The object of research, development or design (in Russian) : Фотокатализаторы на основе двухмерных (2D) g-C3N4 и MeS

The object of research, development or design (in Kazakh) : Екі өлшемді (2D) g-C3N4 негізіндегі және MeS фотокатализаторлары

Aim of work (in Russian) : Развитие технологии твердофазного механохимического синтеза нанокомпозитов на основе двухмерного графитового нитрида углерода (2D-g-C3N4) и сульфидов металлов (MeS), обладающих фотокаталитической активностью под видимым светом и оптимальными фотоэлектрохимическими характеристиками для получения водорода.

Aim of work (in Kazakh) : Көрінетін жарықта фотокаталитикалық белсенділігі және сутегі алу үшін оңтайлы фотоэлектрохимиялық сипаттамалары бар екі өлшемді графит көміртегі нитриді (2D-g-C3N4) және металл сульфидтері (MeS) негізіндегі нанокомпозиттердің қатты фазалық механикалық химиялық синтезінің технологиясын жасау.

Методы исследования (на русском) : Рентгено-фазовый анализ (РФА), Инфракрасная-Фурье спектроскопия (ИК-Фурье спектроскопия), Рамановская спектроскопия, Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), Анализ удельной поверхности методом БЭТ, УФ-спектроскопия, Термогравиметрия и дифференциальная сканирующая калориметрия (ТГА-ДСК).

Методы исследования (на казахском) : Рентгендік фазалық талдау (РФТ), Инфрақызыл Фурье спектроскопиясы (Иқ-Фурье спектроскопиясы), Раман спектроскопиясы, Рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (РФЭС), сканерлеуші электрондық микроскопия (СЭМ), трансмиссиялық электронды микроскопия (ТЭМ), БЭТ әдісімен меншікті бетті талдау, Ультракүлгін спектроскопия, Термогравиметрия және дифференциалды сканерлеу калориметриясы (ТГА-ДСК).

Obtained results and novelty (in Russian) : Были получены нанокомпозиты g-C3N4/CdS и g-C3N4/Bi2S3. Процентные соотношения g-C3N4:CdS были 60:40, 40:60 и 20:80мас.%, в то время, как для g-C3N4:Bi2S3 были выбраны такие процентные соотношения, как 99:1, 97,5:2,5, 95:5, 90:10 50:50мас.%. Каждый из составов был исследован на способность разлагать молекулы Оранжевой кислоты7 под действием видимого света (≈395-760нм). Так, для g-C3N4/CdS было установлено, что с увеличением содержания CdS, его фотокаталитическая активность возрастает. В то время, как для g-C3N4:Bi2S3 с увеличением содержания g-C3N4, увеличивалась их фотокаталитическая активность. g-C3N4/CdS(20:80мас.%) и g-C3N4/Bi2S3(99:1мас.%) были определены как наиболее активные образцы. Также данные составы были изучены на способность выделять водород из водно-спиртовых растворов под действием видимого и солнечного света. Так, g-C3N4/CdS(60-40мас.%) показал наибольшую активность и на четвертом часу излучения солнечным светом, скорость выделения водорода составила 2254,54μмоль*ч-1*г-1 и оставалась почти неизменной на пятом часу излучения. При продолжении излучения видимым светом той же композиции, скорость выделения водорода держится на 224,30μмоль*ч-1*г-1 и тоже остается почти неизменной к пятому часу воздействия видимым светом. Квантовый выход для фотокаталитического расщепления воды нанокомопзитом g-C3N4/CdS(60-40мас.%) на пятом часу облучения солнечным светом составил 2%, что почти в 2 раза выше, чем у g-C3N4/CdS(40-60мас.%), в 13 раз выше, чем у g-C3N4/CdS(20-80мас.%).

Obtained results and novelty (in Kazakh) : g-C3N4/CdS және g-C3N4/Bi2S3 нанокомпозиттері алынды. g-C3N4/CdS пайызы 60:40, 40:60 және 20:80мас% болды, ал g-C3N4/Bi2S3 үшін келесі пайыздар таңдалды: 99:1, 97,5:2,5, 95:5, 90:10 50:50мас.%. Қосылыстардың әрқайсысы көрінетін жарықтың әсерімен (≈395-760 нм), қызғылт сары 7 қышқылың молекулаларын ыдырату қабілеті зерттелді. Сонымен, g-C3N4/CdS үшін CdS мөлшерінің жоғарылауымен оның фотокаталитикалық белсенділігі артатыны анықталды. Сонымен g-C3N4/Bi2S3 үшін g-C3N4 мөлшерінің жоғарылауымен олардың фотокаталитикалық белсенділігі артты. g-C3N4/CdS(20:80мас.% ) және g-C3N4/Bi2S3 99:1(мас.%) ең белсенді үлгілер ретінде анықталды. Сондай-ақ, бұл композициялар көрінетін және күн сәулесінің әсерінен су-алкоголь ерітінділерінен сутекті бөліп алу қабілетіне зерттелді. Сонымен, g-C3N4/CdS(60-40 мас.%) күнмен сәулеленуінің төртінші сағатында ең жоғары белсенділікті көрсетті, сутектің бөліну жылдамдығы 2254,54μмоль*сағ-1*г-1 болды және сәулеленудің бесінші сағатында өзгеріссіз қалды. Осы композитті көрінетін жарықпен сәулеленуін жалғастырсақ, сутектің бөліну жылдамдығы 224,30μмоль*сағ-1*г-1 дейін сақталады және көрінетін жарықпен әсер етудің бесінші сағатында өзгеріссіз қалады. g-C3N4/CdS нанокомопзитімен суды фотокаталитикалық ыдыратуға арналған кванттық шығысы (60-40мас.% ) күн сәулесінің бесінші сағатында 2% құрады, бұл g-C3N4/CdS (40-60мас.% )-тен 2 есе жәнеде g-C3N4/CdS (20-80мас.%) - тен 13 есе жоғары.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Отсутствуют

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жоқ

Level of implementation (in Russian) : Не предусмотрено

Level of implementation (in Kazakh) : Қарастырылмаған

Efficiency (in Russian) : Устанавливается при изучении фотокаталитической активности синтезированных 2D-g-C3N4/MeS

Efficiency (in Kazakh) : Синтезделген 2D-g-C3N4/MeS фотокаталитикалық белсенділігін зерттеу кезінде орнатылады

Field of application (in Russian) : Фотокатализ, а именно: выработка энергии в виде водорода и очистка воды.

Field of application (in Kazakh) : Фотокатализ, атап айтқанда: сутегі түріндегі энергияның генерациясы және суды тазарту.