RU2275238C1 - Photochemical reaction catalyst in the form of titanium dioxide-based mesoporous material and a method for preparation thereof - Google Patents

Photochemical reaction catalyst in the form of titanium dioxide-based mesoporous material and a method for preparation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2275238C1
RU2275238C1 RU2004132547/04A RU2004132547A RU2275238C1 RU 2275238 C1 RU2275238 C1 RU 2275238C1 RU 2004132547/04 A RU2004132547/04 A RU 2004132547/04A RU 2004132547 A RU2004132547 A RU 2004132547A RU 2275238 C1 RU2275238 C1 RU 2275238C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanium dioxide
mixture
template
solution
temperature
Prior art date
Application number
RU2004132547/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Андреевич Манорик (UA)
Петр Андреевич Манорик
Натали Ивановна Ермохина (UA)
Наталия Ивановна Ермохина
Валентина Ивановна Литвин (UA)
Валентина Ивановна Литвин
Владимир Георгиевич Ильин (UA)
Владимир Георгиевич Ильин
Степан Ярославович Кучмий (UA)
Степан Ярославович Кучмий
Александр Леонидович Строюк (UA)
Александр Леонидович Строюк
Май Альбертовна Федоренко (UA)
Майя Альбертовна Федоренко
Анна Васильевна Коржак (UA)
Анна Васильевна Коржак
ров Виктор Кимович Бухти (UA)
Виктор Кимович Бухтияров
Василий Михайлович Гранчак (UA)
Василий Михайлович Гранчак
Александр Васильевич Шульженко (UA)
Александр Васильевич Шульженко
Original Assignee
Институт Физической Химии Им. Л.В. Писаржевского Национальной Академии Наук Украины
Петр Андреевич Манорик
Наталия Ивановна Ермохина
Валентина Ивановна Литвин
Владимир Георгиевич Ильин
Степан Ярославович Кучмий
Александр Леонидович Строюк
Майя Альбертовна Федоренко
Анна Васильевна Коржак
Виктор Кимович Бухтияров
Василий Михайлович Гранчак
Александр Васильевич Шульженко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Физической Химии Им. Л.В. Писаржевского Национальной Академии Наук Украины, Петр Андреевич Манорик, Наталия Ивановна Ермохина, Валентина Ивановна Литвин, Владимир Георгиевич Ильин, Степан Ярославович Кучмий, Александр Леонидович Строюк, Майя Альбертовна Федоренко, Анна Васильевна Коржак, Виктор Кимович Бухтияров, Василий Михайлович Гранчак, Александр Васильевич Шульженко filed Critical Институт Физической Химии Им. Л.В. Писаржевского Национальной Академии Наук Украины
Priority to RU2004132547/04A priority Critical patent/RU2275238C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2275238C1 publication Critical patent/RU2275238C1/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: catalyst preparation methods.
SUBSTANCE: catalyst containing crystalline anatase phase in amount at least 30% and nickel in amount 0.5 to 2% has porous structure with mean pore diameter 2 to 16 nm and specific surface at least 70 m2/g. When used to catalyze photochemical reaction of isolation of hydrogen from water-alcohol mixtures, it provides quantum yield of reaction 0.09-0.13. Preparation of titanium dioxide-based mesoporous material comprises adding titanium tetraalkoxide precursor and organic-nature template to aqueous-organic solvent, ageing reaction mixture to complete formation of spatial structure therefrom through consecutive sol and gel formation stages, separating reaction product, and processing it to remove template. Invention is characterized by that water-alcohol derivative contains no more than 7% water and template consists of at least one ligand selected from group of macrocyclic compounds, in particular oxa- and oxaazamacrocyclic compounds containing at least four oxygen atoms, and/or complexes of indicated macrocyclic compounds with metal ions selected from group of alkali metals or alkali-earth metal metals, or f-metals consisting, in particular, of lithium, potassium, sodium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, lanthanum, and cerium used in amounts from 0.001 to 0.2 mole per 1 mole precursor. Sol is formed by stirring reaction mixture at temperature not higher than 35°C. Once formation of spaced structure completed, mixture is held at the same temperature in open vessel to allow free access of water steam and, when template is removed from the mixture, mixture is first treated with nickel salt solution and then with alkali metal borohydride solution until metallic nickel is formed.
EFFECT: increased sorption and photocatalytic properties of catalyst and enabled reproducibility of its property complex.
7 cl, 68 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к составу и структуре композитных металл-полупроводниковых мезопористых материалов на основе диоксида титана и к способам получения таких материалов.The invention relates to the composition and structure of composite metal-semiconductor mesoporous materials based on titanium dioxide and to methods for producing such materials.

Такие композитные металлсодержащие мезопористые материалы без дополнительного привлечения катализаторов "темновых" стадий реакций могут быть использованы:Such composite metal-containing mesoporous materials without additional involvement of catalysts of the "dark" stages of reactions can be used:

как катализаторы фотохимических реакций на химических предприятиях, в частности, для получения молекулярного водорода как топлива для транспортных средств или как исходного реагента для таких технологических процессов, как синтез аммиака, метанола и т.п.;as catalysts for photochemical reactions in chemical plants, in particular for the production of molecular hydrogen as a fuel for vehicles or as a starting reagent for such technological processes as the synthesis of ammonia, methanol, etc .;

как сорбенты-фотокатализаторы для очистки, например, воздуха и промышленных стоков от вредных органических соединений путем гетерогенного фотокаталитического окисления упомянутых соединений до образования безопасных для здоровья человека продуктов.as photocatalyst sorbents for purifying, for example, air and industrial effluents from harmful organic compounds by heterogeneous photocatalytic oxidation of these compounds to form products that are safe for human health.

Употребляемые здесь и далее термины применительно к изобретению означают:The terms used hereinafter in relation to the invention mean:

фотокаталитическая реакция - проходящая под действием света реакция, в которой участвуют соединения, подвергающиеся химическим превращениям, и фотокатализаторы как вещества, не участвующие стехиометрически в суммарном процессе;photocatalytic reaction - a reaction under the influence of light, in which compounds are subjected to chemical transformations, and photocatalysts as substances that are not involved stoichiometrically in the overall process;

катализатор фотохимической реакции (фотокатализатор) - вещество, которое поглощает свет, находясь в индивидуальном виде или в комплексе с одним из реагентов, в результате чего приобретает способность индуцировать химические превращения, передавая энергию электронного возбуждения субстрату или вступая с ним в промежуточные химические взаимодействия, и, кроме того, регенерирует свой химический состав и основное электронное состояние после каждого такого цикла;a photochemical reaction catalyst (photocatalyst) is a substance that absorbs light, individually or in combination with one of the reagents, as a result of which it acquires the ability to induce chemical transformations, transferring electronic excitation energy to the substrate or entering into intermediate chemical interactions with it, and, in addition, it regenerates its chemical composition and ground electronic state after each such cycle;

катализатор темновой стадии реакции - металл, который не участвует непосредственно в первичных актах фотохимического процесса, однако обладает способностью ускорять вторичные, "темновые" (не требующие использования облучения), стадии процесса;the catalyst for the dark stage of the reaction is a metal that does not directly participate in the primary acts of the photochemical process, but has the ability to accelerate the secondary, "dark" (not requiring the use of radiation) process stages;

квантовый выход - одна из главних характеристик фотокаталитической реакции, указывающая какая доля молекул реагента претерпевает химическое превращение на один квант поглощенного фотокатализатором света;quantum yield is one of the main characteristics of the photocatalytic reaction, indicating how much of the reagent molecules undergo chemical conversion per quantum of light absorbed by the photocatalyst;

темплат - материал, служащий структуронаправляющим агентом ("шаблоном"), на котором в процессе золь-гель синтеза с определенной ориентацией в пространстве закрепляются исходные реагенты и на котором формируется структура дисперсного пористого материала;template - a material that serves as a structural directing agent ("template") on which the initial reagents are fixed in the process of sol-gel synthesis with a certain orientation in space and on which the structure of a dispersed porous material is formed;

прекурсор - исходное вещество, которое в результате химических превращений, например гидролиза, становится источником материала для формирования на темплате в процессе золь-гель синтеза каркаса пористого дисперсного материала;precursor - the starting material, which, as a result of chemical transformations, such as hydrolysis, becomes a source of material for the formation of a framework of a porous dispersed material on a template during the sol-gel synthesis;

золь - коллоидная система с жидкой дисперсионной средой, частицы дисперсной фазы которой (мицеллы) свободно участвуют в броуновском движении и которая при коагуляции превращается в гель;sol - a colloidal system with a liquid dispersion medium, particles of the dispersed phase of which (micelles) freely participate in Brownian motion and which, when coagulated, turns into a gel;

гель - структурированная коллоидная система с жидкой дисперсионной средой, в которой частицы дисперсной фазы соединены между собой в рыхлую пространственную сетку, содержащую в своих ячейках дисперсионную среду;gel - a structured colloidal system with a liquid dispersion medium in which the particles of the dispersed phase are interconnected into a loose spatial network containing a dispersion medium in its cells;

координационное соединение, комплекс - соединение сложного состава, в котором к центральному катиону (комплексообразователю) координированы лиганды через их донорные атомы кислорода и/или азота, причем число координированных атомов зависит от природы центрального катиона и природы лиганда;coordination compound, complex - a compound of complex composition in which ligands are coordinated to the central cation (complexing agent) through their donor oxygen and / or nitrogen atoms, the number of coordinated atoms depending on the nature of the central cation and the nature of the ligand;

макроциклическое соединение - соединение, в котором донорные атомы кислорода и/или азота соединены между собой углеродными мостиками различной длины, содержащими также атомы водорода и/или различные заместители, и которые образуют один или несколько замкнутых циклов;macrocyclic compound - a compound in which donor oxygen and / or nitrogen atoms are interconnected by carbon bridges of various lengths containing also hydrogen atoms and / or various substituents, and which form one or more closed cycles;

оксамакроциклическое соединение (краун-эфир) - макроциклическое соединение, содержащее только донорные атомы кислорода;oxamacrocyclic compound (crown ether) - a macrocyclic compound containing only donor oxygen atoms;

оксаазамакроциклическое соединение - макроциклическое соединение, содержащее наряду с донорными атомами кислорода также атомы азота;oxaazamacrocyclic compound - a macrocyclic compound containing, along with donor oxygen atoms, nitrogen atoms as well;

гидротермальная обработка - обработка веществ в условиях высоких температур и давлений, при которых вода и водные растворы способны растворять вещества, практически нерастворимые в обычных условиях, и при которых исходные неорганические вещества превращаются в кристаллический продукт;hydrothermal treatment - treatment of substances at high temperatures and pressures, in which water and aqueous solutions are able to dissolve substances that are practically insoluble in ordinary conditions, and in which the original inorganic substances turn into a crystalline product;

кальцинирование - прокаливание материала при высоких температурах.calcination - calcination of a material at high temperatures.

Уровень техникиState of the art

Дисперсные материалы на основе диоксида титана как катализаторы фотохимических реакций выделения молекулярного водорода или, например, как сорбенты-катализаторы гетерогенных фотохимических процессов окисления органических соединений должны обеспечивать:Dispersed materials based on titanium dioxide as catalysts for photochemical reactions of molecular hydrogen evolution or, for example, as sorbents-catalysts of heterogeneous photochemical processes of oxidation of organic compounds should provide:

максимально высокие квантовые выходы реакций образования продуктов (т.е. должны иметь максимально возможный коэффициент полезного действия);the highest quantum yields of product formation reactions (i.e., should have the highest possible efficiency);

возможность предварительного и, желательно, равномерного концентрирования органических соединений на своей активной поверхности для их последующего эффективного разложения.the possibility of preliminary and, preferably, uniform concentration of organic compounds on its active surface for their subsequent effective decomposition.

Кроме того, такие материалы должны быть доступными по цене, а ресурс их работы - длительным.In addition, such materials should be affordable, and the resource of their work should be long.

В свою очередь, способы получения таких дисперсных материалов на основе диоксида титана должны быть простыми и должны предусматривать использование общедоступных реагентов. В то же время, такие способы должны обеспечивать устойчивую воспроизводимость свойств конечных продуктов.In turn, methods for producing such dispersed materials based on titanium dioxide should be simple and should include the use of generally available reagents. At the same time, such methods should provide stable reproducibility of the properties of the final products.

Указанные требования до сих пор удавалось выполнить только в некоторых частичных сочетаниях.Until now, it has been possible to fulfill the indicated requirements only in some partial combinations.

Так, известен дисперсный материал марки Degussa P 25 фирмы Degussa, который преимущественно состоит из кристаллической модификации диоксида титана - анатаза (см., например, web-страницу фирмы Degussa: www. degussa.com/cn/producte.html). Именно анатаз, являясь, как известно, полупроводником OR-типа, способен к окислению и восстановлению одновременно (см., например, Бальцани В., Скандола Ф., Инфелта П. и др. Энергетические ресурсы сквозь призму фотохимии и катализа: Пер. с англ. /Под ред. М.Гретцеля. - М.: Мир, 1986. - С.364): при поглощении им фотонов электроны возбуждаются в зону проводимости, а дырки генерируются в валентной зоне, принимая соответственно участие в реакциях восстановления и окисления молекул веществ, находящихся в контакте с этим полупроводником. При этом кристаллическая модификация диоксида титана, имея значительно меньше дефектов в сравнении с его аморфной модификацией, с одной стороны, способствует эффективному перемещению фотогенерированных зарядов в массе полупроводника, а с другой - снижает вероятность протекания весьма нежелательного обратного процесса - рекомбинации фотогенерированных зарядов. Поэтому известный материал-катализатор фотохимических реакций и, в частности, таких реакций, как выделение молекулярного водорода из водно-спиртовых смесей, характеризуется достаточно высокими значениями квантовых выходов образования водорода (около 0,4) при условии дополнительного использования весьма дорогого платинового или палладиевого катализатора темновой стадии этих реакций, который обычно наносят на отдельно взятый мелкодисперсный инертный носитель, например, силикагель и роль которого, как известно (см., например, Бальцани В., Скандола Ф., Инфелта П. и др. Энергетические ресурсы сквозь призму фотохимии и катализа: Пер. с англ. / Под ред. М.Гретцеля. - М.: Мир, 1986. - С.365), заключается в аккумулировании образовавшегося в результате реакции атомарного водорода и его превращении в молекулярный водород.Thus, dispersed material of the Degussa P 25 brand from Degussa is known, which mainly consists of a crystalline modification of titanium dioxide - anatase (see, for example, the Degussa website: www. Degussa.com/cn/producte.html). It is anatase, which is known to be an OR-type semiconductor, capable of oxidation and reduction at the same time (see, for example, Balzani V., Scandola F., Infelt P. et al. Energy resources through the prism of photochemistry and catalysis: Transl. English / Edited by M. Grettsel. - M .: Mir, 1986. - P.364): when photons are absorbed by them, electrons are excited in the conduction band, and holes are generated in the valence band, respectively taking part in molecular reduction and oxidation reactions substances in contact with this semiconductor. In this case, the crystalline modification of titanium dioxide, having significantly fewer defects in comparison with its amorphous modification, on the one hand, promotes the efficient movement of photogenerated charges in the semiconductor mass, and on the other hand, reduces the likelihood of a very undesirable reverse process - the recombination of photogenerated charges. Therefore, the known catalyst material for photochemical reactions, and in particular, reactions such as the evolution of molecular hydrogen from water-alcohol mixtures, is characterized by fairly high quantum yields of hydrogen formation (about 0.4), provided that the very expensive platinum or palladium dark catalyst is additionally used stages of these reactions, which are usually applied to a single finely divided inert carrier, for example, silica gel and the role of which is known (see, for example, Balzani V. , Scandola F., Infelt P. et al. Energy resources through the prism of photochemistry and catalysis: Translated from English / Edited by M. Gretzel. - M .: Mir, 1986. - P.365), consists in the accumulation of the resulting as a result of the reaction of atomic hydrogen and its conversion into molecular hydrogen.

Однако известный дисперсный материал марки Degussa P 25 имеет практически плотную структуру и поэтому весьма незначительную удельную поверхность (около 50 м2/г вещества), образованную мелкодисперсными частичками материала. Поэтому эффективность использования этого материала для предварительного концентрирования на своей активной поверхности паров органических соединений с целью их последующего гетерогенного фотохимического разложения весьма низка. Кроме того, для эффективного функционирования этого материала как фотокатализатора реакции получения молекулярного водорода необходимо интенсивное перемешивание его вместе с мелкодисперсным носителем металлического катализатора темновой стадии реакции, поскольку лишь тесный контакт частиц полупроводникового фотокатализатора и зерен носителя с катализатором темновой стадии способствует разделению фотогенерированных в полупроводнике зарядов, накоплению на металле фотогенерированных электронов, разрядке протонированных молекул воды на поверхности металла, рекомбинации образующихся атомов водорода и десорбции молекулярного водорода (см. там же).However, the known dispersed material of the Degussa P 25 brand has an almost dense structure and therefore a very small specific surface (about 50 m 2 / g of substance) formed by fine particles of material. Therefore, the efficiency of using this material for preliminary concentration of vapors of organic compounds on its active surface for the purpose of their subsequent heterogeneous photochemical decomposition is very low. In addition, for the effective functioning of this material as a photocatalyst for the production of molecular hydrogen, intensive mixing with a finely dispersed metal catalyst of the dark stage of the reaction is necessary, since only close contact of the particles of the semiconductor photocatalyst and the grains of the carrier with the dark catalyst promotes the separation of charges photogenerated in the semiconductor and the accumulation on a metal of photogenerated electrons, the discharge of a protonated molecule water on the metal surface recombination formed hydrogen atoms and molecular hydrogen desorption (ibid.).

