Solid Sr2Ti1-xMnxO4 (x = 0; 0,01; 0,025; 0,05; 0,1) solutions with K2NiF4 structure

封面

如何引用文章

全文:

详细

Solid of Sr 2 Ti 1- x MnxO 4 (x = 0; 0.01; 0.025; 0.05; 0.1) solutions with Raddlesden-Popper structure ( An+1 BnO 3 n +1, n = 1, structural type K2NiF4 ) were obtained by a precursor technology. Formate complexes of the corresponding metals synthesized by an original method were used as precursors. The products of thermolysis of the obtained complexes with an organic ligand are isostructural single-phase samples, which crystallize as agglomerates with an average size of 1 μm. Using energy dispersive X-ray analysis, we established a uniform distribution in the agglomerates of Sr 2+, Ti 4+ and Mn 4+. According to electron spin resonance and optical spectroscopy, manganese in titanium-oxygen polyhedra of Sr 2 Ti 1- x MnxO 4 is predominantly in oxidation degree 4+. Increasing the concentration of manganese in the solid solution composition effectively narrows the forbidden band width of strontium titanate from 3.5 eV to 2.5 eV for Sr 2 Ti 0,9 Mn0,1O 4. The catalytic properties Sr 2 Ti 1- x MnxO 4 were analyzed in the oxidation reaction of hydroquinone under irradiation of its aqueous solutions in the ultraviolet and visible spectral ranges. Under the described conditions, all photocatalysts showed a high rate of photooxidation. It was found that the photocatalytic activity of Sr 2 Ti 1- x MnxO 4 in 3 consecutive cycles of photooxidation under infrared stimulation exceeds the commercial catalyst Degussa P25 by 4 times.

作者简介

Tatiana Chupakhina

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Ph. D., Senior Researcher, Laboratory of Inorganic Synthesis, Institute of Solid State Chemistry

Anastasia Uporova

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Email: nastyauporova99@gmail.com
Ph. D. student, Junior Researcher, Laboratory of Inorganic Synthesis, Institute of Solid State Chemistry

Olga Gyrdasova

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Ph. D., Leading Researcher, Laboratory of Inorganic Synthesis, Institute of Solid State Chemistry

Larisa Buldakova

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Ph. D., Senior Researcher Laboratory of Physicochemical Analysis, Institute of Solid State Chemistry

Yulia Deeva

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Ph. D., Research Associate, Laboratory of Inorganic Synthesis, Institute of Solid State Chemistry

Inna Baklanova

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Ph. D., Senior Researcher, Laboratory of quantum chemistry and spectroscopy, Institute of Solid State Chemistry

Mikhail Yanchenko

Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of RAS

Ph. D., Senior Researcher, Laboratory of Physicochemical Analysis, Institute of Solid State Chemistry

