Abstract
CO-, W-, MO- and Zn-containing hetero-oxide nanostructured coatings on titanium and its alloys formed by plasma-electrolyte oxidation in galvanostatic mode from alkaline electrolytes were investigated. The morphology of the surface of the formed coatings was studied by scanning microscopy on the Zeiss Evo 40XVP microscope. The phase composition of the obtained coatings was determined on the X-ray diffractometer Drone-2. Photocatalytic activity of ZnO-WO3/TiO2 films, ZnO-MOO3/TIO2, ZnO-Co3O4/TiO2, CoO-WO3/TiO2 tested in a model reaction of decomposition of an aqueous solution of azobye with a concentration of 12,2·10-5 mol/L (MО) at UV irradiation. It is shown that with plasma-electrolyte oxidation of titanium and its alloys in alkaline diphosphate electrolytes in the mode of «drop-down power» forming heterostructural composites with micro-globular surface morphology. The possibility of controlling the phase and elemental composition of oxide layers, as well as the topography of the surface by changing the composition of the electrolyte and the content of individual components, as well as the modes of formation is confirmed. Heteroxide coatings formed in PEO modes differ in composition and surface morphology, but all exhibit photocatalytic properties of varying degrees of activity. The study of the photocatalytic activity of the obtained coatings in the azo dye decomposition reaction by means of UV testing allowed to rank the heteroxide systems according to the specified parameter. Thus, the degree of decomposition of MF on ZnO-WO3/TiO2 films in 50 minutes was 23 %. Metal oxide systems ZnO-Co3O4/TiO2 had similar characteristics of the degree of decomposition – 21 %. The incorporation of CoO and WO3 oxides into the coating composition reduced the catalytic activity of the system to 19 %. The unstable mode of formation of ZnO-MoO3/TiO2 oxides and the low speed of the process have affected the quality of the catalytic coating activity, reduced the degree of decomposition of MO to values of titanium monoxide Ti/TiO2 without dopants. Comparison of quantitative characteristics of the properties of the obtained coatings allowed to determine the effects of dopants, incorporated into metal oxide systems, on their photocatalytic activity.
Highlights
Плазмо-електролітне оксидування (ПЕО) – це процес формування оксидних шарів на металах і сплавах у електролітах під дією електричних іскрових і/або мікродугових розрядів
Розмаїття гетерооксидних покриттів на титані та його сплавах визначає напрями використання покриттів у ролі захисних, біоінертних або каталітично активних матеріалів, зокрема електро- та фотокаталізаторв [1,2,3,4,5]
Ключевые слова: плазменно-электролитное оксидирование; фотокаталитическая активность; гетеро-оксидные покрытия; сплавы титана; d-элементы
Summary
Гетерооксидні ПЕО-покриття формували на пластинах із сплаву титану ВТ1-0 (вміст Ті -99%). Які складалися з суміші розчинів дифосфату лужного металу, оксиду Zn(ІІ) та сполук W(VІ), Мо (VI) або Со (ІІ). Інші електроліти готували з водних розчинів солей вольфраму, кобальту або молібдену, розчинених у дистильованій воді з послідовним додаванням до розчину дифосфату лужного металу. Формування фази покриттів у ПЕО режимі починалося за 20–60 секунд від моменту вмикання струму. Після анодування пластини промивали дистильованою водою та висушували при кімнатній температурі. Морфологію поверхні сформованих покриттів вивчали методом сканівної мікроскопії на мікроскопі ZEISS EVO 40XVP. Фазовий склад одержаних покриттів визначали на рентгенівському дифрактометрі ДРОН-2. Експерименти проводили у скляному реакторі об’ємом 50 мл, облаштованому магнітною мішалкою (швидкість обертання 100 об/хв) при кімнатній температурі в присутності кисню повітря. Вимірювання концентрації МЖ проводили кожні 5 хв в інтервалі часу 0–70 хв спектрофотометром КФК-2 за оптичною щільністю при λ = 490нм. Ступінь окиснення МЖ визначали як відношення (Сτ–С0) / С0, де С0 і Сτ – концентрації МЖ в початковий момент і у момент часу τ, відповідно, і за отриманими значеннями будували хронограми розкладання [1]
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