Очевидно, что в результате вынужденного использования в режиме перемешивания мелкодисперсного носителя металлического катализатора значительная часть светового излучения, направленная в реактор, рассеивается и не попадает на фотокатализатор. Очевидно также, что следствием интенсивного перемешивания реакционной смеси является постепенный абразивный износ как частиц фотокатализатора, так и частиц носителя катализатора темновой стадии реакции с потерей, в частности, весьма дорогого драгметалла.Obviously, as a result of the forced use of a finely dispersed support of a metal catalyst in the mixing mode, a significant part of the light radiation directed into the reactor is scattered and does not reach the photocatalyst. It is also obvious that the consequence of intensive mixing of the reaction mixture is the gradual abrasive wear of both the particles of the photocatalyst and the particles of the catalyst carrier of the dark reaction stage with the loss, in particular, of a very expensive precious metal.

Способ получения кристаллической модификации диоксида титана - анатаза, каким преимущественно является материал Degussa P 25, общеизвестен (см., например, Руководство по неорганическому синтезу. Под ред. Г.Брауэра. - М.: Мир, 1985. - Т.4 - С.1460-1462). Он включает введение в тетраалкоксид (этоксид, изопропоксид или бутоксид) титана при охлаждении (температура около 5°С) и интенсивном перемешивании многократного (по отношению к стехиометрическому) количества воды до образования мути гидрата окиси титана, перемешивание полученной смеси в течение нескольких часов до полного гидролиза тетраалкоксида титана, фильтрацию полученного осадка, промывку его водой, вакуумную сушку при комнатной температуре, последующий прогрев при температуре до 400°С до образования кристаллической модификации диоксида титана - анатаза и его измельчение.A method of obtaining a crystalline modification of titanium dioxide - anatase, which is mainly Degussa P 25 material, is well known (see, for example, Manual on Inorganic Synthesis. Edited by G. Brauer. - M .: Mir, 1985. - T.4 - C .1460-1462). It includes the introduction of titanium into tetraalkoxide (ethoxide, isopropoxide or butoxide) while cooling (temperature is about 5 ° С) and vigorously stirring multiple (relative to stoichiometric) amounts of water to form titanium oxide turbidity, stirring the mixture for several hours until complete hydrolysis of titanium tetraalkoxide, filtering the precipitate obtained, washing it with water, vacuum drying at room temperature, subsequent heating at temperatures up to 400 ° C until a crystalline modification forms titanium dioxide - anatase and its grinding.

Этот известный способ сравнительно прост и, кроме того, обеспечивает практически 100%-ный выход готового продукта, обладающего фотокаталитическими свойствами.This known method is relatively simple and, in addition, provides an almost 100% yield of the finished product with photocatalytic properties.

Однако этот способ не позволяет получать пористый материал, который способен эффективно концентрировать пары органических соединений перед их фотокаталитическим разложением.However, this method does not allow to obtain a porous material that is able to effectively concentrate pairs of organic compounds before their photocatalytic decomposition.

Известен также мезопористый материал на основе диоксида титана, имеющий гораздо большую по сравнению с материалом Degussa P 25 удельную поверхность (см., например, заявку США №679029, поданную 12.06.96). Благодаря мезопористой структуре и поэтому высокоразвитой удельной поверхности известный материал обладает высокой сорбционной способностью. Поэтому он может быть хорошим концентратором паров органических соединений, подлежащих последующему разложению.Also known is a mesoporous material based on titanium dioxide having a much larger specific surface area compared to Degussa P 25 (see, for example, US application No. 6,79029, filed June 12, 1996). Due to the mesoporous structure and therefore the highly developed specific surface, the known material has a high sorption capacity. Therefore, it can be a good concentrator of vapors of organic compounds that are subject to subsequent decomposition.

Однако известный материал состоит преимущественно из аморфной фазы диоксида титана и потому неэффективен как катализатор фотохимических реакций выделения молекулярного водорода и, тем более, как сорбент-катализатор гетерогенных фотохимических процессов окисления органических соединений в газовой фазе.However, the known material consists predominantly of the amorphous phase of titanium dioxide and is therefore ineffective as a catalyst for the photochemical reactions of the evolution of molecular hydrogen and, moreover, as a sorbent catalyst for heterogeneous photochemical processes of oxidation of organic compounds in the gas phase.

Способ получения такого мезопористого материала на основе диоксида титана путем темплатного золь-гель синтеза включает (см. там же) введение в водно-органический растворитель прекурсора в виде тетраалкоксида титана и темплата в виде органического соединения, преимущественно выбранного из числа поверхностно-активных веществ, выдержку или обработку полученного раствора при определенных условиях и режимах до образования из смеси прекурсор/темплат вначале золя, а затем геля и удаление темплата.A method of producing such a mesoporous material based on titanium dioxide by template sol-gel synthesis includes (see ibid.) Introducing a precursor in the form of a tetraalkoxide of titanium into a water-organic solvent and a template in the form of an organic compound, mainly selected from among surfactants, exposure or processing the resulting solution under certain conditions and conditions until a precursor / template is formed from the mixture, first the sol, and then the gel and the template is removed.

Этот способ позволяет получать сорбционноактивный материал на основе диоксида титана со средним диаметром пор около 3 нм и с удельной поверхностью вплоть до 700 м2/г.This method allows to obtain sorption-active material based on titanium dioxide with an average pore diameter of about 3 nm and with a specific surface area of up to 700 m 2 / g.

Однако этот способ не позволяет получать мезопористый материал на основе диоксида титана, обладающий фотокаталитическими свойствами.However, this method does not allow to obtain a mesoporous material based on titanium dioxide with photocatalytic properties.

Наиболее близкими по технической сути и достигаемому эффекту к заявляемой группе объектов являются мезопористый материал на основе диоксида титана и способ его получения, которые известны из статьи Synthesis of Hexagonally Packed Mesoporous TiO2 by a Modified Sol-Gel Method. David M. Antonelli, Jackie Y.Ying // Angew.Chem.lnt. Ed.Engl., 1995, V.34, №1, P. 2014-2022 и статьи Synthesis, Characterization, and Photocatalytik Aktivity of Titania and Niobia Mesoporous Molekular Sieves. Viktor F. Stone, Jr. and Robert J. Davis // Chemistry of Materials, 1998, V.10, №5, P.1468-1474. В первой из этих статей охарактеризована текстура материала, выбранного нами в качестве прототипа, и постадийно описан процесс-прототип получения такого материала с указанием условий проведения каждой стадии синтеза. Во второй (другими авторами) - изучены фотокаталитические свойства материала-прототипа и дано объяснение природы его фотокаталитической активности.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed group of objects are mesoporous material based on titanium dioxide and the method for its preparation, which are known from Synthesis of Hexagonally Packed Mesoporous TiO 2 by a Modified Sol-Gel Method. David M. Antonelli, Jackie Y. Ying // Angew.Chem.lnt. Ed.Engl., 1995, V.34, No. 1, P. 2014-2022 and articles Synthesis, Characterization, and Photocatalytik Aktivity of Titania and Niobia Mesoporous Molekular Sieves. Viktor F. Stone, Jr. and Robert J. Davis // Chemistry of Materials, 1998, V.10, No. 5, P.1468-1474. In the first of these articles, the texture of the material that we selected as a prototype is described, and a prototype process for obtaining such material is described in stages, indicating the conditions for each stage of the synthesis. In the second (by other authors), the photocatalytic properties of the prototype material were studied and the nature of its photocatalytic activity was explained.

Известный мезопористый материал на основе диоксида титана (см. Synthesis of Hexagonally Packed Mesoporous TiO2 by a Modified Sol-Gel Method. David M. Antonelli, Jackie Y.Ying // Angew.Chem.lnt. Ed.Engl., 1995, V.34, №1, P.2017) имеет средний диаметр пор около 3 нанометров и обладает удельной поверхностью около 200 м2/г. Поэтому он эффективен как концентратор паров органических соединений.Known Mesoporous Material Based on Titanium Dioxide (see Synthesis of Hexagonally Packed Mesoporous TiO 2 by a Modified Sol-Gel Method. David M. Antonelli, Jackie Y. Ying // Angew.Chem.lnt. Ed.Engl., 1995, V .34, No. 1, P.2017) has an average pore diameter of about 3 nanometers and has a specific surface area of about 200 m 2 / g. Therefore, it is effective as a vapor concentrator of organic compounds.

Однако этот мезопористый материал на основе диоксида титана характеризуется достаточно низким значением квантового выхода образования молекулярного водорода (не более 0,01) при условии дополнительного использования в режиме перемешивания платинового или палладиевого катализатора темновой стадии реакции (см. Synthesis, Characterization, and Photocatalytik Aktivity of Titania and Niobia Mesoporous Molekular Sieves. Viktor F. Stone, Jr. and Robert J. Davis // Chemistry of Materials, 1998, V.10, №5, P. 1470, таблица 1), что свидетельствует о преобладании в материале фотокаталитически малоактивной аморфной фазы диоксида титана (см. там же, с.1471, рисунок 4). Кроме того, снижению фотокаталитической активности известного материала способствует и содержание в его порах фрагмента темплата - фосфора (см. там же). Поэтому данный мезопористый материал на основе диоксида титана по комплексу свойств недостаточно эффективен и как сорбент-фотокатализатор.However, this mesoporous material based on titanium dioxide is characterized by a rather low quantum yield of molecular hydrogen production (not more than 0.01), provided that the platinum or palladium catalyst is additionally used in the dark stage of the reaction (see Synthesis, Characterization, and Photocatalytik Aktivity of Titania and Niobia Mesoporous Molekular Sieves. Viktor F. Stone, Jr. and Robert J. Davis // Chemistry of Materials, 1998, V. 10, No. 5, P. 1470, table 1), which indicates the predominance of photocatalytically inactive amorphous material titanium dioxide phases (see ibid., p. 1471, figure 4). In addition, the decrease in the photocatalytic activity of the known material is also facilitated by the content in its pores of a template fragment - phosphorus (see ibid.). Therefore, this mesoporous material based on titanium dioxide is not effective enough as a sorbent photocatalyst in terms of its set of properties.

Способ получения известного мезопористого материала на основе диоксида титана включает (см. Synthesis of Hexagonally Packed Mesoporous TiO2 by a Modified Sol-Gel Method. David M. Antonelli, Jackie Y.Ying //Angew.Chem.lnt. Ed.Engl., 1995, V.34, №1, P. 2017) растворение в воде темплата - монододецилфосфата и регулятора рН-гидроксида калия, растворение в органическом растворителе - ацетилацетоне - прекурсора в виде тетраалкоксида (изопропоксида) титана, смешивание полученных растворов, выдержку смеси при температуре около 80°С в изолированном от внешней среды сосуде до окончательного формирования из нее пространственной структуры, которое, как известно, включает промежуточные стадии образования вначале золя, а затем геля (см., например, Химический энциклопедический словарь / Под ред. И.Л.Кнунянца. - M.: Советская энциклопедия, 1983. - С.549), отделение осадка, его промывку, сушку и обработку до удаления из него темплата.A method for producing a known titanium dioxide-based mesoporous material includes (see Synthesis of Hexagonally Packed Mesoporous TiO 2 by a Modified Sol-Gel Method. David M. Antonelli, Jackie Y. Ying // Angew.Chem.lnt. Ed.Engl., 1995, V.34, No. 1, P. 2017) dissolution in water of a template - monododecylphosphate and a potassium pH hydroxide regulator, dissolution of a precursor in the form of tetraalkoxide (isopropoxide) titanium in an organic solvent - acetylacetone, mixing the resulting solutions, holding the mixture at temperature about 80 ° C in a vessel isolated from the external environment until the formation of prostra natural structure, which, as you know, includes the intermediate stages of the formation of a sol and then a gel (see, for example, Chemical Encyclopedic Dictionary / Ed. by I.L. Knunyants. - M .: Soviet Encyclopedia, 1983. - P. 549 ), separation of the precipitate, washing, drying and processing until the template is removed from it.

Известный способ позволяет получать мезопористый материал на основе диоксида титана с хорошо упорядоченой структурой пор и высокоразвитой поверхностью (см. Synthesis of Hexagonally Packed Mesoporous TiO2 by a Modified Sol-Gel Method. David M. Antonelli, Jackie Y.Ying // Angew.Chem.lnt. Ed.Engl., 1995, V.34, №1, P.2017).The known method allows to obtain a mesoporous material based on titanium dioxide with a well-ordered pore structure and a highly developed surface (see Synthesis of Hexagonally Packed Mesoporous TiO 2 by a Modified Sol-Gel Method. David M. Antonelli, Jackie Y. Ying // Angew.Chem .lnt. Ed.Engl., 1995, V.34, No. 1, P.2017).

Однако этот способ не позволяет получать мезопористый материал на основе диоксида титана с высоким содержанием фотокаталитически активной кристаллической фазы - анатаза. Кроме того, использование в соответствии с известным способом монододецилфосфата как темплатирующего реагента препятствует полному удалению фрагментов этого реагента из пор готового продукта (см. Synthesis, Characterization, and Photocatalytik Aktivity of Titania and Niobia Mesoporous Molekular Sieves. Viktor F. Stone, Jr. and Robert J. Davis // Chemistry of Materials, 1998, V.10, №5, P. 1471).However, this method does not allow to obtain a mesoporous material based on titanium dioxide with a high content of photocatalytically active crystalline phase - anatase. In addition, the use of monododecyl phosphate as a templating reagent in accordance with the known method prevents the complete removal of fragments of this reagent from the pores of the finished product (see Synthesis, Characterization, and Photocatalytik Aktivity of Titania and Niobia Mesoporous Molekular Sieves. Viktor F. Stone, Jr. and Robert J. Davis // Chemistry of Materials, 1998, V. 10, No. 5, P. 1471).

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В основу группы изобретений положена задача путем усовершенствования состава и текстуры мезопористого материала на основе диоксида титана создать композитный металл-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана с высокими сорбционными и фотокаталитическими показателями и путем подбора реагентов для осуществления способа получения такого мезопористого материала и условий синтеза обеспечить воспроизводимость комплекса свойств такого сорбента-фотокатализатора.The basis of the group of inventions is the task, by improving the composition and texture of a mesoporous material based on titanium dioxide, to create a composite metal-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide with high sorption and photocatalytic characteristics and by selecting reagents for implementing the method of producing such a mesoporous material and synthesis conditions to ensure reproducibility the set of properties of such a sorbent-photocatalyst.

Поставленная задача решена тем, что мезопористый материал на основе диоксида титана согласно изобретению содержит кристаллическую фазу анатаза в количестве не менее 30 мас.%, никель в количестве от 0,5 до 2 мас.%, имеет пористую структуру со средним диаметром пор от 2 до 16 нм, удельную поверхность не менее 70 м2/г и как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей обеспечивает квантовый выход реакции от 0,09 до 0,13.The problem is solved in that the mesoporous material based on titanium dioxide according to the invention contains a crystalline anatase phase in an amount of at least 30 wt.%, Nickel in an amount of from 0.5 to 2 wt.%, Has a porous structure with an average pore diameter of from 2 to 16 nm, a specific surface area of not less than 70 m 2 / g and, as a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, provides a quantum yield of the reaction from 0.09 to 0.13.

Первое дополнительное отличие заключается в том, что он дополнительно содержит лантан в количестве не более 0,019 грамма на один грамм диоксида титана, содержащегося в материале.The first additional difference is that it additionally contains lanthanum in an amount of not more than 0.019 grams per gram of titanium dioxide contained in the material.

Поставленная задача решена также тем, что в способе получения мезопористого материала на основе диоксида титана, включающем введение в водно-органический растворитель прекурсора - тетраалкоксида титана и темплата органической природы, выдержку смеси реагентов до окончательного формирования из нее пространственной структуры через последовательные стадии образования золя, а затем геля, отделение полученного продукта реакции и его обработку до удаления темплата, согласно изобретению процесс проводят в водно-спиртовом растворителе, содержащем не более 7 мас.% воды, в качестве темплата в растворитель вводят по меньшей мере один из лигандов, выбранных из группы макроциклических соединений, состоящей из окса- и оксаазамакроциклических соединений, содержащих не менее четырех атомов кислорода, и/или из комплексов указанных макроциклических соединений с ионами металлов, выбранных из группы щелочных, или щелочноземельных, или f-металлов, состоящей из лития, калия, натрия, рубидия, цезия, магния, кальция, стронция, бария, лантана и церия, до образования золя смесь реагентов перемешивают, поддерживая ее температуру не выше 35°С, до окончательного формирования из смеси реагентов пространственной структуры смесь выдерживают при такой же температуре в открытом сосуде в условиях свободного доступа к смеси паров воды и после удаления из пространственной структуры темплата ее вначале обрабытывают раствором соли никеля, а затем раствором боргидрида щелочного металла до образования металлического никеля.The problem is also solved by the fact that in the method for producing a mesoporous material based on titanium dioxide, which includes introducing a precursor tetraalkoxide of titanium and a template of organic nature into an aqueous organic solvent, holding the mixture of reagents to the final formation of the spatial structure from it through the successive stages of sol formation, and then gel, separation of the obtained reaction product and its processing to remove the template, according to the invention, the process is carried out in a water-alcohol solvent, with containing not more than 7 wt.% water, at least one of the ligands selected from the group of macrocyclic compounds consisting of oxa and oxazamacrocyclic compounds containing at least four oxygen atoms and / or from complexes of these macrocyclic is introduced into the solvent as a template compounds with metal ions selected from the group of alkali, or alkaline earth, or f-metals, consisting of lithium, potassium, sodium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, lanthanum and cerium, until the formation of a sol, the mixture of reagents they are sewn, maintaining its temperature no higher than 35 ° С, until the final formation of the spatial structure of the reagents from the mixture, the mixture is kept at the same temperature in an open vessel under free access to a mixture of water vapor and, after removal from the spatial structure, the template is first treated with a solution of nickel salt, and then with an alkali metal borohydride solution to form metallic nickel.

