レプリカ法とゾルゲル反応によって導出されたメマンチン分解のためのタイタニアコーティングアルミナフォーム光触媒

現在の研究では、アルミナ（AL2O3）フォームは、ポリウレタン（PU）フォーム（インチあたり30ポア（PPI））テンプレートに60Wt。％AL2O3懸濁液を含浸させたレプリカ法によって調製されました。焼結Al2O3フォームは、ディップコーティングを使用したゾルゲル由来チタニア（TiO2）フィルムの堆積の基質として使用されました。TiO2 SOLの調製のために、チタン（IV）イソプロポキシド（Ti-Iproh）を前駆体として使用しました。不均一な表面を持つ非常に多孔質3D基質上の結晶コーティングの適格と定量化の一般的な問題は、異なる構造特性評価方法の組み合わせを使用して対処されました。粉末X線回折（PXRD）およびシンクロトロン放牧入射X線回折（GIXRD）をバルクおよび粉末AL2O3フォームおよびTiO2コーティングAl2O3フォームサンプルで使用すると、AL2O3泡がコルンドー類に結晶化し、アナタゼに合わせて測定されました。フーリエ変換された赤外線分光法（FTIR）によって確認されました。エネルギー分散型X線分光法（SEM/EDS）を使用した走査型電子顕微鏡により、基質とコーティングの構造的および微細構造的特性が明らかになりました。微分熱分析（DTA）および熱重量分析（TGA）を使用して、多孔質微細構造の進化を明らかにしました。Al2O3-Tio2複合材料は、微小溶結薬薬物メマンチンの分解の光触媒候補として評価されました。分解速度は、365 nmの電磁（EM）波長で動作する光発光ダイオード（LED）ランプを使用して監視されました。Al2O3フォームに固定化されたゾルゲル由来TiO2膜の光触媒活性を、懸濁液の形で市販のTiO2ナノ粒子p25-Degussaと比較しました。メマンチンのレベルは、高性能液体クロマトグラフィータンデム質量分析（HPLC-MS/MS）によって監視されました。懸濁TiO2ナノ粒子によるメマンチン光分解の効率と速度は、TiO2コーティングされたAl2O3フォームよりも高くなっています。しかし、実際の観点から見ると、TiO2コーティングされたAl2O3フォームは、貴重な光触媒複合材料としてより適切です。

In the present work, alumina (Al2O3) foam was prepared by the replica method where a polyurethane (PU) foam (30 pores per inch (ppi)) template was impregnated with a 60 wt.% Al2O3 suspension. Sintered Al2O3 foam was used as substrate for the deposition of sol-gel derived titania (TiO2) film using dip coating. For the preparation of TiO2 sol, titanium(IV) isopropoxide (Ti-iPrOH) was used as the precursor. The common problem of qualification and quantification of a crystalline coating on a highly porous 3D substrate with an uneven surface was addressed using a combination of different structural characterization methods. Using Powder X-ray Diffraction (PXRD) and synchrotron Grazing Incidence X-ray Diffraction (GIXRD) on bulk and powdered Al2O3 foam and TiO2-coated Al2O3 foam samples, it was determined Al2O3 foam crystallizes to corundum and coating to anatase, which was also confirmed by Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR). Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM/EDS) revealed the structural and microstructural properties of the substrate and coating. Differential Thermal Analysis (DTA) and Thermogravimetric Analysis (TGA) were used to clarify the evolution of the porous microstructure. The Al2O3-TiO2 composite was evaluated as a photocatalyst candidate for the degradation of the micropollutant medication memantine. The degradation rate was monitored using a light-emitting diode (LED) lamp operating at electromagnetic (EM) wavelength of 365 nm. The photocatalytic activity of sol-gel-derived TiO2 film immobilized on the Al2O3 foam was compared with commercially available TiO2 nanoparticles, P25-Degussa, in the form of a suspension. The levels of memantine were monitored by High-Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry (HPLC-MS/MS). The efficiency and rate of the memantine photodegradation by suspended TiO2 nanoparticles is higher than the TiO2-coated Al2O3 foam. But, from the practical point of view, TiO2-coated Al2O3 foam is more appropriate as a valuable photocatalytic composite material.