Плівкоутворююча композиція для формування шарів каталізаторів гетерогенних фотохімічних процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук

Плівкоутворююча композиція для формування на підкладках шарів каталізаторів гетерогенних фотохімічних процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук, яка містить алкоксид титану як прекурсор діоксиду титану, воду й спирт як складові водно-органічного розчинника, органічний полімер як темплат, азотну кислоту як регулятор рН та прекурсор наночастинок срібла в твердому U 2 (19) 1 3 прекурсор діоксиду титану в твердому шарі фотокаталізатора - вихідна речовина, що в результаті гідролізу, стає джерелом формування на темплаті в процесі золь-гель синтезу каркаса пористого дисперсного діоксиду титану; прекурсор наночастинок срібла в твердому шарі фотокаталізатора - хімічна сполука срібла, з якої в результаті хімічного чи фотохімічного відновлення утворюються наночастинки срібла або хімічно чи біологічно стабілізовані наночастинки срібла; золь - колоїдна система з рідким дисперсійним середовищем, частинки дисперсної фази якої (міцели) вільно беруть участь у броуновському русі і яка при коагуляції перетворюється в гель; гель - структурована колоїдна система з рідким дисперсійним середовищем, у якій частинки дисперсної фази з'єднані між собою в пухку просторову сітку, що містить у своїх комірках дисперсійне середовище; кальцинування - прожарювання матеріалу при високих температурах. Шари матеріалів на основі кристалічної модифікації діоксиду титану (анатазу), що сформовані на різних за складом і формою підкладках, є, як відомо (див., наприклад, Бальцани В., Скандола Ф., Инфелта П. и др. Энергетические ресурсы сквозь призму фотохимии и катализа: Пер. с англ. /Под ред. М. Гретцеля. - М.: Мир, 1986. - С. 363364), напівпровідниками OR-типу, що за умов опромінення світлом певної довжини хвилі здатні до окислювання й відновлення одночасно. При контакті з повітрям, що містить органічні сполуки, на границі між шаром такого напівпровідника й газом утворюється шар об'ємного заряду, в котрому відбувається ефективний розподіл електронів і дірок, генерованих світлом. При цьому електрони збуджуються в зону провідності, а дірки генеруються у валентній зоні, беручи відповідно участь у реакціях відновлення й окиснення молекул речовин, що містяться в повітрі, яке контактує з шаром цього напівпровідника. Тому шари діоксиду титану, що сформовані тим чи іншим способами на підкладках, широко використовують на сьогодні як основні елементи фотокаталітичних реакторів, що слугують для очищення повітря від шкідливих органічних сполук шляхом їх окиснення до безпечних для здоров'я людини продуктів (див., наприклад, пат. US №5,683,589, пат. US №5,778,664, пат. US №6,752,957 та багато ін.) У разі, коли шар діоксиду титану додатково містить частинки благородних металів (зокрема, срібла), ефективність такого композиційного матеріалу як фотокаталізатора згаданих хімічних перетворень може бути значно більшою, оскільки при його опроміненні відбувається перехід електронів із зони провідності напівпровідника (ТіО2) в об'єм частинки благородного металу, що супроводжується приростом енергії Фермі композиту, який пропорційний густині електронного газу металевої частинки. Таким чином, частинки благородного металу, що містяться в шарі напівпровідника, акцептують електрони із зони провідності останнього, зменшуючи тим самим ймовірність протікання в шарі фотокаталізатора небажаного зворотного 61168 4 процесу - рекомбінації фотогенерованих зарядів (див., наприклад, Швалагін В.В. Спектральні та фотохімічні властивості металнапівпровідникових нанокомпозитів на основі ZnO та CdS: Дис. канд. Хім. наук: 02.00.04. -К.: 2005. - 212 с). Фактом, що свідчить про наявність сильної взаємодії між ТіО2 й дрібними частинками такого благородного металу як срібло в шарі композиту, є стабілізація частинок срібла в композиті до дії окислювачів (див, наприклад, А.