Первое дополнительное отличие заключается в том, что темплат удаляют из полученного продукта реакции кальцинированием при температуре от 300°С до 600°С. Использование таких режимов прокаливания способствует практически полному удалению из продукта реакции темплата, глубокому направленному процессу кристаллизации материала с преимущественным образованием фазы анатаза и, как следствие, получению фотокаталитически активного материала-сорбента.The first additional difference is that the template is removed from the resulting reaction product by calcination at a temperature of from 300 ° C to 600 ° C. The use of such calcination modes promotes the almost complete removal of the template from the reaction product, a deep directed process of crystallization of the material with the predominant formation of the anatase phase and, as a result, the production of a photocatalytically active sorbent material.

Второе дополнительное отличие состоит в том, что темплат удаляют из продукта реакции экстракцией спиртом. Этот, альтернативный предыдущему, прием также позволяет практически полностью удалить органический темплат из продукта реакции.The second additional difference is that the template is removed from the reaction product by extraction with alcohol. This alternative to the previous one also allows one to almost completely remove the organic template from the reaction product.

Третье дополнительное к первому и второму отличие состоит в том, что перед удалением темплата продукт реакции обрабатывают гидротермально при температуре от 100°С до 200°С. Сочетание гидротермальной обработки продукта с приведенными приемами его детемплатирования позволяет практически полностью завершить гидролиз тетраалкоксида титана, образовать фотокаталитически активную фазу анатаза и сохранить параметры сформированной мезопористой структуры после практически полного удаления органического темплата из продукта реакции.The third additional to the first and second differences is that before removing the template, the reaction product is hydrothermally treated at a temperature of from 100 ° C to 200 ° C. The combination of the hydrothermal treatment of the product with the above methods of its depamping allows one to almost completely complete the hydrolysis of titanium tetraalkoxide, form the photocatalytically active phase of anatase and preserve the parameters of the formed mesoporous structure after almost completely removing the organic template from the reaction product.

Четвертое дополнительное отличие состоит в том, что в водно-спиртовый растворитель дополнительно вводят соль лантана. Это позволяет дополнительно повысить термическую устойчивость неорганической составляющей пространственной структуры диоксид титана/органический темплат при ее последующей термической обработке и в итоге - дополнительно стабилизировать мезопористую структуру полученного конечного продукта без изменения его фотокаталитических свойств. A fourth additional difference is that an additional salt of lanthanum is added to the water-alcohol solvent. This allows us to further increase the thermal stability of the inorganic component of the spatial structure of titanium dioxide / organic template during its subsequent heat treatment and, as a result, to further stabilize the mesoporous structure of the resulting final product without changing its photocatalytic properties.

Наилучшие варианты воплощения изобретенийBEST EMBODIMENTS

Далее сущность группы изобретений поясняется обобщенными примерами способа получения мезопористого материала на основе диоксида титана, методиками определения параметров пористой структуры конечного продукта (композитного металл-полупроводникового мезопористого материала на основе диоксида титана), методикой определения фазового состава конечного продукта и методикой оценки фотокаталитических свойств готового продукта на примере его использования как катализатора фотохимической реакции выделения молекулярного водорода из водно-спиртовых смесей.Further, the essence of the group of inventions is illustrated by generalized examples of a method for producing a mesoporous material based on titanium dioxide, methods for determining the parameters of the porous structure of the final product (composite metal-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide), methods for determining the phase composition of the final product and methods for assessing the photocatalytic properties of the finished product on An example of its use as a catalyst for the photochemical reaction of the release of molecular hydrogen from water but-alcohol mixtures.

Сущность группы изобретений поясняется также конкретными примерами способа получения мезопористого материала на основе диоксида титана, в которых приведены определенные по этим методикам (без повторной ссылки на них) параметры пористой структуры, состав и фотокаталитические свойства полученного композитного металл-полупроводникового мезопористого материала на основе диоксида титана.The essence of the group of inventions is also illustrated by specific examples of a method for producing a mesoporous material based on titanium dioxide, which shows the parameters of the porous structure, composition and photocatalytic properties of the obtained composite metal-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide that are determined by these methods (without repeated reference to them).

Пример 1. Обобщенный способ получения мезопористого материала на основе диоксида титана, обобщенные методики определения параметров пористой структуры, состава и фотокаталитических свойств мезопористого материала на основе диоксида титана.Example 1. A generalized method for producing a mesoporous material based on titanium dioxide, generalized methods for determining the parameters of the porous structure, composition and photocatalytic properties of the mesoporous material based on titanium dioxide.

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали по меньшей мере одно из окса- или оксаазамакроциклических соединений (например, тетраметил-12-корона-4 общей формулы C12H24O4, дибензо-18-корона-6 общей формулы С20Н24О6, 18-Коронааза-2-окса-4 общей формулы C12H26O4N2, 18-Коронааза-1-окса-5 общей формулы C12H25O5N), содержащих не менее четырех атомов кислорода (предпочтительно не более десяти) и/или один из комплексов названных макроциклических соединений с ионом щелочного (литий, натрий, калий, рубидий, цезий), или щелочноземельного (магний, кальций, стронций, барий), или f-металла (лантан, церий), например, комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом лития общей формулы [Li(C12H24O4)]Cl·3H2O, комплексы этого же оксамакроциклического соединения с ионом бария общей формулы [Ba(C12H24O4)]Cl2·3H2O и с ионом церия общей формулы [Се(С12Н24O4)]Cl3·3Н2O или комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом натрия общей формулы [Na(C12H26O4N2)]Cl·3H2O, комплексы этого же оксаазамакроциклического соединения с с ионом рубидия общей формулы [Rb(C12H26O4N2)]Br·3H2O, с ионом магния общей формулы [Mg(C12H26O4N2)]SO4·3H2O и с ионом лантана общей формулы [La(С12Н26O4N2)]Cl3·7Н2O. Отметим, что органические темплаты в виде окса- и оксаазамакроциклических соединений, а также комплексы этих соединений с перечисленными металлами, которые содержат менее четырех атомов кислорода, в литературе не описаны. Использование же окса- и оксаазамакроциклических соединений, а также их комплексов с этими металлами, которые содержат более десяти атомов кислорода, не исключено, но, как свидетельствуют результаты наших исследований, при этом увеличивается вероятность возникновения неоднородной структуры мезопористого материала и нарушается стабильность параметров его текстуры.At least one of the oxa or oxazamacrocyclic compounds (e.g. tetramethyl-12-corona-4 of the general formula C 12 H 24 O 4 , dibenzo-18-corona-6 of the general of the formula C 20 H 24 O 6 , 18-Coronaase-2-oxa-4 of the general formula C 12 H 26 O 4 N 2 , 18-Coronaase-1-oxa-5 of the general formula C 12 H 25 O 5 N) containing no less than four oxygen atoms (preferably not more than ten) and / or one of the complexes of these macrocyclic compounds with an alkaline ion (lithium, sodium, s, rubidium, cesium) or alkaline earth (magnesium, calcium, strontium, barium), or f-metal (lanthanum, cerium), e.g., complex oksamakrotsiklicheskogo compounds tetramethyl-12-crown-4 with lithium ion of the general formula [Li (C 12 H 24 O 4 )] Cl · 3H 2 O, complexes of the same oxamacrocyclic compound with a barium ion of the general formula [Ba (C 12 H 24 O 4 )] Cl 2 · 3H 2 O and with a cerium ion of the general formula [Ce (C 12 H 24 O 4 )] Cl 3 · 3H 2 O or a complex of the oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with a sodium ion of the general formula [Na (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl · 3H 2 O, complexes of the same oxazazamacrocyclic compound tendency with a rubidium ion of the general formula [Rb (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Br · 3H 2 O, with a magnesium ion of the general formula [Mg (C 12 H 26 O 4 N 2 )] SO 4 · 3H 2 O and with a lanthanum ion of the general formula [La (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl 3 · 7 H 2 O. Note that the organic templates are in the form of oxo and oxazamacrocyclic compounds, as well as complexes of these compounds with the listed metals that contain less than four oxygen atoms are not described in the literature. The use of oxa- and oxazamacrocyclic compounds, as well as their complexes with these metals, which contain more than ten oxygen atoms, is not ruled out, but, according to the results of our studies, this increases the likelihood of an inhomogeneous structure of the mesoporous material and violates the stability of its texture parameters.

В качестве прекурсора-тетраалкоксида титана для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали тетраэтоксид титана, тетраизопропоксид титана, тетраизобутоксид титана, тетрапропоксид титана или тетрабутоксид титана.Titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide, titanium tetraisobutoxide, titanium tetrapropoxide or titanium tetrabutoxide were used as a titanium tetraalkoxide precursor for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide.

В качестве водно-спиртового растворителя для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый, гексиловый или амиловый спирты, содержание воды в которых не превышало 7 мас.%. Как показали нации эксперименты, можно использовать и другие спирты с количеством атомов углерода от двух до девяти, содержание воды в которых не превышает 7 мас.%. Использование же таких водно-спиртовых растворителей с большим содержанием воды нецелесообразно, так как это приводит к значительному ускорению процесса гидролиза тетраалкоксида титана и, как следствие, к нарушению однородности мезопористой структуры конечного продукта.Methyl, ethyl, propyl, butyl, hexyl or amyl alcohols, the water content of which did not exceed 7 wt.%, Were used as a water-alcohol solvent for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide. As the experiments of the nation have shown, other alcohols can be used with the number of carbon atoms from two to nine, the water content of which does not exceed 7 wt.%. The use of such water-alcohol solvents with a high water content is impractical, since this leads to a significant acceleration of the process of hydrolysis of titanium tetraalkoxide and, as a result, to a violation of the uniformity of the mesoporous structure of the final product.

Перед синтезом мезопористого материала на основе диоксида титана готовили порции одного из названных веществ-прекурсоров и одного из произвольно выбранных (из числа названных) веществ-темплатов. При этом на один моль тетраалкоксида титана (прекурсора) брали от 0,001 моля до 0,2 моля органического темплата. Как удалось выяснить, относительное уменьшение количества темплата ниже нижнего предела приводит к тому, что удельная поверхность конечного продукта синтеза получается слаборазвитой (менее 70 м2/г), что сказывается на сорбционных свойствах продукта. Относительное же увеличение количества темплата выше верхнего предела нецелесообразно, так как при этом темплат остается в избытке, лишь частично принимая участие в синтезе.Before the synthesis of the mesoporous material based on titanium dioxide, portions of one of the named precursor substances and one of the randomly selected (from among the named) template substances were prepared. In this case, from one mole of titanium tetraalkoxide (precursor) was taken from 0.001 mol to 0.2 mol of the organic template. As it was found out, a relative decrease in the amount of the template below the lower limit leads to the fact that the specific surface of the final synthesis product is underdeveloped (less than 70 m 2 / g), which affects the sorption properties of the product. A relative increase in the amount of the template above the upper limit is impractical, since the template remains in excess, only partially taking part in the synthesis.

В стеклянный стакан наливали один из водно-спиртовых растворителей в количестве, достаточном для растворения в нем порции вещества-темплата при комнатной температуре. В другой стеклянный стакан наливали такой же растворитель в количестве, достаточном для растворения в нем порции вещества-прекурсора при такой же температуре. В ряде случаев, когда темплат, используемый для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана, представлял собой одно из окса- или оксаазамакроциклических соединений или комплекс одного из таких макроциклических соединений, не содержащий ион лантана, в водно-спиртовый растворитель, дополнительно к темплату вводили соль лантана в количестве не более 0,006 моля на один моль тетраалкоксида титана (прекурсора). После приготовления в первом стакане раствора вещества-темплата или смеси вещества-темплата с солью лантана, а во втором стакане - раствора вещества-прекурсора, в содержимое первого стакана при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор вещества-прекурсора. После того как вся порция раствора вещества-прекурсора была введена в раствор вещества-темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение нескольких часов до образования из смеси золя. Так как золообразование сопровождается резким увеличением вязкости смеси, завершение этой стадии процесса синтеза легко фиксировали, например, по резкому уменьшению скорости вращения электрической мешалки. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза, начиная от смешивания растворов и заканчивая золеобразованием, поддерживали не выше 35°С. После золообразования, не прекращая поддерживать температуру смеси не выше 35°С, ее перемешивание прекращали. Смесь оставляли в открытом сосуде в условиях свободного доступа к ней паров воды из окружающей среды (если относительная влажность среды была не меньшей 60%) или помещали сосуд с реакционной смесью в камеру, где относительную влажность не меньше 60% специально создавали с помощью насыщенных растворов соответствующих солей по общепринятой методике (см., например, Справочник химика / Под ред. Б.П.Никольского. М.: Госхимиздат, 1963. Т.1, С.1047). Контакт смеси с парами воды обеспечивали в течение нескольких недель до окончательного формирования из реакционной смеси пространственной структуры диоксид титана/темплат. Критерием завершения этого этапа синтеза служил отчетливо наблюдаемый визуально эффект синерезиса (см., например, Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1988, Т.1, С.513) - самопроизвольное окончательное уплотнение пространственной структуры диоксид титана/темплат и, как следствие, прекращение вытеснения из нее жидкой фазы.One of the water-alcohol solvents was poured into a glass beaker in an amount sufficient to dissolve a portion of the template substance therein at room temperature. The same solvent was poured into another glass beaker in an amount sufficient to dissolve a portion of the precursor substance therein at the same temperature. In some cases, when the template used to synthesize a mesoporous material based on titanium dioxide was one of the oxa or oxazamacrocyclic compounds or a complex of one of such macrocyclic compounds that does not contain a lanthanum ion, a salt was introduced in addition to the template in addition to the template lanthanum in an amount of not more than 0.006 moles per mole of titanium tetraalkoxide (precursor). After preparing a solution of a template substance or a mixture of a template substance with a lanthanum salt in the first glass and a solution of a precursor substance in a second glass, a solution of a precursor substance was introduced dropwise into the contents of the first glass with vigorous stirring. After the entire portion of the solution of the precursor substance was introduced into the solution of the template substance, the resulting mixture was continued to mix for several hours until a sol was formed from the mixture. Since ash formation is accompanied by a sharp increase in the viscosity of the mixture, the completion of this stage of the synthesis process was easily fixed, for example, by a sharp decrease in the speed of rotation of the electric mixer. The temperature of the mixture at this stage of synthesis, starting from mixing solutions and ending with ash formation, was maintained no higher than 35 ° C. After ash formation, without stopping to maintain the temperature of the mixture no higher than 35 ° C, its stirring was stopped. The mixture was left in an open vessel with free access to water vapor from the environment (if the relative humidity of the medium was not less than 60%) or a vessel with the reaction mixture was placed in a chamber where the relative humidity of at least 60% was specially created using saturated solutions of the corresponding salts according to the generally accepted methodology (see, for example, Chemistry Handbook / Ed. by B.P. Nikolsky. M: Goskhimizdat, 1963. V.1, S.1047). The mixture was contacted with water vapor for several weeks until the final formation of the spatial structure of titanium dioxide / template from the reaction mixture. The criterion for completing this stage of the synthesis was the clearly visible visual effect of syneresis (see, for example, Chemical Encyclopedia. M .: Soviet Encyclopedia, 1988, Vol. 1, P.513) - spontaneous final compaction of the spatial structure of titanium dioxide / template and, as a result , stopping the displacement of the liquid phase from it.

Для каждой отдельно взятой для синтеза мезопористого материала смеси конкретных реагентов (прекурсора, органического темплата и водно-спиртового растворителя) время окончательного формирования из нее пространственной структуры состава диоксид титана/органический темплат при разных режимах синтеза определяли экспериментально.For each mixture of specific reagents (precursor, organic template, and water-alcohol solvent) taken separately for the synthesis of mesoporous material, the time of the final formation of the spatial structure of the titanium dioxide / organic template composition from it was determined experimentally for different synthesis conditions.

Как удалось установить, повышение температуры реакционной смеси сверх указанного предела (35°С) на таких этапах синтеза мезопористого материала, как золообразование и формирование пространственной структуры состава диоксид титана/органический темплат, приводит к ухудшению текстурных характеристик конечного продукта и, в первую очередь, способствует образованию продукта с малой удельной поверхностью. Нижним, установленным экспериментально температурным пределом, при котором следует осуществлять эти этапы синтеза мезопористого материала, является 10°С. При более низких температурах наблюдается устойчивая тенденция к уменьшению количества мезопор в образцах конечного продукта и, соответственно, к увеличению в них количества микропор.It was found that increasing the temperature of the reaction mixture above the specified limit (35 ° C) at such stages of the synthesis of the mesoporous material as ash formation and the formation of the spatial structure of the composition of titanium dioxide / organic template leads to a deterioration in the texture characteristics of the final product and, first of all, contributes to the formation of a product with a small specific surface area. The lower experimentally established temperature limit at which these stages of the synthesis of mesoporous material should be carried out is 10 ° С. At lower temperatures, there is a steady tendency to decrease the number of mesopores in the samples of the final product and, accordingly, to increase the number of micropores in them.

В зависимости от выбранных методик удаления темплата (кальцинированием или экстракцией спиртом) из окончательно сформированной из смеси реагентов пространственной структуры и методики получения в материале необходимого количества фотокаталитически активного анатаза, полученную пространственную структуру подвергали различной предварительной обработке.Depending on the chosen methods for removing the template (by calcination or extraction with alcohol) from the spatial structure finally formed from the reagent mixture and the procedure for obtaining the required amount of photocatalytically active anatase in the material, the obtained spatial structure was subjected to various preliminary processing.

