Отзыв ведущей организации (Методы повышения фотокаталитической активности TiO2 и нанокомпозитов на его основе)

УТВЕ чной работе ербургский иверситет» -Петербург, рситетская наб., дом 7/9 Аплонов Сергей Витальевич « -'.Г»,~~Ы ~- ОТЗЫВ ВЕДУЩЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ на диссертационную работу Лебедева Василия Александровича «Методы повышения фотокаталитнческой активности ТЮ~ н нанокомпозитов на его основе», представленной на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.21 — химии твердого тела Диссертационная работа В.А. Лебедева относится к области химии твердого тела и функциональных материалов, направлена на получение новых материалов с высокой фотокаталитической активностью. Работа посвящена изучению взаимосвязи «состав — структура — фотокаталитическая активность материалов» на примере нанокристаллического диоксида титана и нанокомпозитов, полученных путем его модификации частицами золота, серебра, оксидов меди и вольфрама.

Работа продолжает исследования фотоактивных систем, успешно проводимые на кафедре наноматериалов факультета наук о материалах Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. А альность аботы несомненна и определяется, в первую очередь, выбором объектов исследования: диоксид титана является наиболее используемым фотокатализатором для процессов очистки воды и воздуха от технологических загрязнений. Мировые исследования направлены на активный поиск наиболее эффективных фотокатализаторов, прежде всего, на основе диоксида титана, за счет модификации морфологии частиц, фазового и химического состава. Подходы, на основе которых в работе В.А.

Лебедева решается вопрос о повышении фотокаталитической активости, актуальны и современны: управление степенью кристалличности материала, легирование материала с целью пространственного разделения зарядов и уменьшения скорости рекомбинации электрон-дырочных пар, смещения области поглощения в видимую область солнечного спектра, введение в материал дополнительных каталитически активных центров. Цель и задачи работы, способы решения и полученные результаты свидетельствуют о том, что диссертация В.А. Лебедева вносит существенный экспериментальный и теоретический вклад в актуальное направление современных исследований наноструктурированных фотоактивных материалов.

К наиболее на чно значимым и новым ез льтатам можно отнести следующее: — Детально проведенный анализ влияния аморфной фазы на фотокаталитическую активность материалов на основе Т10г, и выявление количественной зависимости фотокаталитичес кой активности от доли рентгеноаморфной фазы, — Разработка метода удаления аморфной фазы, позволяющего повысить фотокаталитическую активность. — Результаты исследования фото каталитической активности нанокомпозитов с полупроводниками с различным расположением энергетических зон относительно Т102 на примере СпО и %0ь показавшие неаддитивный характер зависимости фотокаталитической активности от содержания модифицирующего оксида и выявившие преимущества вольфрамсодержащего композита, включая его активность при воздействии видимого света, - Сравнительный анализ фотокаталитической активности композитов гидратированного оксида вольфрама с оксидом титана и оксидом кремния.

- Анализ фотокаталитической активности нанокомпозитов диоксид титана/металл на примере серебра и золота, показавший их высокую фотокаталитическую активность под воздействием УФ-излучения„ а также активность при воздействии света видимого диапазона, зависящие от работы выхода металла, контактирующего с Т1О2, и от метода восстановления металла при формировании композита. К конк етним и актически значимым ез льтатам относятся: Эффективный метод удаления рентгено аморфной фазы для повышения фотокаталитической активности диоксида титана. Методы синтеза, которые могут быть использованы при формировании нанокомпозитов диоксида титана с металлическим серебром или золотом.

Усовершенствованная методика измерения фото каталитической активности порошковых материалов позволяет повысить точность измерений. Обращает на себя внимание большой объем экспериментальной работы, выполненной диссертантом. В ходе ее автором был применен широкий набор методов и приемов неорганического синтеза. Исследования полученных образцов выполнены с использованием комплекса современных методов, включающих количественный рентгенофазовый анализ, растровую и просвечивающую электронную микроскопию с рентгеноспектральным микроанализом, спектроскопию диффузного отражения, ИК-спектроскопию, анализ удельной площади поверхности, термогравиметрию, исследования 2 фотокаталитической активности на оригинальной установке, в создании которой принимал участие сам автор.