И. Кулак. Электрохимия полупроводниковых гетероструктур. - Мн.: изд-во «Университетское», 1986. - С. 159). Однак, як відомо (див., наприклад, A.V. Korzhak, N.I. Ermokhina, A.L. Stroyuk, V.K. Bukhtiyarov, A.E. Raevskaya, V.I. Litvin, S.Ya. Kuchmiy, V.G. Ilyin, P.A. Manorik. Photocatalytic hydrogen evolution over mesoporous ТiО2 /metal nanocomposites // J. of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 2008. - Vol. 198. - P. 132), збільшення ефективності шарів фотокаталізаторів за рахунок вмісту частинок благородних металів, зокрема срібла, можливе тільки за умов, коли розміри частинок таких металів не перевищують певних розмірів й частинки металів практично рівномірно, не утворюючи агрегатів, розподілені по об'єму шару композитного фотокаталізатора. При невиконанні цих умов наявність частинок благородних металів у шарі фотокаталізатора на основі ТіО2 не тільки не сприяє збільшенню ефективності останнього, а й навпаки - зменшує фотокаталітичну активність основного компонента фотокаталізатора (ТіО2), що призводить до зменшення такої важливої характеристики фотокаталітичної реакції, як квантовий вихід. З огляду на вищезазначене можна сформулювати основні вимоги як до окремо взятих плівкоутворюючих композицій, які призначені для формування на підкладках шарів каталізаторів гетерогенних фотохімічних процесів на основі діоксиду титану, що додатково містять частинки благородних металів і, в першу чергу, такий найдешевший з них, як срібло, так і окреслити основні вимоги до твердих покриттів каталізаторів фотохімічних процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук, що мають формуватися на скляних або керамічних підкладках з використанням згаданих плівкоутворюючих композицій: - плівкоутворююча композиція має бути однорідною за складом і в'язкістю; - така композиція має добре змочувати підкладки зі скла й кераміки - матеріали, які зазвичай використовують для виготовлення фотокаталітичних реакторів, що використовують для очищення повітря від шкідливих органічних сполук (див, наприклад, Бальцани В., Скандола Ф., Инфелта П. и др. Энергетические ресурсы сквозь призму фотохимии и катализа: Пер. с англ. / Под ред. М. Гретцеля. - М.: Мир, 1986. - 629 с); - композиція має бути стійкою в часі без втрати властивостей; - тверді покриття каталізаторів мають забезпечувати максимально високу каталітичну активність в реакціях окиснення шкідливих органічних продуктів; 5 - такі покриття мають бути однорідними та бездефектними за структурою задля сприяння, з одного боку, ефективному переміщенню фотогенерованих зарядів у покритті фотокаталізатора, а з іншого боку - унеможливленню ймовірністі перебігу в покритті фотокаталізатора небажаного зворотного процесу - рекомбінації фотогенерованих зарядів; - покриття мають характеризуватися високою адгезією до скляних або керамічних підкладок. Зазначені вимоги дотепер удавалося виконати тільки в деяких окремих комбінаціях. Так, відома плівкоутворююча композиція для формування на підкладках шарів каталізаторів фотохімічних процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук (див. Xing-Gang Hou, MeiDong Huang, Xiao-Ling Wu, An-Dong Liu. Preparation and studies of photocatalytic silverloaded TiO2 films by hybrid sol-gel method // Chemical engineering Journal 146 (2009) 42-48), яка містить тетрабутоксид титану як прекурсор діоксиду титану, воду й етанол як складові водноорганічного розчинника, ацетилацетон як інгібітор процесу гідролізу прекурсора діоксиду титану, азотну кислоту як регулятора рН та азотнокисле срібло як прекурсор наночастинок срібла в твердому шарі каталізатора фотохімічних процесів при мольному співвідношенні зазначених компонентів тетрабутоксид титану : вода : етанол : ацетилацетон : азотна кислота : азотнокисле срібло =1:2: 18:0,5:0,2. Така рідка плівкоутворююча композиція доволі стійка в часі без втрати властивостей і характеризується високою адгезією до підкладок. Однак після нанесення її тонким шаром на підкладку, попереднього сушіння шару композиції при кімнатній температурі й подальшої термічної обробки (кальцинування) шару композиції при температурі 450°С протягом 30 хвилин утворюються тверді покриття фотокаталізаторів на основі кристалічної модифікації діоксиду титану, в яких наночастинки срібла нерівномірно розподілені по об'єму покриття, до того ж у виді різних за розмірами агрегатів (див. там же, стор.47). Така нерівномірність структури утвореного покриття фотокаталізатора, як відомо (див, наприклад, Бальцани