В случае, когда для удаления темплата из окончательно сформированой пространственной структуры диоксид титана/темплат и образования в материале необходимого количества фотокаталитически активного анатаза использовали кальцинирование, структуру предварительно отделяли фильтрацией от маточного раствора, сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя, а затем измельчали в диспергаторе. Высушенную измельченную смесь засыпали в тигель и взвешивали вместе с тиглем на аналитических весах. Затем тигель со смесью помещали в муфельную печь, где смесь кальцинировали при температуре от 300°С до 600°С в течение 4-7 часов до полного удаления из нее органического темплата. Критерием полного удаления из структуры темплата и получения мезопористого диоксида титана служило достижение содержимым тигля постоянной массы после ее убыли в процессе детемплатирования, что легко определяли последовательным взвешиванием на аналитических весах тигля с его содержимым после их остывания. Как показали результаты рентгенофазового анализа мезопористого диоксида титана, времени, отведенного на детемплатирование структуры диоксид титана/темплат кальцинированием по вышеописанной методике, вполне достаточно и для образования в диоксиде титана не менее 30 мас.% фотокаталитически активной фазы анатаза.In the case when, to remove the template from the finally formed spatial structure, titanium dioxide / template and the formation of the required amount of photocatalytically active anatase in the material, calcination was used, the structure was previously separated by filtration from the mother liquor, dried in air until the solvent was almost completely removed from it, and then crushed in the dispersant. The dried ground mixture was poured into a crucible and weighed together with the crucible on an analytical balance. Then the crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where the mixture was calcined at a temperature of 300 ° C to 600 ° C for 4-7 hours until the organic template was completely removed from it. The criterion for the complete removal of the template from the structure and the production of mesoporous titanium dioxide was the achievement of the contents of the crucible with constant mass after its loss in the process of detection, which was easily determined by sequential weighing on the analytical balance of the crucible with its contents after cooling. As shown by the results of x-ray phase analysis of mesoporous titanium dioxide, the time allotted for the sampling of the titanium dioxide / template structure by calcination by the above method is quite sufficient for the formation of at least 30 wt.% Photocatalytically active anatase phase in titanium dioxide.

Отметим, что практически все органические темплаты, перечисленные в формуле изобретения, удаляются из пространственной структуры диоксид титана/темплат уже при температуре кальцинирования 300°С. Однако длительность процесса кальцинирования структуры при такой температуре до полного удаления из нее темплата и завершения процесса кристаллизации диоксида титана с преимущественным образованием фазы анатаза составляет около 7 часов. Поэтому для ускорения процесса полного детемплатирования и образования достаточного количества фотокаталитически активной фазы анатаза кальцинирование структуры диоксид титана/темплат осуществляли при температурах гораздо более высоких, однако не превышающих 600°С. За этим верхним температурным пределом величина удельной поверхности мезопористого материала заметно уменьшалась и получить такой материал с удельной поверхностью ≥70 м2/г не представлялось возможным. Кроме того, кальцинирование структуры при температурах выше 600°С способствовало нежелательному увеличению диаметра мезопор в материале до размеров микропор.Note that almost all of the organic templates listed in the claims are removed from the spatial structure of titanium dioxide / template even at a calcination temperature of 300 ° C. However, the duration of the calcination of the structure at this temperature until the template is completely removed from it and the crystallization of titanium dioxide is completed with the predominant formation of the anatase phase is about 7 hours. Therefore, in order to accelerate the process of complete detampling and the formation of a sufficient amount of the photocatalytically active anatase phase, the titanium dioxide / template structure was calcined at temperatures much higher, but not exceeding 600 ° С. Beyond this upper temperature limit, the specific surface area of the mesoporous material decreased markedly and it was not possible to obtain such a material with a specific surface of ≥70 m 2 / g. In addition, calcination of the structure at temperatures above 600 ° C contributed to an undesirable increase in the diameter of the mesopores in the material to micropore sizes.

В ряде случаев перед кальцинированием окончательно сформированной пространственной структуры диоксид титана/темплат ее подвергали гидротермальной обработке при температуре от 100°С до 200°С. Для этого пространственную структуру вместе с маточным раствором помещали в герметичный автоклав, где при температуре 100°С-200°С и повышенном давлении, возникшем при этих температурах, ее обрабатывали гидротермально в течение около двух суток до полного завершения гидролиза тетраалкоксида титана и начала образования фотокаталитически активной фазы анатаза. После этого структуру с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили ее до практически полного удаления растворителя, измельчали в диспергаторе, а затем кальцинировали по вышеописанной методике. В результате из структуры практически полностью удаляли темплат и завершали начатый при гидротермальной обработке процесс образования в материале необходимого количества фотокаталитически активного анатаза.In some cases, before calcining the finally formed spatial structure, titanium dioxide / template was subjected to hydrothermal treatment at a temperature of from 100 ° C to 200 ° C. For this, the spatial structure together with the mother liquor was placed in a sealed autoclave, where at a temperature of 100 ° С-200 ° С and increased pressure that arose at these temperatures, it was hydrothermally treated for about two days until the hydrolysis of titanium tetraalkoxide was completely completed and photocatalytic formation started active phase of anatase. After that, the structure with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed, crushed in a dispersant, and then calcined according to the method described above. As a result, the template was almost completely removed from the structure and the process of formation of the required amount of photocatalytically active anatase in the material, which began during hydrothermal treatment, was completed.

Отметим, что сочетать процесс кальцинирования структуры диоксид титана/темплат с процессом ее предварительной гидротермальной обработки весьма желательно, но не обязательно, так как кальцинирование структуры даже без ее предварительной подготовки способствует образованию мезопористого материала с необходимым количеством фотокаталитически активного анатаза.Note that combining the process of calcining the titanium dioxide / template structure with the process of its preliminary hydrothermal treatment is very desirable, but not necessary, since calcining the structure even without its preliminary preparation promotes the formation of a mesoporous material with the required amount of photocatalytically active anatase.

В случае же, когда темплат из окончательно сформированной пространственной структуры диоксид титана/темплат удаляли экстракцией спиртом, структуру, не отделяя от маточного раствора, обязательно предварительно подвергали гидротермальной обработке в автоклаве в течение около четырех суток при температуре от 100°С до 200°С. Такие режимы предварительной гидротермальной подготовки способствовали не только полному завершению гидролиза тетраалкоксида, но и образованию в мезопористом материале необходимого количества фотокаталитически активного анатаза.In the case when the template was removed from the finally formed spatial structure by titanium dioxide / template by extraction with alcohol, the structure, without being separated from the mother liquor, was necessarily preliminarily subjected to hydrothermal treatment in an autoclave for about four days at a temperature from 100 ° C to 200 ° C. Such modes of preliminary hydrothermal preparation contributed not only to the complete completion of the hydrolysis of tetraalkoxide, but also to the formation of the required amount of photocatalytically active anatase in the mesoporous material.

После такой предварительной гидротермальной обработки структуру с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили ее до практически полного удаления растворителя, а затем измельчали в диспергаторе. Полученный порошок структуры помещали в стеклянный стакан. При интенсивном перемешивании в стакан добавляли предварительно нагретый до температуры кипения спирт, преимущественно этиловый (при этом на один грамм порошка структуры брали около 300 г спирта), и экстракцией удаляли из сформированой пространственной структуры диоксид титана/темплат органический темплат. Не допуская сильного охлаждения суспензии, фильтрацией отделяли от нее твердую фазу. Используя новые порции горячего спирта, отделенную фильтрацией твердую фазу еще дважды последовательно обрабатывали по такой же методике. В результате получали мезопористый диоксид титана, практически не содержащий органический темплат.After this preliminary hydrothermal treatment, the mother liquor structure was removed from the autoclave. The structure was separated by filtration from the mother liquor, dried until the solvent was almost completely removed, and then crushed in a dispersant. The resulting structure powder was placed in a glass beaker. With vigorous stirring, alcohol, predominantly ethyl alcohol, was added to the glass, mainly ethyl alcohol (about 300 g of alcohol was taken per gram of structure powder), and the organic template was removed from the formed spatial structure by titanium / template. Preventing strong cooling of the suspension, the solid phase was separated by filtration from it. Using new portions of hot alcohol, the solid phase separated by filtration was further processed twice successively by the same procedure. As a result, mesoporous titanium dioxide was obtained that practically did not contain an organic template.

Мезопористый диоксид титана, полученный по той или иной, приведенной выше методике сушили при температуре 90-120°С до практически полного удаления растворителя (преимущественно касается случая, когда темплат удаляли экстракцией спиртом), затем измельчали в диспергаторе и взвешивали.Mesoporous titanium dioxide obtained by one or another of the above methods was dried at a temperature of 90-120 ° C until the solvent was almost completely removed (mainly the case when the template was removed by extraction with alcohol), then it was ground in a dispersant and weighed.

Навеску воздушно-сухого измельченного мезопористого диоксида титана помещали в стеклянный стакан и дабавляли к ней водный раствор соли никеля (для этого преимущественно были использованы хорошо растворимые в воде хлорид никеля, бромид никеля или сульфат никеля). Объем добавляемого раствора выбирали таким образом, чтобы обеспечивались полное смачивание измельченного диоксида титана и возможность эффективного перемешивания смеси. При этом концентрацию раствора соли никеля выбирали такой, чтобы на навеску диоксида титана приходилось от 0,5 до 2 мас.% соли в пересчете на никель (уменьшение концентрации соли никеля ниже нижнего предела приводит к резкому уменьшению фотокаталитической активности готового продукта, увеличение же концентрации соли выше верхнего предела не имеет смысла, т.к. это не способствует увеличению фотокаталитической активности готового продукта). Перемешивая смесь, диоксид титана при комнатной температуре обрабатывали раствором до тех пор, пока он полностью не адсорбировал из раствора ионы никеля. Время такой обработки для каждого конкретного образца измельченного диоксида титана определяли экспериментально. Полноту адсорбции ионов никеля мезопорами диоксида титана определяли по известной методике (см. Крейнгольд С.У. Каталиметрия в анализе реактивов и веществ особой чистоты. - М.: Химия, 1983. - С.97), используя высокочувствительную каталитическую реакцию окисления тайрона пероксидом водорода, которая в присутствии ионов никеля сопровождается образованием окрашенных продуктов, поглощающих свет в области 340 нм. После того как анализ раствора свидетельствовал об отсутствии в нем ионов никеля, фильтрацией отделяли адсорбировавший их диоксид титана от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли водный раствор боргидрида щелочного металла (преимущественно были использованы стехиометрические количества боргидрида калия, боргидрида натрия или боргидрида лития) и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана до практически полного восстановления в его мезопорах ионов никеля до металлического никеля. Скорость восстановления ионов никеля этим восстановителем практически не зависит от температуры. Поэтому, исходя из удобства, процесс восстановления проводили при комнатной температуре. Время такой обработки для каждого конкретного образца измельченного диоксида титана, адсорбировавшего ионы никеля, определяли экспериментально. Отметим тот факт, что даже в том случае, когда в результате обработки диоксида титана раствором боргидрида щелочного металла процесс восстановления никеля в мезопорах сорбента был завершен не полностью, это отнюдь не сказывалось на характеристиках конечного продукта как катализатора фотохимических реакций выделения молекулярного водорода, т.к. первые же порции выделяющегося водорода (сильный восстановитель) полностью завершали восстановительный процесс.A portion of air-dry crushed mesoporous titanium dioxide was placed in a glass beaker and an aqueous solution of nickel salt was added to it (for this purpose, nickel chloride, nickel bromide or nickel sulfate, which were highly soluble in water, were mainly used). The volume of the added solution was chosen in such a way as to ensure complete wetting of the crushed titanium dioxide and the possibility of efficient mixing of the mixture. In this case, the concentration of the solution of nickel salt was chosen such that 0.5 to 2 wt.% Salt in terms of nickel accounted for a portion of titanium dioxide (a decrease in the concentration of nickel salt below the lower limit leads to a sharp decrease in the photocatalytic activity of the finished product, and an increase in the salt concentration it does not make sense above the upper limit, since this does not contribute to an increase in the photocatalytic activity of the finished product). Stirring the mixture, titanium dioxide at room temperature was treated with the solution until it completely adsorbed nickel ions from the solution. The time of such processing for each specific sample of ground titanium dioxide was determined experimentally. The completeness of adsorption of nickel ions by mesopores of titanium dioxide was determined by a known method (see Krengold S.U. Catalimetry in the analysis of reagents and substances of high purity. - M .: Chemistry, 1983. - P.97) using the highly sensitive catalytic reaction of tiron oxidation with hydrogen peroxide , which in the presence of nickel ions is accompanied by the formation of colored products that absorb light in the region of 340 nm. After the analysis of the solution indicated the absence of nickel ions in it, titanium dioxide adsorbing them was separated by filtration from the liquid phase, washed with distilled water on the filter, and then placed in a glass beaker. An aqueous solution of alkali metal borohydride was added to the glass (stoichiometric amounts of potassium borohydride, sodium borohydride, or lithium borohydride were mainly used) and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it until nickel ions were almost completely reduced in its mesopores to metallic nickel. The reduction rate of nickel ions by this reducing agent is practically independent of temperature. Therefore, based on convenience, the reduction process was carried out at room temperature. The time of such processing for each specific sample of ground titanium dioxide adsorbing nickel ions was determined experimentally. We note the fact that even in the case when, as a result of the treatment of titanium dioxide with an alkali metal borohydride solution, the nickel reduction process in the mesopores of the sorbent was not completely completed, this did not affect the characteristics of the final product as a catalyst for the photochemical reactions of molecular hydrogen evolution, because . the first portions of hydrogen released (strong reducing agent) completely completed the recovery process.

Диоксид титана, содержащий в мезопорах металлический никель, фильтрацией отделяли от раствора, промывали на фильтре дистиллированной водой до достижения нейтральной реакции, затем промывали этанолом. Полученный композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана помещали в вакуум-эксикатор, где его сушили до достижения постоянной массы.Titanium dioxide containing metallic nickel in the mesopores was separated by filtration from the solution, washed on the filter with distilled water until a neutral reaction was reached, then washed with ethanol. The obtained composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide was placed in a vacuum desiccator, where it was dried until a constant mass was achieved.

Долю металлического никеля в конечном продукте (композитном никель-полупроводниковом мезопористом материале на основе диоксида титана) определяли следующим образом. Навеску воздушно-сухого материала обрабатывали определенным количеством соляной кислоты. В результате химической реакции получали хлористый никель. Ионы никеля предварительно экстрагировали с помощью диметилглиоксима, после чего по известной методике (см. там же, с.98) определяли их концентрацию в растворе. Зная общий объем раствора и концентрацию в нем ионов никеля, рассчитывали общее количество ионов никеля в растворе, а следовательно, и в конечном продукте. Мезопористый диоксид титана, из которого был извлечен никель, промывали дистиллированной водой, затем сушили в вакуум-эксикаторе до достижения им постоянной массы. Полученное значение массы никеля соотносили со значением массы сухого мезопористого диоксида титана.The proportion of metallic nickel in the final product (composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide) was determined as follows. A portion of air-dry material was treated with a certain amount of hydrochloric acid. As a result of a chemical reaction, nickel chloride was obtained. Nickel ions were preliminarily extracted with dimethylglyoxime, after which their concentration in solution was determined by a known method (see ibid., P. 98). Knowing the total volume of the solution and the concentration of nickel ions in it, we calculated the total number of nickel ions in the solution, and, consequently, in the final product. Mesoporous titanium dioxide, from which nickel was extracted, was washed with distilled water, then dried in a vacuum desiccator until it reached a constant mass. The obtained mass value of nickel was correlated with the mass value of dry mesoporous titanium dioxide.

