 75−205.
Челядин В. Л., Коваленко О. С., Коцюбинський В. О., Миронюк І. Ф., Ільїн В. Г. Інтеркаляція іонів літію в мезопористий ді оксид титану // Фізика і хімія твердого тіла — 2010. — Т. 11, № 4. — С. 868–875.
Satterfield C. N., Heterogeneous Catalysis in Industrial Practice // 2-nd ed., McGraw-Hill. — New York, 1991.
Chaemchuen S., Limsangkass W., Netiworaraksa B., Phatanasri S., Sae-Ma N., Suriye K. Novel catalyst of mixed SiO2-TiO2 supported tungsten for metathesis of ethene and 2-butene // Bulgarian Chemical Communications. — 2012. — Vol. 44, No. 1. — P. 87–91.
Oi-Uchisawa J., Wang S., Nanba T., Ohi A., Obuchi A. Improvement of Pt catalyst for soot oxidation using mixed oxide as a support // Appl. Catal. B: Environmental. — 2003 — Vol. 44. — P. 207–215.
Grzechowiak J. R., Szyszka I., Masalska A. Effect of TiO2 content and method of titaniasilica preparation on the nature of oxidic nickel phases and their activity in aromatic hydrogenation // Catalysis Today. — 2008. — Vol. 137, Issues 2–4. — P. 433–438.
Huili Tang, Chih Hao Yu, William Oduoro, Heyong He, and Shik Chi Tsang Engineering of a Monodisperse Core-Shell Magnetic TiO-Si Oxidation Nanocatalyst // Langmuir. — 2008. — Vol. 24 (5). — P. 1587–1590.
Kim S. K., Chang H., ChoK., Kil D. S., Cho S. W., Jang H. D., Choi J. W., Choi J. Enchanced photocatalytic property of nanoporous TiO2/SiO2 micro-particles prepared by aerosol assisted co-assembly of nanoparticles // Materials Letters. — 2011. — Vol. 65. — P. 3330–3332.
Natee Rungjaroentawon, Surakerk Onsuratoom, Sumaeth Chavadej Hydrogen production from water splitting under visible light irradiation using sensitized mesoporous-assembled TiO2SiO2 mixed oxide photocatalysts International Journal of Hydrogen Energy. — 2012. — Vol. 37, Issue 15. — P. 11061–11071.
Xingtao Gao, Israel E Wachs Titania-silica as catalysts: molecular structural characteristics and physico-chemical properties Catalysis Today. — 1999. — Vol. 51, Issue 2. — P. 233–254.
Лазерна модифікація сполук інтеркалювання LixTiS2Fy / Б. К. Остафійчук, І. І. Григорчак, І. М. Будзуляк, Л. С. Яблонь, О. В. Морушко, А. М. Гамарник // Металофізика і но вітні технології. — 2010. — Т. 32, № 6. — С. 749–756.
Спектри катодолюмінесценції термічно мо ди фікованого ТiO2 / О. В. Морушко, І. М. Буд зуляк, М. Я. Сегін, Б. К. Осгафійчук, Р. В. Ільницький, Л. С. Яблонь, О. Р. Кисляк // Фізична інженерія поверхні. — 2012. — Т. 10, № 2. — С. 207–210.
Термодинаміка та кінетика процесів інтеркаляційного струмоутворення в термічно та лазерно модифікованому нанодисперсно му ТіО2 / О. В. Морушко, М. Я. Сегін, Л. С. Яблонь, І. М. Будзуляк, О. Р. Кисляк // Фізика і хімія твердого тіла. — 2012. — Т. 13, № 2. — С. 521–527.
Термогравіметричні дослідження композитів TiS2
Интеркалатные наноструктуры конфигурации неорганический полупроводник/липофильный анионный рецептор / И. И. Григорчак, Б. К. Остафийчук, Ф. О. Иващишин, В. И. Кушнир, И. И. Будзуляк, О. В. Морушко, Л. С. Яблонь // Металлофизика и новейшие технологи. — 2012. — Т. 34, № 8. — С. 1067–1079.
Термічна модифікація TiO2: вплив на структуру та параметри інтеркаляційного струмоутворення / О. В. Морушко, М. Я. Сегін, І. М. Будзуляк, І. А. Климишин, Р. В. Ільницький, Л. С. Яблонь, Т. Л. Потапенко // Вісник Прикарпатського національного університету ім. В. Стефаника. Серія: «Хімія». — 2012. — Вип. XVI. — С. 102–106.