В., Скандола Ф., Инфелта П. и др. Энергетические ресурсы сквозь призму фотохимии и катализа: Пер. с англ. / Под ред. М. Гретцеля. - М: Мир, 1986. - С. 364), зменшує ефективне переміщення фотогенерованих зарядів у покритті фотокаталізатора й сприяє перебігу в покритті фотокаталізатора небажаного зворотного процесу - рекомбінації фотогенерованих зарядів. Найближчою за технічною суттю до тої, що заявляється, є плівкоутворююча композиція для формування на підкладках шарів каталізаторів фотохімічних процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук (див. Chung-Chieh Chang, Jing-Yi Chen, Tzu-Ling Hsu, Chung-Kwei Lin, Chih-Chieh Chan. Photocatalytic properties of porous TiO2/Ag thin films // Thin Solid Films 516 (2008) 1743-1747), яка містить тетрабутоксид титану як прекурсор діоксиду титану, воду й етанол як складові водноорганічного розчинника, полістирол у вигляді сфер 61168 6 діаметром від 50 до 400 нанометрів як темплат, азотну кислоту як регулятор рН та азотнокисле срібло як прекурсор наночастинок срібла в твердому шарі каталізатора фотохімічних процесів при мольному співвідношенні зазначених компонентів тетрабутоксид титану : вода : етанол : полістирол : азотна кислота : азотнокисле срібло =1:2:15:0,02:3:0,1. Така плівкоутворююча композиція в рідкому стані, як і попередня, доволі стійка в часі без втрати властивостей і характеризується високою адгезією до підкладок. Однак після нанесення її тонким шаром на підкладку, попереднього сушіння шару композиції при кімнатній температурі й подальшої термічної обробки шару композиції спочатку при температурі 80°С протягом години, а потім при 500°С протягом чотирьох годин утворюються тверді покриття фотокаталізаторів на основі кристалічної модифікації діоксиду титану, в яких наночастинки срібла розподілені по об'єму покриття у вигляді різних за розмірами агрегатів (див. там же, с 1745, фіг. 4d). Крім того, в місцях виходу таких агрегатованих частинок срібла на поверхню твердого шару фотокаталізатора в останньому утворюються мікротріщини. Очевидно, що така нерівномірність структури шару фотокаталізатора, сформованого за допомогою відомої плівкоутворюючої композиції, не сприяє ефективному розподілу й переміщенню в шарі фотокаталізатора електронів і дірок, генерованих світлом, і не створює умови для зниження ефективності небажаних рекомбінаційних процесів у шарі фотокаталізатора, а отже - й для запобігання зворотних реакцій між продуктами первинних фотохімічних перетворень органічних сполук за участю шару фотокаталізатора. Ймовірно, що така структура утвореного шару фотокаталізатора може бути обумовлена неоднорідністю рідкої плівкоутворюючої композиції, за допомогою якої такий шар формується. В основу корисної моделі поставлено задачу, в якій шляхом удосконалення складу рідкої плівкоутворюючої композиції забезпечити одержання на скляних та керамічних підкладках рівномірних за складом та бездефектних за структурою шарів складу срібло-діоксид титану як ефективних каталізаторів фотохімічних процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук. Поставлена задача вирішена тим, що плівкоутворююча композиція для формування на підкладках шарів каталізаторів фотохімічних процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук, яка містить алкоксид титану як прекурсор діоксиду титану, воду й спирт як складові водно-органічного розчинника, органічний полімер як темплат, азотну кислоту як регулятор рН та прекурсор наночастинок срібла в твердому шарі каталізатора фотохімічних процесів, згідно з корисною моделлю, містить як прекурсор діоксиду титану - тетраізопропоксид титану, як спиртову складову водно-органічного розчинника - ізопропанол, як темплат - триблокспівполімер брутто-формули С290Н690О110, як прекурсор наночастинок срібла в твердому шарі каталізатора фотохімічних процесів - стабілізовані продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинки срібла й 7 як інгібітор процесу гідролізу прекурсора діоксиду титану - ацетилацетон при мольному співвідношенні компонентів тетраізопропоксид титану : вода : ізопропанол : триблокспівполімер : азотна кислота : стабілізовані продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинки срібла (в перерахунку на