Удельную поверхность полученного композитного никель-полупроводникового мезопористого материала на основе диоксида титана рассчитывали по методу БЭТ (Брунауэра-Эммета-Теллера) из изотерм адсорбции метанола, используя известную методику (см., например, Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. - М.: Мир, 1970. - С.73; или Брунауэр С. Адсорбция газов и паров. - М.: Иностр. лит., 1948, Т.1. - С.784). Изотермы адсорбции и десорбции метилового спирта регистрировали при температуре 20°С весовым адсорбционным методом, используя вакуумную установку с пружинными кварцевыми весами Мак Бена-Бакра с чувствительностью 0,25-0,35 мм/мг (см., например, М.М. Дубинин. Физико-химические основы сорбционной техники. - 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: ОНТИ, 1935. - 346 с.; или Экспериментальные методы в адсорбции и молекулярной хроматографии // под ред. А.В.Киселева и В.П.Древинг. - М.: МГУ, 1973. - 448 с. или Н.В.Кельцев. Основы адсорбционной техники. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1948, Т.1. - 592 с.). Навеску воздушно-сухого образца мезопористого материала массой около 0,1 г помещали в стеклянную чашечку, которую подвешивали на пружинных кварцевых весах в трубе вакуумной установки. Полость вакуумной установки с образцом вакуумировали в течение 3 часов, поддерживая величину остаточного давления в полости, равной 10-3 мм рт.ст. При этом образец мезопористого материала в течение всего этого времени дополнительно термостатировали при температуре около 100°С. После этого, не меняя величину остаточного давления в полости установки, температуру образца в ней понижали до 20°С. С помощью катетометра с ценой деления 0,01 мм фиксировали начальную величину растяжения пружины весов с подвешенным на ней образцом и по тарировочной таблице определяли начальную массу образца, соответствующую этой величине растяжения. Через вакуумный кран полость установки герметично соединяли с сосудом, частично заполненным жидким метанолом. Открывали кран и пары метанола, находящиеся над этим жидким адсорбтивом, поступали в полость установки. Изменение величины давления в полости установки по мере поступления в нее паров метанола регистрировали ртутным манометром. После установления в системе равновесия (достижения величины давления в полости установки, равной величине давления насыщенных паров метанола) давление стабилизировалось. С помощью катетометра фиксировали конечную величину растяжения пружины весов с подвешенным на ней образцом и определяли конечную массу образца, соответствующую этой величине растяжения. По разности конечной и начальной масс образца с учетом молекулярной массы метанола рассчитывали количество метанола (в ммоль), адсорбированного образцом мезопористого материала при достижении в системе равновесия и определяли величину адсорбции а (ммоль/г) метанола одним граммом образца. Используя полученное значение а, по уравнению БЭТ (удовлетворительно описывающему начальный участок изотермы адсорбции паров метилового спирта) определяли величину емкости монослоя метанола am. В итоге удельную поверхность Sуд. (в м2/г) образца мезопористого материала на основе диоксида титана рассчитывали по формуле:The specific surface of the obtained composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide was calculated by the BET method (Brunauer-Emmett-Teller) from methanol adsorption isotherms using a well-known method (see, for example, Greg S., Sing K. Adsorption, specific surface, porosity. - M.: Mir, 1970. - P.73; or Brunauer S. Adsorption of gases and vapors. - M .: Inostr. lit., 1948, T. 1. - P.784). Adsorption and desorption isotherms of methyl alcohol were recorded at a temperature of 20 ° С by the adsorption gravimetric method using a Mac Ben-Bakr vacuum quartz balance with a sensitivity of 0.25-0.35 mm / mg (see, for example, M.M.Dubinin Physicochemical foundations of sorption technology. - 2nd ed., Rev. And add. - L .: ONTI, 1935. - 346 p .; or Experimental methods in adsorption and molecular chromatography // edited by A.V. Kiseleva and V.P. Dreving. - M.: Moscow State University, 1973. - 448 pp. Or N. V. Keltsev. Fundamentals of adsorption technology. 2nd ed., Revised and enlarged. - M.: Chemistry , 1948, T. 1 .-- 592 p.). A sample of an air-dry sample of mesoporous material weighing about 0.1 g was placed in a glass cup, which was suspended on a spring quartz balance in a vacuum installation tube. The cavity of the vacuum unit with the sample was evacuated for 3 hours, maintaining the value of the residual pressure in the cavity equal to 10 -3 mm Hg In this case, the sample of mesoporous material during this entire time was additionally thermostated at a temperature of about 100 ° C. After that, without changing the value of the residual pressure in the cavity of the installation, the temperature of the sample in it was lowered to 20 ° C. Using a catheter with a division value of 0.01 mm, the initial tensile value of the spring of the balance with the sample suspended on it was recorded and the initial mass of the sample corresponding to this tensile value was determined from the calibration table. Through the vacuum valve, the installation cavity was hermetically connected to a vessel partially filled with liquid methanol. The faucet was opened and methanol vapor above this liquid adsorbent entered the cavity of the unit. The change in the pressure in the cavity of the installation as methanol vapor was introduced into it was recorded with a mercury manometer. After the equilibrium was established in the system (reaching a pressure value in the cavity of the apparatus equal to the pressure value of saturated methanol vapor), the pressure stabilized. Using a catheter, the final tensile value of the spring of the balance with the sample suspended on it was recorded and the final mass of the sample corresponding to this tensile value was determined. Based on the difference between the final and initial masses of the sample, taking into account the molecular weight of methanol, the amount of methanol (in mmol) adsorbed by the sample of mesoporous material upon reaching equilibrium was calculated and the adsorption value a (mmol / g) of methanol per gram of the sample was determined. Using the obtained value of a, the value of the methanol monolayer capacity am was determined using the BET equation (satisfactorily describing the initial portion of the adsorption isotherm of methanol vapor adsorption). As a result, the specific surface S beats. (in m 2 / g) of a sample of a mesoporous material based on titanium dioxide was calculated by the formula:

Sуд.=am·NA·Ú,S beats = a m · N A · Ú,

где am - рассчитанная по уравнению БЭТ (для начальной области изотермы адсорбции метанола) емкость монослоя метанола, ммоль/г, NA - число Авогадро, ммоль-1, Ú - величина посадочной площадки молекулы метанола, равная 0,25·10-18 м2 согласно общепринятым представлениям (см., например, А.П.Карнаухов. Адсорбционные методы измерения удельной поверхности и структуры пор катализаторов // Кинетика и катализ. - 1962. - Т.3, №3. - С.583-598).where a m is the BET equation calculated (for the initial region of the methanol adsorption isotherm) the methanol monolayer capacity, mmol / g, N A is the Avogadro number, mmol -1 , Ú is the size of the landing site of the methanol molecule, equal to 0.25 · 10 -18 m 2 according to generally accepted ideas (see, for example, A.P. Karnaukhov. Adsorption methods for measuring the specific surface and pore structure of catalysts // Kinetics and Catalysis. - 1962. - T.3, No. 3. - S.583-598) .

Взяв за основу модель непересекающихся цилиндрических пор, средний диаметр пор Dcp (в нм), образовавшихся в образце мезопористого материала на основе диоксида титана, определяли из соотношения (см. там же):Based on the model of disjoint cylindrical pores, the average pore diameter D cp (in nm) formed in the sample of the mesoporous material based on titanium dioxide was determined from the ratio (see ibid.):

Dcp.=4·109Vs/Sуд.,D cp. = 4 · 10 9 V s / S beats ,

где Sуд. - ранее полученное значение удельной поверхности образца мезопористого материала на основе диоксида титана, м2/г, Vs=а·Vo - предельно-сорбционный объем пор, м2/г, определенный весовым адсорбционным методом с помощью вышеописанной вакуумной установки при температуре 20°С и величине давления в ее полости, равной величине давления насыщенных паров метанола, а - ранее полученная при этих же условиях эксперимента предельная величина адсорбции (ммоль/г) метанола, Vo - мольный объем жидкого метанола, равный 4,05·10-8 м3/ммоль.where S beats - the previously obtained value of the specific surface of the sample of a mesoporous material based on titanium dioxide, m 2 / g, V s = a · V o is the maximum sorption pore volume, m 2 / g, determined by the adsorption weight method using the above-described vacuum installation at a temperature of 20 ° C and the pressure in its cavity equal to the pressure value of saturated methanol vapor, and a is the adsorption limit (mmol / g) of methanol previously obtained under the same experimental conditions, V o is the molar volume of liquid methanol equal to 4.05 · 10 - 8 m 3 / mmol.

Рентгенофазовый анализ образцов мезопористого материала на основе диоксида титана на содержание в них кристаллической фазы анатаза выполняли на дифрактометре ДРОН-ЗМ, используя медное, фильтрованное никелем, излучение при напряжении 30 кВ и силе тока 20 мА, щели при съемке в малоугловой области 1,0-1,0-0,5, в средней и дальней областях углов - 2,0-2,0-1,0 (см., например, Л.И.Миркин. Справочник по рентгено-структурному анализу поликристаллов. - М.: Гос. изд-во физ. и физ.-мат. литературы, 1961. - 863 с.; или В.И.Михеев. Рентгенометрический определитель минералов. - М.: Госгеолтехиздат, 1957. - 868 с.). Содержание анатаза в мезопористом материале на основе диоксида титана определяли по относительной интенсивности характеристичных рефлексов при 26=25,4° в сравнении с образцом дисперсного материала марки Degussa P 25 фирмы Degussa, содержание анатаза в котором известно.X-ray phase analysis of samples of a mesoporous material based on titanium dioxide for the content of the anatase crystalline phase in them was performed on a DRON-3M diffractometer using copper, nickel-filtered, radiation at a voltage of 30 kV and a current strength of 20 mA, the slit when shooting in the small-angle 1.0- 1.0-0.5, in the middle and far corners - 2.0-2.0-1.0 (see, for example, L.I. Mirkin. Handbook of X-ray structural analysis of polycrystals. - M: State Publishing House of Physics and Physics and Mathematics, 1961. - 863 p .; or V.I. Mikheev. Radiometric determinant of minerals .-- .: Gosgeoltekhizdat, 1957. - 868 c).. The anatase content in the mesoporous material based on titanium dioxide was determined by the relative intensity of characteristic reflexes at 26 = 25.4 ° in comparison with a sample of dispersed material of the Degussa P 25 brand from Degussa, the anatase content of which is known.

Фотокаталитическую активность полученных образцов мезопористого материала на основе диоксида титана оценивали по известной методике (см., например, Крюков А.И., Коржак А.В., Кучмий С.Я. Фотокаталитическое образование водорода в спиртовых растворах тетрахлорида титана // Теорет. и эксперим. химия. - 1984. - т.20, №2.- С.169-177). Для этого в стеклянный реактор помещали суспензию, состоящую из 0,05 г мезопористого материала на основе диоксида титана и 10 мл этилового спирта, содержащего 2 моль/л воды. При постоянном перемешивании суспензии при температуре 40°С ее облучали светом ртутной лампы высокого давления типа ДРШ-1000, выделяя с помощью стеклянного светофильтра УФС-2 кванты с длиной волны около 360 нм. Общее количество квантов, поглощенных реакционной системой в единицу времени (I, эйнштейн/мин или моль-квант/мин), определяли ферриоксалатным химическим актинометром, используя следующую зависимость:The photocatalytic activity of the obtained samples of a mesoporous material based on titanium dioxide was evaluated by a known method (see, for example, Kryukov A.I., Korzhak A.V., Kuchmiy S.Ya. Photocatalytic formation of hydrogen in alcohol solutions of titanium tetrachloride // Theoret. And Experimental Chemistry. - 1984.- Vol. 20, No. 2.- P.169-177). For this, a suspension consisting of 0.05 g of mesoporous material based on titanium dioxide and 10 ml of ethyl alcohol containing 2 mol / L of water was placed in a glass reactor. With constant stirring of the suspension at a temperature of 40 ° C, it was irradiated with the light of a high-pressure mercury lamp of the DRSh-1000 type, emitting quanta with a wavelength of about 360 nm using a UFS-2 glass filter. The total number of quanta absorbed by the reaction system per unit time (I, Einstein / min or mol-quantum / min) was determined by a ferrioxalate chemical actinometer using the following relationship:

I=nFe(II)H2,I = n Fe (II) / Ф H2 ,

где nFe(II) - количество ионов железа (II), образовавшихся при облучении раствора ферриоксалата, ФH2, - табличное значение квантового выхода образования железа (II) для данной длины волны облучения.where n Fe (II) is the number of iron (II) ions formed upon irradiation of a ferrioxalate solution, Ф H2 , is the tabular value of the quantum yield of iron (II) formation for a given irradiation wavelength.

Используя полученное значение I, рассчитывали квантовые выходы ФH2 фотокаталитической реакции выделения молекулярного водорода из водно-спиртовых смесей в присутствии полученных образцов композитного никель-полупроводникового мезопористого материала на основе диоксида титана:Using the obtained value of I, the quantum yields Φ H2 of the photocatalytic reaction for the liberation of molecular hydrogen from water-alcohol mixtures were calculated in the presence of the obtained samples of a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide:

ФН2=2mН2/I,Ф Н2 = 2m Н2 / I ,

где mН2 - скорость образования молекулярного водорода в моль/мин, которую определяли хроматографическим методом.where m H2 is the rate of formation of molecular hydrogen in mol / min, which was determined by chromatographic method.

Пример 2Example 2

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали оксамакроциклическое соединение тетраметил-12-корона-4 общей формулы C12H24O4, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9О)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 170 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,141 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 14 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.An oxamacrocyclic tetramethyl-12-corona-4 compound of the general formula C 12 H 24 O 4 was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti was used as a precursor as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 7 wt.%. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.141 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of sodium nitrite. The contact of the mixture with water vapor at this temperature was ensured for 14 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 48 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 48 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,13%-ного водного раствора боргидрида натрия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.13% aqueous sodium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 38 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=9,1 нм и удельную поверхность Sуд.=85 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей, такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,091.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 38 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 9.1 nm and specific surface area S beats. = 85 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0,091.

Пример 3Example 3

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали оксамакроциклическое соединение дибензо-18-корона-6 общей формулы С20H24О6, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9О)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 175 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,135 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 17 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.An oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 of the general formula C 20 H 24 O 6 was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti was used as a precursor as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 6.5 wt.%. 175 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.135 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 17 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 180°С ее обрабатывали гидротермально в течение 45 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 180 ° C it was hydrothermally treated for 45 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,055%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,033%-ного водного раствора боргидрида натрия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.055% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.033% aqueous sodium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 55 мас.%, никель в количестве 0,5 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=9,5 нм и удельную поверхность Sуд.=76 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,092.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained an anatase crystalline phase in an amount of 55 wt.%, Nickel in an amount of 0.5 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 9.5 nm and specific surface S beats. = 76 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0,092.

Пример 4Example 4

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали оксамакроциклическое соединение дибензо-30-корона-10 общей формулы С28Н40О10, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 180 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,042 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 1,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 85% - с помощью насыщенного раствора хлорида калия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 12 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.An oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 of the general formula C 28 H 40 O 10 was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, in as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 5 wt.%. 180 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 0.042 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 1.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 30 ° C using a thermostat, and 85% relative humidity was saturated with a saturated solution of potassium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 12 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 185°С ее обрабатывали гидротермально в течение 43 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 185 ° C it was hydrothermally treated for 43 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,16%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,098%-ного водного раствора боргидрида натрия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.16% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.098% aqueous sodium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 55 мас.%, никель в количестве 1,5 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=9,3 нм и удельную поверхность Sуд.=70 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей, такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,114.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 55 wt.%, Nickel in an amount of 1.5 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 9.3 nm and specific surface area S beats. = 70 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.114.

Пример 5Example 5

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали оксаазамакроциклическое соединение 18-Коронааза-2-окса-4 общей формулы С12Н26О4N2, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 167 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,098 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 62% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.Oxaazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 of the general formula C 12 H 26 O 4 N 2 was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) was used as a precursor 4 Ti, as a water-alcohol solvent - n-butanol containing water in an amount of 7 wt.%. 167 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 0.098 g of the template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 62% with a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 50 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 50 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,079%-ного водного раствора сульфата никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 3-х часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,055%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3,5 часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.079% aqueous nickel sulfate solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 3 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.055% aqueous potassium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3.5 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 47 мас.%, никель в количестве 0,6 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=8,5 нм и удельную поверхность Sуд.=78 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,090.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 47 wt.%, Nickel in an amount of 0.6 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 8.5 nm and specific surface area S beats. = 78 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.090.

Пример 6Example 6

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали оксаазамакроциклическое соединение 18-Коронааза-1-окса-5 общей формулы C12H25O5N, в качестве прекурсора тетрапропоксид титана общей формулы (C3H7O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-пропанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 141 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,197 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 40 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 21 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 15°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 15°С, а относительную влажность 81% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 18 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.Oxaazamacrocyclic compound 18-Coronaase-1-oxa-5 of the general formula C 12 H 25 O 5 N was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and titanium tetrapropoxide of the general formula (C 3 H 7 O) 4 Ti was used as a precursor , as a water-alcohol solvent - n-propanol containing water in an amount of 5 wt.%. 141 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.197 g of template was dissolved in it at room temperature. 40 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. At room temperature, 21 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture during this synthesis step was maintained at about 15 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 15 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 81% with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 18 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 165°С ее обрабатывали гидротермально в течение 52 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 165 ° C it was hydrothermally treated for 52 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,167%-ного водного раствора бромида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,033%-ного водного раствора боргидрида лития и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.167% aqueous nickel bromide solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.033% aqueous lithium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 42 мас.%, никель в количестве 0,9 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=8,9 нм и удельную поверхность Sуд.=72 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,092.The titanium dioxide-based mesoporous material thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 42 wt.%, Nickel in an amount of 0.9 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 8.9 nm and specific surface area S beats. = 72 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0,092.

Пример 7Example 7

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом лития общей формулы [Li(C12H24O4)]Cl·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 4 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 166 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,426 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 62% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 13 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of the oxamacrocyclic tetramethyl-12-corona-4 compound with a lithium ion of the general formula [Li (C 12 H 24 O 4 )] Cl · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and tetrabutoxide was used as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 4 wt.% water. 166 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.426 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 62% with a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 13 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 56 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 56 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 350°С в течение 7,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 350 ° C for 7.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,15%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,128%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.15% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.128% aqueous potassium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 50 мас.%, никель в количестве 1,4 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=6,8 нм и удельную поверхность Sуд.=104 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,106.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 50 wt.%, Nickel in an amount of 1.4 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 6.8 nm and specific surface area S beats. = 104 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.106.

Пример 8Example 8

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом калия общей формулы [K(C12H24O4)]J·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 171 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 1,375 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 16 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a potassium ion of the general formula [K (C 12 H 24 O 4 )] J · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and tetrabutoxide was used as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6 wt.% water. 171 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 1.375 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% with a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 16 days until the final formation of the mixture of the spatial structure of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 57 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 57 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 450°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at 450 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,18%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,112%-ного водного раствора боргидрида натрия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.18% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.112% aqueous sodium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 56 мас.%, никель в количестве 1,7 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=8,5 нм и удельную поверхность Sуд.=94 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,108.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 56 wt.%, Nickel in an amount of 1.7 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 8.5 nm and specific surface area S beats. = 94 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.108.

Пример 9Example 9

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом калия общей формулы [K(C12H24O4)]J·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 171 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 1,375 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 16 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a potassium ion of the general formula [K (C 12 H 24 O 4 )] J · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and tetrabutoxide was used as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6 wt.% water. 171 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 1.375 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% with a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 16 days until the final formation of the mixture of the spatial structure of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение четырех суток. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for four days. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в стеклянный стакан. При интенсивном перемешивании в стакан добавляли необходимое, указанное в примере 1, количество предварительно нагретого до температуры кипения этилового спирта и по методике, приведенной в примере 1, экстракцией удаляли из структуры органический темплат. После детемплатирования структуры фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу. Ее сушили до практически полного удаления растворителя. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a glass beaker. With vigorous stirring, the required amount of ethyl alcohol, preliminarily heated to the boiling point, was added to the glass, and the organic template was removed from the structure by the method described in example 1. After the de-sampling of the structure, the solid phase was separated by filtration from the suspension. It was dried until the solvent was almost completely removed. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,371%-ного водного раствора бромида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 3-х часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3,5 часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.371% aqueous nickel bromide solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 3 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3.5 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 32 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=5,8 нм и удельную поверхность Sуд.=71 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,090.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 32 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 5.8 nm and specific surface area S beats. = 71 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.090.