Thermodynamic parameters of the intercalation reaction in thermal and laser modified nanodispersed anatase / M. Sehin, I. Budzulyak, O. Morushko, L. Yablon // Journal of Materials Science and Engineering B. — 2013. — Vol. 3, No. 4. — P. 244–246.
Електрохімічні властивості композиту лазерно опромінений TiS2 / нано- пористий вуглець / О. В. Морушко, І. М. Будзуляк, Л. С. Яблонь, В. О. Коцюбинський, М. М. Кузишин, Б. К. Остафійчук, Б. І. Рачій, О. М. Хемій, Б. І. Яворський // Фізика і хімія твердого тіла. — 2013. — Т. 14, № 3. — С. 630–636.
Процеси накопичення заряду в електрохімічних системах, сформованих на основі лазерно-опроміненого композиту ТіО2/С / І. М. Будзуляк, Р. В. Ільницький, О. В. Морушко, Б. І. Рачій, О. М. Хемій, Л. О. Шийко, Л. С. Яблонь // Журнал нано- та електронної фізики. — 2014. — Т. 6, № 4. — С. 040451–04045-4.
Gun’ko V. M., Zarko V. I., Leboda R., Chibowski E. Aqueous suspension of fumed oxides: particle size distribution and zeta potential // Advances in Colloid and Interface Science. — 2001. — Vol. 91. — P. 1–112.
Yan Yu, Jian Wang, Parr J. F. Preparation and properties of TiO2 / fumed silica com posite photocatalytic materials // Procedia Engineering. — 2012. — Vol. 27. — P. 448–456.
Pabon E., Retuert J., Quijada R., Zarate A. ТіO2-SiO2 mixed oxides prepared by a combined sol-gel and polymer inclusion method // Microporous and Mesoporous Materials. — 2004. — Vol. 67. — P. 195–203.
Garbassi F., Balducci L. Preparation and characterization of spherical TiО2-SiО2 particles // Microporous and Mesoporous Materials. — 2001. — Vol. 47. — P. 51–59.
Gun’ko V. М., Ilkiv V. Ya., Zaulychnyy Ya. V., Zarko V. I., Pakhlov E. M., Karpetz М. V. Structural features of fumed silica and alumina alone, blend powders and fumed binary systems // Journal of Non-Crystalline Solids. — 2014. — Vol. 403. — P. 30–37.
Зауличний Я. В., Фоя О. О., Гунько В. М., Зарко В. І., Миронюк І. Ф., Гергель Т. В., Челядин В. Л. Вплив розміру наночастинок пірогенного кремнезему на енергетичний стан валентних електронів // Фізiка і хімія твер дого тіла. — 2008. — Т. 9, № 4 — С. 767–773.
Зауличний Я. В., Фоя О. О., Бекенев В. Л., Зарко В. І., Гунько В. М., Карпець М. В. Кристало-структурна залежність розмірного енергетичного перерозподілу валентних електронів у нанопорошках діоксидів титану // Фізика твердого тіла. — 2009. — Розділ I. — 18 c.
David O. Scanlon, Charles W. Dunnill, John Buckeridge at all. Band alignment of rutile and
anatase TiO2 // Nature Materials. — 2013. — Vol. 12. — 125 p.
Donatti D. A., Ibanez Ruiz A., Vollet D. R. Structural study of composites of aerosil fumed silica and tetraethoxysilane-derived sonogels // Journal of Non-Crystalline Solids. — 2005. — Vol. 351. — P. 226–1231.
Gilbert B., Frazer B. H., Naab F., Fournelle J., Valley J. W., and De Stasio G. X-ray absorption spectroscopy of silicates for in situ, submicrometer mineral identification // American Mineralogist. — 2003. — Vol. 88.— P. 763– 769.
Published
2017-02-24
How to Cite
Яворський, Ю. В., Зауличний, Я. В., Ільків, В. Я., Дудка, О. І., Чмерук, А. П., Зарко, В. І., & Карпець, М. В. (2017). Effect of mechanical activation of highly disperse SiO2/ TiO2 mixtures on distribution of valence electrons. Journal of Surface Physics and Engineering, 13(3), 371 - 382. Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/pse/article/view/8031
Section
Статті
У відповідності з типовим шаблоном.