Комплексный подход и широкий спектр физико-химических методов определяют несомненную научную новизну работы, надежность полученных результатов, обоснованность выводов на их основе, Из приведенного анализа содержания диссертации непосредственно следует высокая оценка на чной значимости диссертации В.А. Лебедева, как фундаментального исследования, в котором получены новые экспериментальные данные о способах повышения фотокаталитической активности диоксида титана. Безусловна и и актическая значимость диссертации В.А. Лебедева, в которой получены результаты, необходимые для технологии получения высокоэффективных наноструктурированных каталитических материалов. Полученные данные на ежны и остове иы, Интерпретация результатов, основные выводы и заключения обоснованы.

По тексту работы возникают некоторые вопросы и замечания: 1. Следует ли ожидать те >ке тенденции в изменении фотокаталитической активности образцов при разложении других органических веществ, а не только красителя метилового оранжевого? 2. Какой из исследованных методов модификации по итогам работы дал наилучший результат с точки зрения увеличения фотокаталитической активности? 3. Чем можно объяснить снижение фотокаталитической активности в случае некоторых образцов, например, композитов, содержащих медь? 4. Какими преимуществами обладают композитные фотокатализаторы типа «диоксид титана/полупроводник» по сравнению с индивидуальными полупроводниками с шириной запрещенной зоны меньшей, чем у оксида титана? 5.

Каким образом была решена проблема седиментации фотокатализатора в использованной проточной системе анализа? 6, Отмечая достоинства в оформлении диссертации, приходится отметить, что не все методики четко описаны, в частности, примененные при исследовании фотокаталитической активности. Данные замечания не отражаются на общей положительной оценке диссертации, выполненной как тщательное фундаментальное исследование, решающее важные задачи химии твердого тела. Содержание диссертации В.А. Лебедева отражено в публикациях, представленных в авторе ферате.

Текст автореферата соответствует содержанию диссертации. Работа прошла хорошую апробацию — 14 докладов на международных и российских научных конференциях. По результатам работы опубликовано 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, в том числе в высокорейтинговом журнале Арр11ес1 Са1а1уз1з В: Ем1гошпеп1а1 (импакт-фактор ЖоЯ 2015 8,328). Результаты работы могут быть интересны для практического использования при разработке лекционных курсов в вузах на факультетах 3 Заведующий кафедрой химической термодинамики и кинетики ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет», доктор химических наук, профессор Тойкка Александр Матвеевич 198504, г.

Санкт-Петербург, Университетский пр., д. 26 Телефон: +7Я2~фЬЦЦ 2, Е-та11: а.1рй~афярЫф ~~ в' н~я ~1вдфйь~'3ДВ'- Ря~'!'",;:-',,-, 6'1з61'ьН»1 ~~~.,Д~;! 6 "Й44~7В )13:,11 в'.~'~-я~': 'фф" ~ф химического, физического, материаловедческо го и технологического профиля, например, Московском, Санкт-Петербургском, Воронежском государственных университетах, Нижегородском государственном университете им.

Н.И. Лобачевского, Новосибирском национальном исследовательском университете, Санкт-Петербургском государственном технологическом институте, Саратовском государственном технологическом университете, Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева, и представлять интерес для академических институтов Института общей и неорганической химии им. Н.С.Курнакова РАН, Института катализа им. Г.К.Борескова СО РАН, Института химии твердого тела УрО РАН, других институтов РАН физико-химического и материал оведческого профиля, а также для научно-исследовательских, проектных и производственных организаций, разрабатывающих новые фотоактивные материалы различного функционального назначения, Таким образом, диссертационная работа В.А.