Пример 10Example 10

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом калия общей формулы [K(C12H24O4)]J·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 171 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 1,375 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 16 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат. Сформированную структуру отделяли фильтрацией от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.A complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a potassium ion of the general formula [K (C 12 H 24 O 4 )] J · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and tetrabutoxide was used as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6 wt.% water. 171 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 1.375 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% with a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 16 days until the final formation of the mixture of the spatial structure of titanium dioxide / organic template. The formed structure was separated by filtration from the mother liquor, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 450°С в течение 5,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 450 ° C for 5.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,090%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,054%-ного водного раствора боргидрида натрия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.090% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.054% aqueous sodium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 53 мас.%, никель в количестве 0,8 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=7,3 нм и удельную поверхность Sуд.=91 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,103.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 53 wt.%, Nickel in an amount of 0.8 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 7.3 nm and specific surface area S beats. = 91 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.103.

Пример 11Example 11

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом натрия общей формулы [Na(C12H24O4)]Cl·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4H9О)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 175 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 2,195 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 15°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 15°С, а относительную влажность 76% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 19 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a sodium ion of the general formula [Na (C 12 H 24 O 4 )] Cl · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and tetrabutoxide was used as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6.5 wt.% water. 175 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 2.195 g of the template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture during this synthesis step was maintained at about 15 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 15 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 76% with a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 19 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 48 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 48 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,18%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,062%-ного водного раствора боргидрида лития и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.18% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.062% aqueous lithium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 64 мас.%, никель в количестве 1,7 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,5 нм и удельную поверхность Sуд.=115 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,114.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 64 wt.%, Nickel in an amount of 1.7 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.5 nm and specific surface S beats. = 115 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.114.

Пример 12Example 12

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом рубидия общей формулы [Rb(C12H24O4)]Br3H2O, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (С3Н7О)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-пропанол, содержащий воду в количестве 5,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 145 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,612 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 40 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 21 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 60% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 14 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a rubidium ion of the general formula [Rb (C 12 H 24 O 4 )] Br 3 H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and tetrapropoxide was used as a precursor titanium of the general formula (C 3 H 7 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-propanol containing water in an amount of 5.5 wt.%. 145 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one glass beaker. At room temperature, 0.612 g of template was dissolved in it. 40 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. At room temperature, 21 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 60% using a saturated solution of ammonium nitrate. The contact of the mixture with water vapor at this temperature was ensured for 14 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 150°С ее обрабатывали гидротермально в течение 54 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 150 ° C it was hydrothermally treated for 54 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,144%-ного водного раствора сульфата никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 3-х часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,101%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3,5 часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.144% aqueous nickel sulfate solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 3 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.101% aqueous potassium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3.5 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 61 мас.%, никель в количестве 1,1 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,1 нм и удельную поверхность Sуд.=110 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,109.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 61 wt.%, Nickel in an amount of 1.1 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.1 nm and specific surface S beats. = 110 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.109.

Пример 13Example 13

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом цезия общей формулы [Cs(С12Н24O4)]NO3·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (С3Н7O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-пропанол, содержащий воду в количестве 4,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 136 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,656 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 40 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 21 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 17 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a cesium ion of the general formula [Cs (C 12 H 24 O 4 )] NO 3 · 3 H 2 O, as a precursor titanium tetrapropoxide of the general formula (C 3 H 7 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-propanol containing water in an amount of 4.5 wt.%. 136 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 0.656 g of the template was dissolved in it. 40 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. At room temperature, 21 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 75% with a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 17 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 58 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 58 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 550°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 550 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,37%-ного водного раствора бромида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.37% aqueous nickel bromide solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 45 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=11,3 нм и удельную поверхность Sуд.=87 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,092.The mesoporous titanium dioxide-based mesoporous material contained anatase crystalline phase in an amount of 45 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 11.3 nm and specific surface S beats. = 87 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0,092.

Пример 14Example 14

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом магния общей формулы [Mg(C12H24O4)]SO4·4H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 180 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,570 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 14°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 14°С, а относительную влажность 69% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 20 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат. Сформированную структуру отделяли фильтрацией от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.A complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a magnesium ion of the general formula [Mg (C 12 H 24 O 4 )] SO 4 · 4H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6.5 wt.% water. 180 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.570 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 14 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A beaker with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 14 ° C with a thermostat, and a relative humidity of 69% with a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 20 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template. The formed structure was separated by filtration from the mother liquor, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 450°С в течение 5,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 450 ° C for 5.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,19%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,165%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.19% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.165% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 55 мас.%, никель в количестве 1,8 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=9,1 нм и удельную поверхность Sуд.=77 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,110.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 55 wt.%, Nickel in an amount of 1.8 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 9.1 nm and specific surface area S beats. = 77 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.110.

Пример 15Example 15

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом кальция общей формулы [Ca(C12H24O4)]Cl2·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 166 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,530 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 80% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 12 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a calcium ion of the general formula [Ca (C 12 H 24 O 4 )] Cl 2 · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing water in an amount of 5.5 wt.%. 166 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 0.530 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 30 ° C using a thermostat, and a relative humidity of 80% was saturated with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 12 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 170°С ее обрабатывали гидротермально в течение 49 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 170 ° C it was hydrothermally treated for 49 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,13%-ного водного раствора боргидрида натрия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.13% aqueous sodium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 52 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=9,3 нм и удельную поверхность Sуд.=77 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,112.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 52 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 9.3 nm and specific surface area S beats. = 77 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.112.

Пример 16Example 16

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом стронция общей формулы [Sr(C12H24O4)]Cl2·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 181 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,601 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 63% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 14 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a strontium ion of the general formula [Sr (C 12 H 24 O 4 )] Cl 2 · 3H 2 O, as a precursor titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 7 wt.% water. 181 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 0.601 g of the template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 63% with a saturated solution of sodium nitrite. The contact of the mixture with water vapor at this temperature was ensured for 14 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 55 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 55 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,16%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,138%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.16% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.138% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 52 мас.%, никель в количестве 1,5 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=9,7 нм и удельную поверхность Sуд.=94 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,103.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 52 wt.%, Nickel in an amount of 1.5 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 9.7 nm and specific surface area S beats. = 94 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.103.

Пример 17Example 17

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом бария общей формулы [Ва(С12Н24O4)]Cl2·3Н2О, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 174 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,338 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 1,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 35°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 35°С, а относительную влажность 62% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 12 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a barium ion of the general formula [Ba (C 12 H 24 O 4 )] Cl 2 · 3H 2 O, as a precursor titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 7 wt.% water. 174 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.338 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 1.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 35 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber in which the temperature was maintained at about 35 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 62% using a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 12 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 54 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 54 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 35 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=10,8 нм и удельную поверхность Sуд.=89 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,092.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 35 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 10.8 nm and specific surface area S beats. = 89 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0,092.

Пример 18Example 18

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом лантана общей формулы [La(C12H24O4)]Cl3·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 184 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,708 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 14 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a lanthanum ion of the general formula [La (C 12 H 24 O 4 )] Cl 3 · 3H 2 O was used, as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6 wt.% water. 184 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.708 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 75% with a saturated solution of sodium chloride. The contact of the mixture with water vapor at this temperature was ensured for 14 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 53 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 53 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,30%-ного водного раствора бромида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 3-х часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,147%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.30% aqueous nickel bromide solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 3 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.147% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 51 мас.%, никель в количестве 1,6 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,8 нм и удельную поверхность Sуд.=119 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,104.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 51 wt.%, Nickel in an amount of 1.6 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.8 nm and specific surface S beats. = 119 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.104.

Пример 19Example 19

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом церия общей формулы [Се(С12Н24O4)]Cl3·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 163 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,355 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 76% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a cerium ion of the general formula [Ce (C 12 H 24 O 4 )] Cl 3 · 3 H 2 O, as a precursor titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing water in an amount of 5.5 wt.%. 163 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.355 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 76% using a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 49 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 49 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 61 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=13,3 нм и удельную поверхность Sуд.=117 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,113.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 61 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 13.3 nm and specific surface area S beats. = 117 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.113.

Пример 20Example 20

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом лития общей формулы [Li(C20H24O6)]Cl·2C2H5OH, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (С3Н7O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-амиловый спирт, содержащий воду в количестве 4,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 210 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,609 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 55 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 21 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 80% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 16 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a lithium ion of the general formula [Li (C 20 H 24 O 6 )] Cl · 2C 2 H 5 OH, as a precursor, was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide - titanium tetrapropoxide of the general formula (C 3 H 7 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-amyl alcohol containing water in an amount of 4.5 wt.%. 210 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 3.609 g of a template were dissolved in it at room temperature. 55 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. At room temperature, 21 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber in which the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and a relative humidity of 80% with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 16 days until the final formation of the mixture of the spatial structure of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 46 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 46 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 350°С в течение 6,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 350 ° C for 6.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,20%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,070%-ного водного раствора боргидрида лития и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.20% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.070% aqueous lithium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 45 мас.%, никель в количестве 1,9 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=10,9 нм и удельную поверхность Sуд.=139 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,093.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 45 wt.%, Nickel in an amount of 1.9 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 10.9 nm and specific surface S beats. = 139 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.093.

Пример 21Example 21

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом натрия общей формулы [Ма(С20Н24O6)]Cl·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4H9О)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.% В один стеклянный стакан наливали 170 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,451 г темплата, затем 0,115 г хлорида лантана. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата и соли лантана при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция этого раствора была введена в раствор темплата и соли лантана, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 14 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a sodium ion of the general formula [Ma (C 20 H 24 O 6 )] Cl · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, tetrabutoxide was used as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 7 wt.% water. 170 ml of this water-alcohol solvent was poured into a glass beaker. At room temperature, 3.451 g of the template was dissolved in it, then 0.115 g of lanthanum chloride. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. Under vigorous stirring, a precursor solution was introduced dropwise into the solution of the template and lanthanum salts. After the entire portion of this solution was introduced into the solution of the template and lanthanum salts, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of sodium nitrite. The contact of the mixture with water vapor at this temperature was ensured for 14 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 48 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 48 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 90 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=13,8 нм и удельную поверхность Sуд.=130 м2/г. Кроме того, он дополнительно содержал лантан в количестве около 0,011 г на один г вещества. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал максимально возможный квантовый выход реакции ФH2=0,130.The mesoporous titanium dioxide-based mesoporous material contained an anatase crystalline phase in an amount of 90 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 13.8 nm and specific surface S beats. = 130 m 2 / g. In addition, it additionally contained lanthanum in an amount of about 0.011 g per g of substance. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided the maximum possible quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.130.

Пример 22Example 22

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом калия общей формулы [К(С20Н24O6)J·2Н2О, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (С3Н7О)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - метанол, содержащий воду в количестве 6,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 100 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 8,205 г темплата, затем 0,798 г хлорида лантана. В другой стеклянный стакан наливали 50 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 21 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора и соли лантана. После того как вся порция этого раствора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 15°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 15°С, а относительную влажность 69% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 16 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a potassium ion of the general formula [K (C 20 H 24 O 6 ) J · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and titanium tetrapropoxide was used as a precursor of the general formula (C 3 H 7 O) 4 Ti, methanol containing water in an amount of 6.5% by weight is used as a water-alcohol solvent. 100 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 8.205 g of the template was dissolved in it, then 0.798 g of lanthanum chloride. 50 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. At room temperature, 21 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, a solution of the precursor and lanthanum salt was introduced dropwise into the solution of the template. After the entire portion of this solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture during this synthesis step was maintained at about 15 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 15 ° C with a thermostat, and a relative humidity of 69% - with a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 16 days until the final formation of the mixture of the spatial structure of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 50 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 50 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 450°С в течение 5,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 450 ° C for 5.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,17%-ного водного раствора сульфата никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 3-х часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,048%-ного водного раствора боргидрида лития и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3,5 часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.17% aqueous nickel sulfate solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 3 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.048% aqueous lithium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3.5 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 71 мас.%, никель в количестве 1,3 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=11,3 нм и удельную поверхность Sуд.=119 м2/г. Кроме того, он дополнительно содержал лантан в количестве около 0,018 г на один г вещества. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,111.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in the amount of 71 wt.%, Nickel in the amount of 1.3 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 11.3 nm and specific surface S beats. = 119 m 2 / g. In addition, it additionally contained lanthanum in an amount of about 0.018 g per g of substance. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.111.

Пример 23Example 23

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом рубидия общей формулы [Rb(С20Н24O6)]Br·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6 мас.% В один стеклянный стакан наливали 180 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 8,467 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a rubidium ion of the general formula [Rb (С 20 Н 24 O 6 )] Br · 3Н 2 O, tetrabutoxide as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6 wt.% water. 180 ml of this water-alcohol solvent was poured into one glass beaker. 8.467 g of the template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 75% with a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 49 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 49 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,09%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,073%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.09% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.073% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 75 мас.%, никель в количестве 0,8 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,0 нм и удельную поверхность Sуд.=121 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,112.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 75 wt.%, Nickel in an amount of 0.8 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.0 nm and specific surface area S beats. = 121 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.112.

Пример 24Example 24

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом цезия общей формулы [Cs(С20Н24O6)]NO3·2Н2O, в качестве прекурсора - тетраэтоксид титана общей формулы (C2H5O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - этанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 120 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 4,317 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 32 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 18 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 4 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 10°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 10°С, а относительную влажность 73% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 19 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a cesium ion of the general formula [Cs (C 20 H 24 O 6 )] NO 3 · 2H 2 O was used, as a precursor - titanium tetraethoxide of the general formula (C 2 H 5 O) 4 Ti, ethanol containing water in an amount of 5 wt.% as a water-alcohol solvent. 120 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 4.317 g of the template was dissolved in it. 32 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. At room temperature, 18 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 4 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture during this synthesis step was maintained at about 10 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was kept at about 10 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 73% using a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 19 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 53 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 53 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 550°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,9 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 550 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.9 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 158 мл 0,17%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 158 мл 0,147%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 158 ml of a 0.17% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 158 ml of a 0.147% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 72 мас.%, никель в количестве 1,6 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=9,2 нм и удельную поверхность Sуд.=90 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,123.The titanium dioxide-based mesoporous material thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 72 wt.%, Nickel in an amount of 1.6 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 9.2 nm and specific surface area S beats. = 90 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.123.

Пример 25Example 25

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом магния общей формулы [Mg(С20Н24O6)]SO4·4Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 177 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 4,040 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 16 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a magnesium ion of the general formula [Mg (C 20 H 24 O 6 )] SO 4 · 4H 2 O was used, as a precursor - titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6.5 wt.% water. 177 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 4.040 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 75% with a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 16 days until the final formation of the mixture of the spatial structure of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 200°С ее обрабатывали гидротермально в течение 51 часа. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 200 ° C it was hydrothermally treated for 51 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,20%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,017%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течении 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.20% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.017% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 77 мас.%, никель в количестве 1,9 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,9 нм и удельную поверхность Sуд.=115 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,122.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 77 wt.%, Nickel in an amount of 1.9 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.9 nm and specific surface S beats. = 115 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.122.

Пример 26Example 26

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом кальция общей формулы [Са(С20Н24O6)]Cl2·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a calcium ion of the general formula [Ca (C 20 H 24 O 6 )] Cl 2 · 3H 2 O was used, as a precursor titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 7 wt.% water

В один стеклянный стакан наливали 183 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,834 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того, как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 80% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 13 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.183 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 3.834 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. The beaker with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and a relative humidity of 80% with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 13 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 49 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 49 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,14%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,12%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.14% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.12% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 58 мас.%, никель в количестве 1,3 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=10,6 нм и удельную поверхность Sуд.=157 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,111.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 58 wt.%, Nickel in an amount of 1.3 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 10.6 nm and specific surface area S beats. = 157 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.111.

Пример 27Example 27

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом стронция общей формулы [Sr(С20Н24О6)]Cl2·3Н2О, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 172 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,859 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 14 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a strontium ion of the general formula [Sr (C 20 H 24 O 6 )] Cl 2 · 3H 2 O, as a precursor titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 5 wt.% water. 172 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.859 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 75% with a saturated solution of sodium chloride. The contact of the mixture with water vapor at this temperature was ensured for 14 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 47 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 47 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 400°С в течение 5,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 400 ° C for 5.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,07%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,055%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.07% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.055% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 62 мас.%, никель в количестве 0,6 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,2 нм и удельную поверхность Sуд.=127 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,107.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained an anatase crystalline phase in an amount of 62 wt.%, Nickel in an amount of 0.6 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.2 nm and specific surface S beats. = 127 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.107.

Пример 28Example 28

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом бария общей формулы [Ва(С20Н24O6)]Cl2·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 162 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,934 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того, как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a barium ion of the general formula [Ba (C 20 H 24 O 6 )] Cl 2 · 3H 2 O, as a precursor titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing water in an amount of 5.5 wt.%. 162 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 0.934 g of the template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture.

Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия, Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 17 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber at which the temperature was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and a relative humidity of 75% with a saturated sodium chloride solution. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 17 days until the mixture was finally formed from the mixture spatial structure of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 46 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 46 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,18%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,156%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.18% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.156% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 73 мас.%, никель в количестве 1,7 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=14,3 нм и удельную поверхность Sуд.=107 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,120.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 73 wt.%, Nickel in an amount of 1.7 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 14.3 nm and specific surface area S beats. = 107 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.120.

