Досліджено механізми взаємодії органічних полярних молекул з частинками діоксиду титану. Доведено, що взаємодія полярних органічних молекул з ТіО2 може бути ефективним методом визначення типу та концентрації різних активних центрів на його поверхні.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИНауковий керівник:доктор фіз.-мат. наук, професор Офіційні опоненти:доктор фіз.-мат. наук, професор Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри експериментальної фізики доктор фіз.-мат. наук, професор Захист дисертації відбудеться "26 "червня 2003 року о 1430 годині, на засіданні Спеціалізованої Вченої Ради Д 26.159.01 в Інституті фізики НАН України за адресою: 03650, Київ-39, проспект Науки, 46. З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Інституту фізики НАН України.Тверда підкладка впливає на молекулярне оточення, в першу чергу на структуру та властивості найближчих шарів речовини, що є проявом різних взаємодій між молекулами середовища та активними центрами поверхні (АЦП). Тому важливого значення набуває вивчення стану поверхні ТІО2, природи його АЦП та дефектів, їх концентрації, а також можливостей цілеспрямованого синтезу матеріалів із необхідними властивостями. Гетерогенні системи на основі наночастинок діоксиду титану вивчалися дуже мало і, в основному, з точки зору адсорбції речовин на поверхні TIO2, а також фотокаталітичної активності TIO2 в реакціях деструкції органіки. Нагальні проблеми виробництва та екології ставлять актуальні задачі створення наукових засад отримання сорбентів і каталізаторів з наперед заданими властивостями, що повинно опиратися на надійну теоретичну базу, яка б враховувала реальну структуру твердого тіла та його поверхні. Враховуючи вищезгадане, спектроскопічні дослідження хімічно чистого полідисперсного ТІО2, а також властивостей гетерогенних систем на його основі, є актуальними як з точки зору розвитку фізики поверхні та гетерогенного каталізу, так і з точки зору практичного застосування таких матеріалів.Подано характеристику кристалічної структури, фазових переходів, будови різних кристалічних граней поверхневого шару ТІО2, природи можливих активних центрів на його поверхні, а також їх прояву в ІЧ-спектрах, спектрах КР та ЕПР. Показано, що існуючі на даний час результати експериментальних та теоретичних досліджень взаємодії молекул з поверхнею ТІО2 в основному зводяться до вивчення адсорбції невеликих молекул, таких як Н2О, СО2, СО, NO2, з газової фази та аналізу фотокаталітичного розкладу складних органічних молекул на поверхні ТІО2. Додаткова термічна обробка зразків рутилу (R900) приводила до суттєвого зменшення кількості адсорбованих молекул води на поверхні, до значного збільшення розмірів нанокристалітів (d ~ 350 нм) та зменшення пористості поверхні (Sпит ~ 3 м2/г). Рентгеноструктурні дослідження нанокристалітів ТІО2 підтвердили високий ступінь кристалічності зразків ТІО2 та їх однофазну структуру - анатаз (D4h19(I4/amd), Z = 6) або рутил (D4h14(P42/mnm), Z = 2), в тому числі зразків з адсорбованими на поверхні катіонами перехідних металів, а також виявили значний вплив термічної обробки на кристалічну структуру та розміри кристалітів. Теоретичний фактор-груп аналіз дає, що для анатазу активними коливаннями в спектрі КР будуть моди А1g, B1g, Eg, а в ІЧ-спектрах - А2u і Eu, тоді як у випадку рутилу - A1g B1g, B2g, Eg активні в спектрах КР, а А2u і 3Eg в ІЧ-спектрах [2].