参考

  1. Liu, B. Srn+1TinO3n+1 (n=1, 2) microwave dielectric ceramics with medium dielectric constant and ultra-low dielectric loss / B. Liu, L. Li, X.Q. Liu, X.M. Chen // Journal of the American Ceramic Society. - 2017. - V. 100. - I. 2. - P. 496-500. doi: 10.1111/jace.14591.
  2. Lu, L.W. Efficient photocatalytic hydrogen production over solid solutions Sr1-xBixTi1-xFexO3 (0 ≤ x ≤ 0.5) / L.W. Lu, M.L. Lv, D. Wang et al. // Applied Catalysis B: Environmental. - 2017. - V. 200 - P. 412-419, doi: 10.1016/j.apcatb.2016.07.035.
  3. Lu, L.W. Photocatalytic hydrogen production over solid solutions between BiFeO3 and SrTiO3 / L.W. Lu, M.L. Lv, G. Liu, X.X. Xu // Applied Surface Science - 2017. - V. 391. - Part B. - P. 535-541 doi: 10.1016/j.apsusc.2016.06.160.
  4. Chupakhina, T.I. Perovskite-like LaxSr2-xTi1-x/2Cux/2O4 (x = 0.2, 0.3, 0.5) oxides with the K2NiF4-type structure active in visible light range: new members of the photocatalyst family / T.I. Chupakhina, R.M. Eremina, O.I. Gyrdasova et al. // Journal of the Korean Ceramic Society. - 2024. - V. 61. - I. 4. - P. 623-635 doi: 10.1007/s43207-024-00382-0.
  5. Chen, X. Semiconductor-based Photocatalytic Hydrogen Generation / X. Chen, S. Shen, L. Guo, S.S. Mao // Chemical Reviews. - 2010. - V. 110. - I. 11. - P. 6503-6570. doi: 10.1021/cr1001645.
  6. Pany, S. Titanium-based mixed metal oxide nanocomposites for visible light-induced photocatalysis / S. Pany, A. Nashim, K. Parida // In book: Nanocomposites for Visible Light-Induced Photocatalysis; ed. by M. Khan, D. Pradhan, Y. Sohn. Springer Series on Polymer and Composite Materials. - Cham: Springer, 2017. - P. 295-331 doi: 10.1007/978-3-319-62446-4_10.
  7. Yu, J. Fluorination over Cr doped layered perovskite Sr2TiO4 for efficient photocatalytic hydrogen production under visible light illumination /j. Yu, X. Xu // Journal of Energy Chemistry. - 2020. - V. 51 - P. 30-38. doi: 10.1016/j.jechem.2020.03.025.
  8. Iriani, Y. Co-precipitation synthesis and photocatalytic activity of Mn doped SrTiO3 for the degradation of methylene blue wastewater / Y. Iriani, R. Afriani, D.K. Sandi, F. Nurosyid // Joint Journal of Novel Carbon Resource Sciences & Green Asia Strategy. - 2022. - V. 9. - I. 4. - P. 1039-1045. doi: 10.5109/6625717.
  9. Baklanova, I.V. Synthesis and optical and photocatalytic properties of manganese-doped titanium oxide with a three-dimensional architecture of particles / I.V. Baklanova, V.N. Krasil'nikov, O.I. Gyrdasova, L.Y. Buldakova // Mendeleev Communications - 2016. - V. 26. - I. 4. - P. 335-337. doi: 10.1016/j.mencom.2016.07.023.
  10. Гырдасова, О.И. Сорбционная и фотокаталитическая активность Zn1-xCuxO (x = 0,05 и 0,15) к As(III) в щелочной среде / О.И. Гырдасова, Л.А. Пасечник, В.Н. Красильников, В.Т. Суриков, М.В. Кузнецов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2020. - Вып. 12. - С. 792-804. doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.792.
  11. Patial, S. Tunable photocatalytic activity of SrTiO3 for water splitting: strategies and future scenario / S. Patial, V. Hasija, P. Raizada et al. // Journal of environmental chemical engineering. - 2020. - V. 8. - I. 3. - Art. № 012013. - 21 p. doi: 10.1016/j.jece.2020.103791.
  12. Thanh, T.D. Influence of Mn doping on the crystal structure, and optical and magnetic properties of SrTiO3 compounds / T.D. Thanh, T.L. Phan, L.M. Oanh et al. // IEEE Transactions on Magnetics. - 2014. - V. 50. - I. 6. - Art. no. 2502704. - 4 p. doi: 10.1109/TMAG.2014.2304562.
  13. Tan, H. Oxygen vacancy enhanced photocatalytic activity of pervoskite SrTiO3 / H. Tan, Z. Zhao, W.-b. Zhu et al. // ACS Applied Materials and Interfaces - 2014. - V. 6. - I. 21. - P. 19184-19190. doi: 10.1021/am5051907.
  14. Fónagy, O. 1,4-Benzoquinone and 1,4-hydroquinone based determination of electron and superoxide radical formed in heterogeneous photocatalytic systems. / O. Fónagy, E. Szabó-Bárdos, O. Horváth // Journal of Photochemistry and Photobiology, A: Chemistry - 2021 - V. 407 - Art. № 113057. - 31 p. doi: 10.1016/j.jphotochem.2020.113057.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».