срібло) : ацетилацетон = 1,00:0,11-0,13:22,5023,50:0,01-0,03:0,38-0,53:0,46-0,54:0,42-0,54. Далі суть корисної моделі пояснюється прикладами рецептур плівкоутворюючої композиції для формування на підкладках шарів каталізаторів фотохімічних процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук, прикладами їх приготування й застосування за призначенням, а також фігурами, на яких зображено: - на фіг.1 - одержане методом скануючої електронної мікроскопії зображення шару фотокаталізатора на основі діоксиду титану, що містить наночастинки срібла, який сформований з використанням плівкоутворюючої композиції оптимального складу (мольне співвідношення компонентів тетраізопропоксид титану : вода : ізопропанол : триблокспівполімер : азотна кислота : стабілізовані продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинки срібла (в перерахунку на срібло) : ацетилацетон = 1,00:0,12:23,00:0,02:0,48:0,50:0,47); - на фіг.2 - зміна в часі концентрації етанолу (С2Н5ОН) та ацетальдегіду (С2Н4О) як проміжного (перед утворенням СО2 й Н2О) продукту гетерогенної фотохімічної каталітичної реакції окиснення етанолу за участю шару фотокаталізатора, зображеного на фіг.1; - на фіг.3 - одержане методом скануючої електронної мікроскопії зображення шару фотокаталізатора на основі діоксиду титану, що містить наночастинки срібла, який сформований з використанням плівкоутворюючої композиції, в якій мольне співвідношення компонентів тетраізопропоксид титану : вода : ізопропанол : триблокспівполімер : азотна кислота : стабілізовані продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинки срібла (в перерахунку на срібло) : ацетилацетон = 1,00:0,13:23,50:0,03:0,53:0,54:0,54; - фіг.4 - зміна в часі концентрації етанолу (С2Н5ОН) та ацетальдегіду (С2Н4О) як проміжного (перед утворенням СО2 й Н2О) продукту гетерогенної фотохімічної каталітичної реакції окиснення етанолу за участю шару фотокаталізатора, зображеного на фіг.3; на фіг.5 - одержане методом скануючої електронної мікроскопії зображення шару фотокаталізатора на основі діоксиду титану, що містить наночастинки срібла, який сформований з використанням плівкоутворюючої композиції, в якій мольне співвідношення компонентів тетраізопропоксид титану : вода : ізопропанол : триблокспівполімер : азотна кислота : стабілізовані продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинки срібла (в перерахунку на срібло): ацетилацетон = 1,00:0,11:22,50:0,01:0,38:0,46:0,42; 61168 8 - на фіг.6 - зміна в часі концентрації етанолу (С2Н5ОН) та ацетальдегіду (С2Н4О) як проміжного (перед утворенням СО2 й Н2О) продукту гетерогенної фотохімічної каталітичної реакції окиснення етанолу за участю шару фотокаталізатора, зображеного на фіг.5. Приклад 1 Для приготування плівкоутворюючої композиції було використано 1 моль тетраізопропоксиду титану як прекурсора діоксиду титану, 0,12 моль води й 23 моля ізопропилового спирту як складові водно-органічного розчинника, 0,02 моля триблокспівполімеру брутто-формули С290Н690О110 як темплату, 0,48 моль азотної кислоти як регулятора рН, 0,50 моль стабілізованих продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинок срібла (в перерахунку на срібло) як прекурсора наночастинок срібла в твердому шарі фотокаталізатора та 0,47 моль ацетил ацетону як інгібітора процесу гідролізу прекурсора діоксид у титану. При цьому як триблокспівполімер брутто-формули С290Н690О110 використовували готовий товарний продукт Pluronic 123 фірми Aldrich, а стабілізовані продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинки срібла були без додаткового винахідництва попередньо одержані за відомою методикою (див. Virender К. Sharma, Ria A. Yngard, Yekaterina Lin. Silver nanoparticles: Green synthesis and their antimicrobial activities//Advances in Colloid and Interface Science 145 (2009) 83-96). Плівкоутворюючу композицію готували таким чином. Триблокспівполімер Pluronic 123 розчиняли в суміші води, ізопропилового спирту з ацетилацетоном. Після розчинення триблокспівполімеру в утворений розчин по краплях, при інтенсивному перемішуванні додавали тетраізопропоксид титану. Суміш перемішували біля двох годин, потім до неї додавали азотну кислоту й знову перемішували біля двох годин, після