Зонная инженерия нанокомпозитов ZnO:Me/MexOy для фотокаталитических приложений
| Название НИОКТР | Зонная инженерия нанокомпозитов ZnO:Me/MexOy для фотокаталитических приложений |
|---|---|
| Аннотация | Разработка технологий производства материалов, обладающих высокой фотокаталитической активностью в видимом диапазоне излучения, представляет интерес как с точки зрения практического применения, например, для очистки загрязненной воды, так и с точки зрения изучения способов управления свойствами материалов путем изменения технологических условий синтеза. Настоящий научный проект направлен на разработку методов и подходов по управлению зонной структурой нанокомпозитов ZnO:Me/MexOy (где Me – алюминий и/или железо, MexOy – TiO2, SnO2), включающих как создание гетеропереходов, реализующих Z-схему (зонная инженерия), так и управление шириной запрещенной зоны путем адсорбции органического красителя под действием ультрафиолетового излучения. В проекте предложено исследование влияния различных способов управления зонной структурой на фотокаталитическую активность в ультрафиолетовом и видимом диапазонах излучения. При этом будут реализованы как подходы зонной инженерии: модификация оксида цинка алюминием и/или железом, создание гетеропереходов, реализующих Z-схему разделения фотогенерированных носителей заряда, так и будут изучены способы трансформации зонной структуры материала за счет адсорбции водного раствора органического красителя (метилового оранжевого и/или бриллиантового зеленого) под действием ультрафиолетового излучения. Совокупность всех предложенных методов и подходов позволит создать технологию получения фотокатализаторов, не только активных под действием видимого излучения, но и для которых возможно улучшение фотокаталитической активности при многократном использовании. При этом впервые предлагается провести исследования вклада «первичного» фотокатализа (с использованием водных растворов метилового оранжевого и/или бриллиантового зеленого) и повышение эффективности «повторного» фотокатализа (с использованием водных растворов фармпрепаратов на примере парацетамола). В проекте предполагается решение следующих задач: разработка методики синтеза нанокомпозитов ZnO:Me/MexOy (где Me – алюминий и/или железо, MexOy – TiO2, SnO2) с заданной фрактальной структурой в рамках золь-гель технологии; разработка методики модификации зонной структуры нанокомпозита ZnO:Me/MexOy путем адсорбции модельного красителя (метилового оранжевого и/или бриллиантового зеленого) и воздействии мягкого или жесткого УФ-излучения; проведение комплексных исследований полученных наноматериалов современными методами нанодиагностики, позволяющими сделать вывод об их кристаллической структуре, оптических и адсорбционных свойствах, фотокаталитической активности, зонной структуре; проведение сравнительного исследования влияния различных подходов по модификации свойств материала предлагаемыми в проекте методами и подходами зонной инженерии на зонную структуру получаемых нанокомпозитов; установление корреляции между зонной структурой нанокомпозита ZnO:Me/MexOy и его фотокаталитической активностью под действием ультрафиолетового и видимого излучения. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 2960.0 |
| Дата начала | 2025-09-15 |
| Дата окончания | 2027-06-30 |
| Номер контракта | 25-79-00338 |
| Дата контракта | 2025-09-15 |
| Количество отчетов | 1 |
| УДК | 544.46 544.47:544.344 |
| Количество просмотров | 5 |
| Руководитель работы | Якушова Надежда Дмитриевна |
| Руководитель организации | Гуляков Александр Дмитриевич |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-10-02 17:51:00 UTC, 2025-10-02 17:51:00 UTC |
| ОКПД | Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | оксид цинка; фотокатализатор; зонная инженерия; широкозонные полупроводниковые оксиды металлов (MexOy); фрактальные структуры; трансформация и управление запрещенной зоной |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 31.15.28 - Топохимия. Гетерогенный катализ |
| OECD | — |
| OESR | Коллоидная химия |
| Приоритеты научно-технического развития | б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения; |
| Регистрационные номера | — |