Пример 29Example 29

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом лантана общей формулы [La(С20Н24O6)]Cl3·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 4,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 175 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 4,703 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 17°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 17°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 20 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a lanthanum ion of the general formula [La (С 20 Н 24 O 6 )] Cl 3 · 3Н 2 O, as a precursor - titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 4.5 wt.% water. 175 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 4.703 g of a template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 17 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 17 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% with a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 20 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 48 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 48 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 470°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 470 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,20%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,17%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.20% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.17% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 81 мас.%, никель в количестве 1,9 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=13,7 нм и удельную поверхность Sуд.=125 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,125.The titanium dioxide-based mesoporous material thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 81 wt.%, Nickel in an amount of 1.9 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 13.7 nm and specific surface S beats. = 125 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.125.

Пример 30Example 30

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом церия общей формулы [Се(С20Н24O6)]Cl3·3Н2О, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 185 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 2,356 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 76% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 17 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a cerium ion of the general formula [Ce (C 20 H 24 O 6 )] Cl 3 · 3H 2 O, as a precursor titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6 wt.% water. 185 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 2.356 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 76% using a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 17 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 46 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 46 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,07%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,055%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.07% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.055% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 70 мас.%, никель в количестве 0,6 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=14,8 нм и удельную поверхность Sуд.=122 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,115.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 70 wt.%, Nickel in an amount of 0.6 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 14.8 nm and specific surface S beats. = 122 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.115.

Пример 31Example 31

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом лития общей формулы [Li(C28H40O10)]Br·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 193 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 4,941 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 14 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with a lithium ion of the general formula [Li (C 28 H 40 O 10 )] Br · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, tetrabutoxide was used as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 7 wt.% water. 193 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 4.941 g of the template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 75% with a saturated solution of sodium chloride. The contact of the mixture with water vapor at this temperature was ensured for 14 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 56 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 56 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 350°С в течение 5,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 350 ° C for 5.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 40 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=10,8 нм и удельную поверхность Sуд.=118 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,092.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 40 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter D cp. = 10.8 nm and specific surface area S beats. = 118 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0,092.

Пример 32Example 32

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом калия общей формулы [K(C28H40O10)]J·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5,7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 175 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 5,392 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 80% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 13 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with potassium ion of the general formula [K (C 28 H 40 O 10 )] J · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and tetrabutoxide was used as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 5.7 wt.% water. 175 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 5.392 g of template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 30 ° C using a thermostat, and a relative humidity of 80% was saturated with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 13 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 180°С ее обрабатывали гидротермально в течение 52 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 180 ° C it was hydrothermally treated for 52 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 52 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=16 нм и удельную поверхность Sуд.=122 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,107.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 52 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 16 nm and specific surface S beats. = 122 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.107.

Пример 33Example 33

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом натрия общей формулы [Na(C28H40O10)]Cl·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5,7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 168 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 4,606 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 80% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 16 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with sodium ion of the general formula [Na (C 28 H 40 O 10 )] Cl · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, tetrabutoxide was used as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 5.7 wt.% water. 168 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one glass beaker. 4.606 g of a template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber in which the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and a relative humidity of 80% with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 16 days until the final formation of the mixture of the spatial structure of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 57 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 57 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 400°С в течение 6 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 400 ° C for 6 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,19%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,165%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.19% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.165% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 70 мас.%, никель в количестве 1,8 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=10,6 нм и удельную поверхность Sуд.=112 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,124.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 70 wt.%, Nickel in an amount of 1.8 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 10.6 nm and specific surface area S beats. = 112 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.124.

Пример 34Example 34

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом рубидия общей формулы [Rb(C28H40O10)]Br·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 146 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 1,134 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 4 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 15°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 15°С, а относительную влажность 69% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 19 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with a rubidium ion of the general formula [Rb (C 28 H 40 O 10 )] Br · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, tetrabutoxide as a precursor titanium of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6 wt.% water. 146 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 1.134 g of a template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 4 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture during this synthesis step was maintained at about 15 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 15 ° C with a thermostat, and a relative humidity of 69% - with a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 19 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 170°С ее обрабатывали гидротермально в течение 56 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 170 ° C it was hydrothermally treated for 56 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 350°С в течение 6,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 350 ° C for 6.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,10%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,082%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.10% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.082% aqueous potassium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 66 мас.%, никель в количестве 0,9 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=11,4 нм и удельную поверхность Sуд.=142 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,116.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 66 wt.%, Nickel in an amount of 0.9 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 11.4 nm and specific surface S beats. = 142 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.116.

Пример 35Example 35

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом цезия общей формулы [Cs(С24Н32O8)]NO3·4Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-гексиловый спирт, содержащий воду в количестве 6,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 246 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 1,073 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 74 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 4 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-8 with a cesium ion of the general formula [Cs (С 24 Н 32 O 8 )] NO 3 · 4Н 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, as a precursor - titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-hexyl alcohol containing 6.5 wt.% water. 246 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 1.073 g of the template was dissolved in it. 74 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 4 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 75% with a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 150°С ее обрабатывали гидротермально в течение 58 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 150 ° C it was hydrothermally treated for 58 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,18%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,156%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.18% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.156% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 72 мас.%, никель в количестве 1,7 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,7 нм и удельную поверхность Sуд.=90 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,125.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 72 wt.%, Nickel in an amount of 1.7 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.7 nm and specific surface area S beats. = 90 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.125.

Пример 36Example 36

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом магния общей формулы [Mg(C28H40O10)]SO4·4H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 176 мл этого водно-спиртового растворителя.A complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with a magnesium ion of the general formula [Mg (C 28 H 40 O 10 )] SO 4 · 4H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, and as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing water in an amount of 5.5 wt.%. 176 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker.

При комнатной температуре растворяли в нем 1,092 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 35°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 35°С, а относительную влажность 80% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 12 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.At room temperature, 1.092 g of a template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 35 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 35 ° C with a thermostat, and a relative humidity of 80% with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 12 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 57 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 57 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,16%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,138%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.16% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.138% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 65 мас.%, никель в количестве 1,5 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=15,7 нм и удельную поверхность Sуд.=129 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,115.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained an anatase crystalline phase in an amount of 65 wt.%, Nickel in an amount of 1.5 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 15.7 nm and specific surface area S beats. = 129 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.115.

Пример 37Example 37

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом кальция общей формулы [Са(С28Н40О10)]Cl2·3Н2О, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 198 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 5,120 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 63% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 14 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with a calcium ion of the general formula [Ca (C 28 H 40 O 10 )] Cl 2 · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, as a precursor - titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 7 wt.% water. 198 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one glass beaker. 5.120 g of template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 63% with a saturated solution of sodium nitrite. The contact of the mixture with water vapor at this temperature was ensured for 14 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 58 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure, together with the mother liquor, was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 58 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,08%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,064%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.08% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.064% aqueous potassium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 52 мас.%, никель в количестве 0,7 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=15,0 нм и удельную поверхность Sуд.=120 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,103.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 52 wt.%, Nickel in an amount of 0.7 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 15.0 nm and specific surface S beats. = 120 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.103.

Пример 38Example 38

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-6 с ионом стронция общей формулы [Sr(С24Н34O8)]Cl2·2Н2O, в качестве прекурсора - тетраэтоксид титана общей формулы (C2H5O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - этанол, содержащий воду в количестве 6 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 124 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 4,693 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 32 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 18 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 2°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 17 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-6 with a strontium ion of the general formula [Sr (С 24 Н 34 O 8 )] Cl 2 · 2Н 2 O, as a precursor - titanium tetraethoxide of the general formula (C 2 H 5 O) 4 Ti, ethanol containing water in an amount of 6 wt.% as a water-alcohol solvent. 124 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one glass beaker. 4.693 g of the template was dissolved in it at room temperature. 32 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. At room temperature, 18 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 2 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 75% with a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 17 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 56 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 56 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,9 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.9 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 158 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 158 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 158 ml of a 0.22% aqueous solution of nickel chloride was added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 158 ml of a 0.183% aqueous solution of potassium borohydride was added to the glass and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 50 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,0 нм и удельную поверхность Sуд.=77 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,106.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 50 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.0 nm and specific surface area S beats. = 77 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.106.

Пример 39Example 39

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом бария общей формулы [Ва(С28Н40О10)]Cl2·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-гептиловый спирт, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 270 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 2,915 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 75 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 21 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 13 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of oxamacrocyclic compounds dibenzo-30-corona-10 with a barium ion of the general formula [Ba (C 28 H 40 O 10 )] Cl 2 · 3H 2 O, as a precursor titanium tetrapropoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-heptyl alcohol containing 7 wt.% water. 270 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one glass beaker. 2.915 g of the template were dissolved in it at room temperature. 75 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. At room temperature, 21 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 75% with a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 13 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 155°С ее обрабатывали гидротермально в течение 56 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure, together with the mother liquor, was placed in an autoclave, where it was hydrothermally treated for 56 hours at a temperature of 155 ° C. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,17%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,147%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.17% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.147% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 54 мас.%, никель в количестве 1,6 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=11,7 нм и удельную поверхность Sуд.=89 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,102.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 54 wt.%, Nickel in an amount of 1.6 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 11.7 nm and specific surface S beats. = 89 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.102.

Пример 40Example 40

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-3 с ионом лантана общей формулы [La(С24Н32O8)]Cl3·3Н2О, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 184 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 5,349 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 63% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 14 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-3 with a lanthanum ion of the general formula [La (С 24 Н 32 O 8 )] Cl 3 · 3Н 2 О, as a precursor - titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6 wt.% water. 184 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 5.349 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 63% with a saturated solution of sodium nitrite. The contact of the mixture with water vapor at this temperature was ensured for 14 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 58 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure, together with the mother liquor, was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 58 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 70 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=15,2 нм и удельную поверхность Sуд.=133 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,123.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 70 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 15.2 nm and specific surface S beats. = 133 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.123.

Пример 41Example 41

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом церия общей формулы [Се(С24Н32O8)]Cl3·3Н2О, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 192 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 5,356 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 63% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 18 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-8 with a cerium ion of the general formula [Ce (C 24 H 32 O 8 )] Cl 3 · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide; titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 5 wt.% water. 192 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one glass beaker. 5.356 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was kept at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 63% using a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 18 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 57 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 57 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,13%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,11%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.13% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.11% aqueous potassium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 65 мас.%, никель в количестве 1,2 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=16,0 нм и удельную поверхность Sуд.=123 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,111.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained an anatase crystalline phase in an amount of 65 wt.%, Nickel in an amount of 1.2 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 16.0 nm and specific surface S beats. = 123 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.111.

Пример 42Example 42

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-6 с ионом церия общей формулы [Се(С24Н32O8)]Cl3·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 192 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 5,356 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 63% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 18 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-6 with a cerium ion of the general formula [Ce (C 24 H 32 O 8 )] Cl 3 · 3H 2 O was used, as a precursor titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 5 wt.% water. 192 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one glass beaker. 5.356 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was kept at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 63% using a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 18 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 61 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=14,5 нм и удельную поверхность Sуд.=102 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,113.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 61 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 14.5 nm and specific surface S beats. = 102 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.113.

Пример 43Example 43

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом церия общей формулы [Се(С24Н32O8)]Cl3·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 192 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 5,356 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 63% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-8 with a cerium ion of the general formula [Ce (C 24 H 32 O 8 )] Cl 3 · 3 H 2 O, as a precursor titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 5 wt.% water. 192 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one glass beaker. 5.356 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was kept at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 63% using a saturated solution of sodium nitrite.

Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 18 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 18 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 200°С ее обрабатывали гидротермально в течение трех суток. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where it was hydrothermally treated for three days at a temperature of 200 ° C. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию измельченной сухой смеси засыпали в стеклянный стакан. При интенсивном перемешивании в стакан добавляли необходимое, указанное в примере 1, количество предварительно нагретого до температуры кипения этилового спирта и по методике, приведенной в примере 1, экстракцией удаляли из структуры органический темплат. После детемплатирования структуры фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу. Ее сушили до практически полного удаления растворителя, а затем измельчали. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the crushed dry mixture was poured into a glass beaker. With vigorous stirring, the required amount of ethyl alcohol, preliminarily heated to the boiling point, was added to the glass, and the organic template was removed from the structure by the method described in example 1. After the de-sampling of the structure, the solid phase was separated by filtration from the suspension. It was dried until the solvent was almost completely removed, and then ground. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 36 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=11,5 нм и удельную поверхность Sуд.=72 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,091.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 36 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 11.5 nm and specific surface S beats. = 72 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0,091.

Пример 44Example 44

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом лития общей формулы [Li(C12H26O4N2)]Cr·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 184 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 5,232 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 62% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 16 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of 18-Coronaaz-2-oxa-4 oxazamacrocyclic compound with a lithium ion of the general formula [Li (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cr · 3H 2 O, in titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti is used as a precursor; n-butanol containing water in an amount of 5.5 wt.% is used as a water-alcohol solvent. 184 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 5.232 g of template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 62% with a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 16 days until the final formation of the mixture of the spatial structure of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 200°С ее обрабатывали гидротермально в течение 53 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 200 ° C it was hydrothermally treated for 53 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 76 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,4 нм и удельную поверхность Sуд.=100 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,122.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 76 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.4 nm and specific surface S beats. = 100 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.122.

Пример 45Example 45

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом калия общей формулы [K(C12H26O4N2)]J·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 194 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 6,779 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 63% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with a potassium ion of the general formula [K (C 12 H 26 O 4 N 2 )] J · 2H 2 O, in titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti is used as a precursor; n-butanol containing 5 wt% water is used as a water-alcohol solvent. 194 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 6.779 g of the template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 63% with a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 200°С ее обрабатывали гидротермально в течение 50 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 200 ° C it was hydrothermally treated for 50 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 74 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,7 нм и удельную поверхность Sуд.=105 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,123.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 74 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.7 nm and specific surface area S beats. = 105 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.123.

Пример 46Example 46

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом натрия общей формулы [Na(С12Н26O4N2)]Cl·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 204 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 5,209 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 80% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 13 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of 18-Coronaaz-2-oxa-4 oxazamacrocyclic compound with a sodium ion of the general formula [Na (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl · 3H 2 O, in titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti is used as a precursor; n-butanol containing 7 wt.% water is used as a water-alcohol solvent. 204 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 5.209 g of template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 30 ° C using a thermostat, and a relative humidity of 80% was saturated with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 13 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 200°С ее обрабатывали гидротермально в течение 52 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 200 ° C it was hydrothermally treated for 52 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,19%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,165%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.19% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.165% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 78 мас.%, никель в количестве 1,8 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=13,1 нм и удельную поверхность Sуд.=109 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,125.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 78 wt.%, Nickel in an amount of 1.8 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 13.1 nm and specific surface S beats. = 109 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.125.

Пример 47Example 47

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом рубидия общей формулы [Rb(C12H26O4N2)]Br·3H2O, в качестве прекурсора - тетраэтоксид титана общей формулы (C2H5O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - этанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 120 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,518 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 30 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 18 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 10°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 10°С, а относительную влажность 73% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 18 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of oxazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with a rubidium ion of the general formula [Rb (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Br · 3H 2 O, in titanium tetraethoxide of the general formula (C 2 H 5 O) 4 Ti is used as a precursor; ethanol containing 7 wt.% water is used as a water-alcohol solvent. 120 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 3.518 g of template was dissolved in it. In another glass beaker was poured 30 ml of the same solvent. At room temperature, 18 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture during this synthesis step was maintained at about 10 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was kept at about 10 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 73% using a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 18 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 58 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 58 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,9 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.9 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 158 мл 0,15%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 158 мл 0,13%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 158 ml of a 0.15% aqueous solution of nickel chloride was added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 158 ml of a 0.13% aqueous solution of potassium borohydride was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 50 мас.%, никель в количестве 1,4 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=7,9 нм и удельную поверхность Sуд.=76 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,103.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 50 wt.%, Nickel in an amount of 1.4 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 7.9 nm and specific surface area S beats. = 76 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.103.

Пример 48Example 48

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом цезия общей формулы [Cs(С12Н26O4N2)]NO3·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 182 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,733 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 15°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 15°С, а относительную влажность 76% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 17 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of 18-Coronaaz-2-oxa-4 oxazamacrocyclic compound with a cesium ion of the general formula [Cs (C 12 H 26 O 4 N 2 )] NO 3 · 3H 2 O, as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 5 wt.% water. 182 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 3.733 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture during this synthesis step was maintained at about 15 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 15 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 76% with a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 17 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 100°С ее обрабатывали гидротермально в течение 55 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 100 ° C it was hydrothermally treated for 55 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 53 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=7,8 нм и удельную поверхность Sуд.=71 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,107.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 53 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 7.8 nm and specific surface area S beats. = 71 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.107.

Пример 49Example 49

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-коронааза-2-окса-4 с ионом магния общей формулы [Mg(С12Н26O4N2)]SO4·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 168 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,185 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of an oxaazamacrocyclic compound 18-coronaase-2-oxa-4 with a magnesium ion of the general formula [Mg (C 12 H 26 O 4 N 2 )] SO 4 · 3H 2 O, as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing water in an amount of 5.5 wt.%. 168 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one glass beaker. At room temperature, 3.185 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 52 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 52 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 61 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=9,6 нм и удельную поверхность Sуд.=92 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,114.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 61 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 9.6 nm and specific surface S beats. = 92 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.114.

Пример 50Example 50

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом кальция общей формулы [Ca(C12H26O4N2)]Cl2·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 4,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 170 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,118 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with a calcium ion of the general formula [Ca (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl 2 · 3H 2 O, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti is used as a precursor; n-butanol containing 4.5% by weight of water is used as a water-alcohol solvent. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 3.118 g of template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 53 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 53 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,055%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,046%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.055% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.046% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 64 мас.%, никель в количестве 0,5 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=10,2 нм и удельную поверхность Sуд.=89 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,114.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 64 wt.%, Nickel in an amount of 0.5 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 10.2 nm and specific surface S beats. = 89 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.114.