чого утворену суміш переливали в посудину з темного скла й залишали старіти протягом біля чотирьох діб при кімнатній температурі до утворення гелю. В одержаний гель по краплях при перемішуванні додавали стабілізовані продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинки срібла. Після того, як весь реагент був доданий до суміші, останню ще біля п'яти хвилин перемішували за допомогою магнітного перемішувача, а потім 10 хвилин за допомогою ультразвукового перемішувача. В результаті одержували готову до використання плівкоутворюючу композицію. Шари фотокаталізатора формували на чистих (витриманих добу в хромовій суміші, а потім промитих дистильованою водою й висушених) скляних підкладках. Для цього скляну підкладку закріплювали в спінкоутері. Потім за допомогою дозатора певну (експериментально визначену) кількість одержаної суміші наносили на центральну частину скляної підкладки. За допомогою спінкоутера підкладку з порцією плівкоутворюючої композиції розкручували протягом біля 10 хвилин зі швидкістю обертання біля 2040 обертів за хвилину. За рахунок дії на порцію плівкоутворюючої композиції відцентрових сил на скляній підкладці 9 утворювався шар згаданої композиції. Обертання підкладки з шаром композиції припиняли й підкладку з шаром виймали з пристрою. Після цього скляну підкладку з шаром плівкоутворюючої композиції витримували без доступу світла протягом біля двох діб. Для видалення з шару композиції темплату підкладку з шаром композиції нагрівали зі швидкістю нагрівання 2°С/хв до досягнення температури біля 100°С, а потім кальцинували при цій температурі протягом біля однієї години. Далі, дотримуючись згаданої швидкості нагрівання, температуру збільшували до приблизно до 400°С і при цій температурі кальцинували шар композиції на підкладці ще протягом біля трьох годин. В результаті на скляних підкладках одержували практично однорідний (без будь-яких дефектів на зразок тріщин) твердий шар каталізатора фотохімічних процесів очищення повітря на основі переважно кристалічної фази діоксиду титану. Наночастинки срібла, як вдалось з'ясувати методом скануючої електронної мікроскопії, у вигляді монодисперсних структур практично рівномірно по об'єму шару розподілені між діоксидом титану (див. фіг.1) й знаходяться в щільному контакті зі стінками цієї мезопористої речовини. Це, як зазначено вище (див. с. 3), сприяє збільшенню ефективності шарів діоксиду титану як фотокаталізаторів. Така однорідність структури шару фотокаталізатора може свідчити про однорідність і рідкої плівкоутворюючої композиції, за допомогою якої формували такий шар. Перевірку ефективності утвореного на підкладці шару як фотокаталізатора процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук здійснювали на прикладі реакції гетерогенного фотокаталітичного окиснення етанолу киснем повітря. Для цього підкладку з утвореним твердим шаром фотокаталізатора розміщували в скляному реакторі, що був обладнаний перемішувачем повітря та мембраною для періодичного відбору проби на аналіз. Певну кількість етанолу вводили в порожнину реактора й перемішували повітря з етанолом у порожнині біля двох годин до досягнення однакової концентрації повітряно-етанольної суміші в будь-якій точці порожнини реактора й, за темнових умов, адсорбційної рівноваги між поверхнею шару фотокаталізатора на підкладці та газовою фазою етанолу. Опромінення шару фотокаталізатора на підкладці здійснювали сфокусованим світлом ртутної лампи високого тиску ДРШ-1000 при ефективній довжині хвилі 310-390 нанометрів. При цьому світло, перед тим, як потрапити на шар фотокаталізатора, проходило крізь водний фільтр задля видалення інфрачервоної складової світла. Інтенсивність опромінення шару фотокаталізатора розраховували з використанням феріоксалатного актинометра. Як вдалось з'ясувати, інтенсивність опромінення у всіх наведених тут і далі прикладах -5 становила 110 енштейн/хв. Концентрацію етанолу та проміжного продукту його окиснення (ацетальдегіду) визначали за допомогою газового хроматографа. Пробу повітря, що містить етанол, відбирали з порожнини реактора на хроматографічний аналіз крізь мембрану. На фіг.2 у координа 61168 10 тах концентрація етанолу та ацетальдегіду (моль/л) - час (хв.) представлені результати хроматографічних вимірювань. Як видно з цієї фігури, етанол швидко фотохімічно окиснюється за участю шару, сформованого на підкладці фотокаталізатора. Швидкість окиснення етанолу за участю фотокаталізатора, сформованого за допомогою плівкоутворюючої композиції вище наведеного складу, як засвідчили розрахунки, становить біля -6 1,710 моль хв./л, що є досить високою для такого типу фотокаталізаторів процесів окиснення органічних сполук (див., наприклад, Бальцани В., Скандола Ф., Инфелта П. и др. Энергетические ресурсы сквозь призму фотохимии и катализа: Пер. с англ. / Под ред. М. Гретцеля. - М.: Мир, 1986. - С. 364-386). Відповідно швидкість утворення такого продукту фотохімічного окиснення етанолу як ацетальдегід є не меншою. Приклад 2 Для приготування плівкоутворюючої композиції було використано 1 моль тетраізопропоксиду титану як прекурсора діоксиду титану, 0,13 моль води й 23,50 моль ізопропилового спирту як складові водно-органічного розчинника, 0,03 моль триблокспівполімеру брутто-формули С290Н690О110 як темплату, 0,53 моль азотної кислоти як регулятора рН, 0,54 моль, стабілізованих продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинок срібла (в перерахунку на срібло) як прекурсора наночастинок срібла в твердому шарі фотокаталізатора та 0,54 моль ацетилацетону як інгібітора процесу гідролізу прекурсора діоксиду титану. Методика приготування плівкоутворюючої композиції, використання останньої для формування на підкладках шарів фотокаталізаторів на основі діоксиду титану, що додатково містить наночастинки срібла, та оцінка сформованих шарів як фотокаталізаторів у цьому прикладі були ідентичними до тих, що описані у прикладі 1. На фіг.3 представлено одержане методом скануючої електронної мікроскопії зображення шару фотокаталізатора на основі діоксиду титану, що містить наночастинки срібла, який сформований з використанням плівкоутворюючої композиції наведеного в цьому прикладі складу. Як видно з цієї фігури, шар фотокаталізатора, так само, як і в попередньому прикладі, є практично однорідним, без будь-яких дефектів. Наночастинки срібла, як видно з фігури, у вигляді монодисперсних структур практично рівномірно по об'єму шару розподілені між діоксидом титану й знаходяться в щільному контакті зі стінками цієї мезопористої речовини, що відповідно, сприяє збільшенню ефективності шарів діоксиду титану, як фотокаталізаторів. Це може свідчити про однорідність рідкої плівкоутворюючої композиції, за допомогою якої формувався шар фотокаталізатора. На фіг.4 у координатах концентрація етанолу та ацетальдегіду (моль/л) - час (хв.) представлені результати хроматографічних вимірювань за участю шару фотокаталізатора, сформованого за допомогою плівкоутворюючої композиції, вище наведеного у цьому прикладі складу. Як видно з цієї фігури, етанол, як і в попередньому прикладі, 11 швидко фотохімічно окиснюється за участю шару, сформованого на підкладці фотокаталізатора. Швидкість окиснення етанолу за участю фотокаталізатора, сформованого за допомогою плівкоутворюючої композиції вище наведенного складу, як -6 засвідчили розрахунки, становить біля 1,310 моль хв./л, тобто трохи менша за ту, що притаманна шару фотокаталізатора, сформованого за допомогою плівкоутворюючої композиції оптимального складу. Відповідно швидкість утворення такого продукту фотохімічного окиснення етанолу як ацетальдегід за участю шару фотокаталізатора, сформованого за допомогою плівкоутворюючої композиції вище наведеного в цьому прикладі складу, є не меншою. Приклад 3 Для приготування плівкоутворюючої композиції було використано 1 моль тетраізопропоксиду титану як прекурсора діоксиду титану, 0,11 моль води й 22,50 моль ізопропилового спирту як складові водно-органічного розчинника, 0,01 моль триблокспівполімеру брутто-формули С290Н690О110 як темплату, 0,38 моль азотної кислоти як регулятора рН, 0,46 моль стабілізованих продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинок срібла (в перерахунку на срібло) як прекурсора наночастинок срібла в твердому шарі фотокаталізатора та 0,42 моль ацетилацетону як інгібітора процесу гідролізу прекурсора діоксиду титану. Методика приготування плівкоутворюючої композиції, використання