«Молодой учёный»
.
№ 3 (137)
.
Январь 2017 г.
74
Технические науки
(5)
Из катионов водорода образуются водородные радикалы:
(6)
Водородные радикалы вместе с электронами восста-
навливают
адсорбированные молекулы CO
2
.
Положение зоны проводимости TiO
2
относительно
стандартного водородного электрода (с. в.э) равно –0,5 В,
поэтому на поверхности диоксида титана не смогут проте-
кать реакции с потенциалом меньше данного [9].
Можно рассчитать вероятность
протекания реакций
на поверхности фотокатализатора. С помощью данных из
литературы [10] рассчитаем по уравнению Нернста по-
тенциалы нескольких реакций:
,
(7)
где p — концентрация катионов водорода (примем её
как в воде равной 1·10–
7
моль), E
0
— стандартный окис-
лительно-восстановительный потенциал, который рас-
считывается по формуле:
,
(8)
где
N
— количество
электронов в реакции,
F
— посто-
янная Фарадея,
ΔG
— изменение энергии Гиббса (данные
для расчета берутся из [10]).
Результаты расчетов представлены в таблице 1.
Таблица
1.
Реакции, их потенциал и продукты
Реакция
Потенциал реакции, В
Продукт реакции
-0,091
Метан
-0,389
Этан
-0,126
Метанол
-0,314
Ацетон
-0,347
Этанол
-0,512
Монооксид углерода
-0,582
Муравьиная
кислота
Из анализа таблицы следует, что потенциал реакций
получения CO и HCOOH меньше потенциала зоны про-
водимости диоксида титана относительно с. в. э.
Поэтому
данные соединения в качестве продуктов реакции полу-
чить на поверхности TiO
2
нельзя.
Литература:
1. Дрябжинский О. Е. Негативное влияние автотранспорта. Проблема усиления парникового эффекта. //
Совре-
менные тенденции развития науки и технологий. — 2015. — № 8. — часть 4. — Белгород. — С. 88–91.
2. Ермолаев В. С., Иночкин М. В., Пузык И. П., Пузык М. В. Парниковый эффект: диоксид углерода и антропо-
генный фактор. // Общество, среда, развитие (Terra Humana). — 2007. — № 2. — С. 77–82.
3. Аверин И. А., Пронин И.
А., Мошников В.
А., Димитров Д.
Ц., Якушова Н.
Д., Карманов А.
А., Кузне-
цова М. В. Анализ каталитических и адсорбционных свойств d-металлов-модификаторов диоксида олова //
Нано — и микросистемная техника. 2014. — № 7. — С. 47–51.
4. Балашев К. П. Фотокаталитическое преобразование солнечной энергии. //
Соровский образовательный
журнал. — 1998. — № 8. — С. 58–64.
5. Патент РФ № 2012129467/28, 11.07.2012 // Аверин И. А., Игошина С. Е., Пронин И. А., Карманов А. А., Пе-
черская Р. М. Способ определения концентрации и среднего размера наночастиц в золе. — Патент России
№ 2502980. — 2013.
6. Аверин И. А., Игошина С. Е., Мошников В. А., Карманов А. А., Пронин И. А., Теруков Е. И. Чувствительные
элементы датчиков вакуума на основе пористых наноструктурированных пленок SiO
2
-SnO
2
,
полученных золь-
гель методом // Журнал технической физики. 2015. — Т. 85. — № 6. — С. 143–147.
7. Пронин И. А., Якушова Н. Д., Карманов А. А., Аверин И. А., Мошников В. А. Модель сборки нанокомпозитных
и иерархических наноструктур в золь-гель процессах // Нано — и микросистемная техника. 2016. — Т. 18. —
№ 8. — С. 472–478.