останньої для формування на підкладках шарів фотокаталізаторів на основі діоксиду титану, що додатково містить наночастинки срібла, та оцінка сформованих шарів як фотокаталізаторів у цьому прикладі були ідентичними до тих, що описані у прикладі 1. На фіг.5 представлено одержане методом скануючої електронної мікроскопії зображення шару фотокаталізатора на основі діоксиду титану, що містить наночастинки срібла, який сформований з використанням плівкоутворюючої композиції наведеного в цьому прикладі складу. Як видно з цієї фігури, шар фотокаталізатора, так само, як і в попередніх прикладах, є практично однорідним, без будь-яких дефектів. Наночастинки срібла, як видно з фігури, у вигляді монодисперсних структур практично рівномірно по об'єму шару розподілені між діоксидом титану й знаходяться в щільному контакті зі стінками цієї мезопористої речовини, що відповідно, сприяє збільшенню ефективності шарів діоксиду титану, як фотокаталізаторів. Така однорідність структури шару фотокаталізатора може свідчити про однорідність і рідкої плівкоутворюючої композиції, за допомогою якої формувався такий шар. На фіг.5 у координатах концентрація етанолу та ацетальдегіду (моль/л) - час (хв.) представлені результати хроматографічних вимірювань за участю шару фотокаталізатора, сформованого за допомогою плівкоутворюючої композиції, вище наве 61168 12 деного у цьому прикладі складу. Як видно з цієї фігури, етанол, як і в попередніх прикладах, швидко фотохімічно окиснюється за участю шару, сформованого на підкладці фотокаталізатора. Швидкість окиснення етанолу за участю фотокаталізафотокаталізатора, сформованого за допомогою плівкоутворюючої композиції вище наведеного складу, як засвідчили розрахунки, становить біля -6 1,110 моль хв./л, тобто трохи менша за ті, що притаманні шарам фотокаталізатора, них за допомогою плівкоутворюючої композиції складу, наведеного у прикладах 1 і 2. Відповідно швидкість утворення такого продукту го окиснення етанолу як ацетальдегід за участю шару фотокаталізатора, сформованого за гою плівкоутворюючої композиції наведеного в цьому прикладі складу, є меншою за ті, що наведені в попередніх прикладах. Таким чином, плівкоутворююча композиція, яка, відповідно до формули корисної моделі, містить як прекурсор діоксиду титану - тетраізопропоксид титану, як спиртову складову водноорганічного розчинника - ізопропанол, як темплат триблокспівполімер брутто-формули С290Н690О110, як прекурсор наночастинок срібла в твердому шарі каталізатора фотохімічних процесів - стабілізовані продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинки срібла, й як інгібітор процесу гідролізу прекурсора діоксиду титану - ацетилацетон при мольному співвідношенні компонентів тетраізопропоксид титану : вода : ізопропанол : триблокспівполімер : азотна кислота : стабілізовані продуктами біологічних перетворень за участю патогену fuzarium oxisporum наночастинки срібла (в перерахунку на срібло) : ацетилацетон = 1,00:0,11-0,13:22,5023,50:0,01-0,03:0,38-0,53:0,46-0,54:0,42-0,54 є ефективним засобом, за допомогою якого можна формувати на підкладках шари ефективних каталізаторів фотохімічних процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук. Відповідно, такі підкладки зі сформованими шарами фотокаталізаторів можуть слугувати основними елементами фотокаталітичних реакторів як складових пристроїв для очищення повітря від шкідливих органічних сполук. Зазначимо, що у разі збільшення або зменшення мольного співвідношення згаданих компонентів у складі плівкоутворюючої композиції відповідно вище або нижче за вказані у формулі межі, якість шарів фотокаталізаторів різко зменшується за рахунок або утворення агрегатів наночастинок срібла в шарах (вище верхньої межі) або ж за рахунок зменшення фотокаталітичної активності шару як каталізатора (нижче нижньої межі). Плівкоутворююча композиція, що пропонується, може бути легко відтворена промисловим шляхом й забезпечує одержання твердих шарів ефективних каталізаторів гетерогенних фотохімічних процесів очищення повітря від шкідливих органічних сполук. 13 61168 14 15 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 61168 Підписне 16 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601