Пример 51Example 51

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом кальция общей формулы [Ca(C12H26O4N2)]Cl2·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 4,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 170 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,118 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with a calcium ion of the general formula [Ca (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl 2 · 3H 2 O, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti is used as a precursor; n-butanol containing 4.5% by weight of water is used as a water-alcohol solvent. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 3.118 g of template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 150°С ее обрабатывали гидротермально в течение четырех суток. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure, together with the mother liquor, was placed in an autoclave, where it was hydrothermally treated for four days at a temperature of 150 ° C. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию измельченной сухой смеси засыпали в стеклянный стакан. При интенсивном перемешивании в стакан добавляли необходимое, указанное в примере 1, количество предварительно нагретого до температуры кипения этилового спирта и по методике, приведенной в примере 1, экстракцией удаляли из структуры органический темплат. После детемплатирования структуры фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу. Ее сушили до практически полного удаления растворителя, а затем измельчали. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the crushed dry mixture was poured into a glass beaker. With vigorous stirring, the required amount of ethyl alcohol, preliminarily heated to the boiling point, was added to the glass, and the organic template was removed from the structure by the method described in example 1. After the de-sampling of the structure, the solid phase was separated by filtration from the suspension. It was dried until the solvent was almost completely removed, and then ground. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 34 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=13,2 нм и удельную поверхность Sуд.=73 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,090.The titanium dioxide-based mesoporous material thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 34 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 13.2 nm and specific surface S beats. = 73 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.090.

Пример 52Example 52

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом кальция общей формулы [Ca(C12H26O4N2)]Cl2·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 4,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 170 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,118 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат. Сформированную структуру отделяли фильтрацией от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with a calcium ion of the general formula [Ca (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl 2 · 3H 2 O, as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 4.5 wt.% water. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 3.118 g of template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template. The formed structure was separated by filtration from the mother liquor, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,16%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,138%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.16% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.138% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 61 мас.%, никель в количестве 1,5 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=11,4 нм и удельную поверхность Sуд.=81 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,113.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 61 wt.%, Nickel in an amount of 1.5 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 11.4 nm and specific surface S beats. = 81 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.113.

Пример 53Example 53

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом кальция общей формулы [Са(С12Н26O4N2)]Cl2·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 4,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 170 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,118 г темплата, затем 0,105 г хлорида лантана. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата и соли лантана при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция этого раствора была введена в раствор темплата и соли лантана, полученную смесь продолжали перемешивать в течение в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат. Сформированную структуру отделяли фильтрацией от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of 18-Coronaaz-2-oxa-4 oxazamacrocyclic compound with a calcium ion of the general formula [Ca (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl 2 · 3H 2 O, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti is used as a precursor; n-butanol containing 4.5% by weight of water is used as a water-alcohol solvent. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 3.118 g of the template was dissolved in it, then 0.105 g of lanthanum chloride. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. Under vigorous stirring, a precursor solution was introduced dropwise into the solution of the template and lanthanum salts. After the entire portion of this solution was introduced into the solution of the template and lanthanum salts, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template. The formed structure was separated by filtration from the mother liquor, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,20%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,17%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.20% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.17% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 60 мас.%, никель в количестве 1,9 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,2 нм и удельную поверхность Sуд.=75 м2/г. Кроме того, он дополнительно содержал лантан в количестве около 0,012 г на один г вещества. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,112.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 60 wt.%, Nickel in an amount of 1.9 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.2 nm and specific surface S beats. = 75 m 2 / g. In addition, it additionally contained lanthanum in an amount of about 0.012 g per g of substance. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.112.

Пример 54Example 54

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом стронция общей формулы [Sr(C12H26O4N2)]Cl2·2H2O, в качестве прекурсора - тетраизопропоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-пропанол, содержащий воду в количестве 6,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 142 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 1,667 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 41 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 21 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 76% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 18 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of oxazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with a strontium ion of the general formula [Sr (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl 2 · 2H 2 O, titanium tetraisopropoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti is used as a precursor; n-propanol containing water in an amount of 6.5 wt.% is used as a water-alcohol solvent. 142 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one glass beaker. At room temperature, 1.667 g of the template was dissolved in it. 41 ml of the same solvent were poured into another glass beaker. At room temperature, 21 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 76% using a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 18 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 54 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 54 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 69 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=10,9 нм и удельную поверхность Sуд.=86 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,122.The titanium dioxide-based mesoporous material thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 69 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 10.9 nm and specific surface S beats. = 86 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.122.

Пример 55Example 55

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом бария общей формулы [Ва(С12Н26O4N2)]Cl2·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 177 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 1,914 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 63% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 14 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of 18-Coronaaz-2-oxa-4 oxazamacrocyclic compound with a barium ion of the general formula [Ba (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl 2 · 3H 2 O, as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing water in an amount of 5.5 wt.%. 177 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 1.914 g of the template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 63% with a saturated solution of sodium nitrite. The contact of the mixture with water vapor at this temperature was ensured for 14 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 155°С ее обрабатывали гидротермально в течение 54 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 155 ° C it was hydrothermally treated for 54 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,16%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,138%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.16% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.138% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 72 мас.%, никель в количестве 1,5 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,3 нм и удельную поверхность Sуд.=83 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,121.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 72 wt.%, Nickel in an amount of 1.5 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.3 nm and specific surface S beats. = 83 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.121.

Пример 56Example 56

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом лантана общей формулы [La(С12Н26O4N2)]Cl3·7Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 167 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,928 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 81% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 18 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with the lanthanum ion of the general formula [La (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl 3 · 7H 2 O, as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 7 wt.% water. 167 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.928 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 81% using a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 18 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 55 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 55 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,17%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,147%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.17% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.147% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 70 мас.%, никель в количестве 1,6 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,8 нм и удельную поверхность Sуд.=97 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,122.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 70 wt.%, Nickel in an amount of 1.6 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.8 nm and specific surface S beats. = 97 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.122.

Пример 57Example 57

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом церия общей формулы [Се(С12Н26O4N2)]Cl3·2Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 4,7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 157 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,794 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 76% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 19 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of oxazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with a cerium ion of the general formula [Ce (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Cl 3 · 2H 2 O, as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 4.7 wt.% water. 157 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.794 g of template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 76% using a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 19 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 54 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 54 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.183% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 67 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=11,9 нм и удельную поверхность Sуд.=99 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,121.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 67 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 11.9 nm and specific surface S beats. = 99 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.121.

Пример 58Example 58

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом лития общей формулы [Li(C20H25O5N)]Cl·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 3,7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 207 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 2,623 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 18 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a lithium ion of the general formula [Li (C 20 H 25 O 5 N)] Cl · 3H 2 O, as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing water in an amount of 3.7 wt.%. 207 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 2.623 g of the template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 18 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 200°С ее обрабатывали гидротермально в течение 49 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 200 ° C it was hydrothermally treated for 49 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,11%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,091%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.11% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.091% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 76 мас.%, никель в количестве 1,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=13,5 нм и удельную поверхность Sуд.=119 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,113.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 76 wt.%, Nickel in an amount of 1.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 13.5 nm and specific surface S beats. = 119 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.113.

Пример 59Example 59

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом калия общей формулы [K(C20H26O5N)]J·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 211 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,398 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 16 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of the oxazazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a potassium ion of the general formula [K (C 20 H 26 O 5 N)] J · 2H 2 O, as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 7 wt.% water. 211 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 3.398 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 16 days until the final formation of the mixture of the spatial structure of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 200°С ее обрабатывали гидротермально в течение 52 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 200 ° C it was hydrothermally treated for 52 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,19%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,165%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.19% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.165% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 80 мас.%, никель в количестве 1,8 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=13,8 нм и удельную поверхность Sуд.=112 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,123.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 80 wt.%, Nickel in an amount of 1.8 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 13.8 nm and specific surface S beats. = 112 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.123.

Пример 60Example 60

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом натрия общей формулы [Na(C20H26O5N)]Cl·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 191 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 2,611 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 15°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 15°С, а относительную влажность 81% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 21 дня до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a sodium ion of the general formula [Na (C 20 H 26 O 5 N)] Cl · 3H 2 O, as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 5 wt.% water. 191 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 2.611 g of the template were dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture during this synthesis step was maintained at about 15 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 15 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 81% with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 21 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 150°С ее обрабатывали гидротермально в течение 49 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 150 ° C it was hydrothermally treated for 49 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,055%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,046%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.055% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.046% aqueous potassium borohydride solution was added to the glass and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 78 мас.%, никель в количестве 0,5 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=13,0 нм и удельную поверхность Sуд.=117 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,116.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 78 wt.%, Nickel in an amount of 0.5 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 13.0 nm and specific surface S beats. = 117 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.116.

Пример 61Example 61

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом рубидия общей формулы [Rb(C20H25O5N)]Br·3H2O, в качестве прекурсора - тетраэтоксид титана общей формулы (C2H5O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя -этанол, содержащий воду в количестве 4 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 120 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,525 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 30 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 18 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 4,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 10°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 10°С, а относительную влажность 82% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 20 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, a complex of oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a rubidium ion of the general formula [Rb (C 20 H 25 O 5 N)] Br · 3H 2 O, as a precursor, titanium tetraethoxide of the general formula (C 2 H 5 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, ethanol containing 4 wt.% water. 120 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 3.525 g of template was dissolved in it. In another glass beaker was poured 30 ml of the same solvent. At room temperature, 18 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 4.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture during this synthesis step was maintained at about 10 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 10 ° C with a thermostat, and 82% relative humidity with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 20 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 200°С ее обрабатывали гидротермально в течение 48 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 200 ° C it was hydrothermally treated for 48 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,9 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.9 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 158 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 158 мл 0,183%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 158 ml of a 0.22% aqueous solution of nickel chloride was added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 158 ml of a 0.183% aqueous solution of potassium borohydride was added to the glass and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 52 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=6,9 нм и удельную поверхность Sуд.=81 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,112.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 52 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 6.9 nm and specific surface S beats. = 81 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.112.

Пример 62Example 62

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом цезия общей формулы [Cs(С20Н25O5N)]NO3·3Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 4,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 182 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,740 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 10°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 10°С, а относительную влажность 73% - с помощью насыщенного раствора нитрата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 22 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a cesium ion of the general formula [Cs (C 20 H 25 O 5 N)] NO 3 · 3H 2 O , as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing water in an amount of 4.5 wt.%. 182 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 3.740 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture during this synthesis step was maintained at about 10 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was kept at about 10 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 73% using a saturated solution of ammonium nitrate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 22 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 150°С ее обрабатывали гидротермально в течение 50 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 150 ° C it was hydrothermally treated for 50 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 400°С в течение 6 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 400 ° C for 6 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,15%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,13%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.15% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.13% aqueous solution of potassium borohydride was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 58 мас.%, никель в количестве 1,4 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=8,3 нм и удельную поверхность Sуд.=77 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,111.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained an anatase crystalline phase in an amount of 58 wt.%, Nickel in an amount of 1.4 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 8.3 nm and specific surface area S beats. = 77 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.111.

Пример 63Example 63

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом магния общей формулы [Mg(C20H25O5N)]SO4·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 4 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 174 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,193 г темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 80% - с помощью насыщенного раствора сульфата аммония. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 17 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a magnesium ion of the general formula [Mg (C 20 H 25 O 5 N)] SO 4 · 3H 2 O , as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 4 wt.% water. 174 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 3.193 g of template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber in which the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and a relative humidity of 80% with a saturated solution of ammonium sulfate. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 17 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 150°С ее обрабатывали гидротермально в течение 48 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 150 ° C it was hydrothermally treated for 48 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,19%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,12%-ного водного раствора боргидрида натрия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.19% aqueous solution of nickel chloride were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.12% aqueous sodium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 68 мас.%, никель в количестве 1.8 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=10,3 нм и удельную поверхность Sуд.=97 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,120.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 68 wt.%, Nickel in an amount of 1.8 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 10.3 nm and specific surface area S beats. = 97 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.120.

Пример 64Example 64

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом кальция общей формулы [Ca(C20H25O5N)]Cl2·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 7 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 170 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 3,126 темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 65% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 18 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a calcium ion of the general formula [Ca (C 20 H 25 O 5 N)] Cl 2 · 3H 2 O , as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 7 wt.% water. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 3.126 templates were dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 65% using a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 18 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 46 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 46 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,157%-ного водного раствора сульфата никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,044%-ного водного раствора боргидрида лития и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.157% aqueous nickel sulfate solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.044% aqueous lithium borohydride solution was added to the beaker and, while mixing the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 66 мас.%, никель в количестве 1,2 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=11,3 нм и удельную поверхность Sуд.=91 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,112.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 66 wt.%, Nickel in an amount of 1.2 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 11.3 nm and specific surface S beats. = 91 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.112.

Пример 65Example 65

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом стронция общей формулы [Sr(C20H25O5N)]Cl2·2H2O, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (С3Н7O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-пропанол, содержащий воду в количестве 6,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 143 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 1,671 темплата. В другой стеклянный стакан наливали 50 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 21 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 3 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 20°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 20°С, а относительную влажность 76% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 20 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a strontium ion of the general formula [Sr (C 20 H 25 O 5 N)] Cl 2 · 2H 2 O , as a precursor, titanium tetrapropoxide of the general formula (C 3 H 7 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-propanol containing water in an amount of 6.5 wt.%. 143 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 1,671 templates were dissolved in it. 50 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. At room temperature, 21 g of the precursor was dissolved in it. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 3 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 20 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 20 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 76% using a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 20 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 175°С ее обрабатывали гидротермально в течение 48 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 175 ° C it was hydrothermally treated for 48 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 400°С в течение 5,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 400 ° C for 5.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,278%-ного водного раствора бромида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 3-х часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,138%-ного водного раствора боргидрида калия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3,5 часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.278% aqueous nickel bromide solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 3 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.138% aqueous potassium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3.5 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 63 мас.%, никель в количестве 1,5 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=11,6 нм и удельную поверхность Sуд.=89 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,120.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 63 wt.%, Nickel in an amount of 1.5 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 11.6 nm and specific surface S beats. = 89 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.120.

Пример 66Example 66

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом бария общей формулы [Ba(C20H25O5N)]Cl2·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 6,3 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 164 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 1,918 темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 63% - с помощью насыщенного раствора нитрита натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 16 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a barium ion of the general formula [Ba (C 20 H 25 O 5 N)] Cl 2 · 3H 2 O , as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6.3 wt.% water. 164 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 1.918 template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 30 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 63% with a saturated solution of sodium nitrite. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 16 days until the final formation of the mixture of the spatial structure of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 125°С ее обрабатывали гидротермально в течение 53 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 125 ° C it was hydrothermally treated for 53 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,13%-ного водного раствора боргидрида натрия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.13% aqueous sodium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 71 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=12,1 нм и удельную поверхность Sуд.=92 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,122.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 71 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.1 nm and specific surface S beats. = 92 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.122.

Пример 67Example 67

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материал на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом лантана общей формулы [La(С20Н25O5N)]Cl3·7Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 144 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,929 темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2,5 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 25°С, а относительную влажность 75% - с помощью насыщенного раствора хлорида натрия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 18 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a lanthanum ion of the general formula [La (C 20 H 25 O 5 N)] Cl 3 · 7H 2 O , as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 5 wt.% water. 144 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. At room temperature, 0.929 template was dissolved in it. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2.5 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture throughout this synthesis step was maintained at about 25 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber, the temperature of which was maintained at about 25 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 75% with a saturated solution of sodium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 18 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 185°С ее обрабатывали гидротермально в течение 49 часов. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 185 ° C it was hydrothermally treated for 49 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,20%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,126%-ного водного раствора боргидрида натрия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.20% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.126% aqueous sodium borohydride solution was added to the beaker and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 76 мас.%, никель в количестве 1,9 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=13,9 нм и удельную поверхность Sуд.=112 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,121.Thus obtained mesoporous material based on titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 76 wt.%, Nickel in an amount of 1.9 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 13.9 nm and specific surface S beats. = 112 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.121.

Пример 68Example 68

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом церия общей формулы [Се(С20Н25O5N)]Cl3·2Н2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (C4H9O)4Ti, в качестве водно-спиртового растворителя - н-бутанол, содержащий воду в количестве 4,5 мас.%. В один стеклянный стакан наливали 135 мл этого водно-спиртового растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 0,796 темплата. В другой стеклянный стакан наливали 45 мл такого же растворителя. При комнатной температуре растворяли в нем 25 г прекурсора. В раствор темплата при интенсивном перемешивании вводили по каплям раствор прекурсора. После того как вся порция раствора прекурсора была введена в раствор темплата, полученную смесь продолжали перемешивать в течение 2 часов до образования из смеси золя. Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 30°С. После золообразования перемешивание смеси прекращали. Стакан со смесью помещали в камеру, температуру в которой с помощью термостата поддерживали около 30°С, а относительную влажность 85% - с помощью насыщенного раствора хлорида калия. Контакт смеси с парами воды при этой температуре обеспечивали в течение 15 дней до окончательного формирования из смеси пространственной структуры диоксид титана/органический темплат.As an organic template for the synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a cerium ion of the general formula [Ce (C 20 H 25 O 5 N)] Cl 3 · 2H 2 O , as a precursor, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing water in an amount of 4.5 wt.%. 135 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.796 template was dissolved in it at room temperature. 45 ml of the same solvent was poured into another glass beaker. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. With vigorous stirring, the precursor solution was introduced dropwise into the template solution. After the entire portion of the precursor solution was introduced into the template solution, the resulting mixture was continued to mix for 2 hours until a sol was formed from the mixture. The temperature of the mixture at this synthesis stage was maintained at about 30 ° C. After ash formation, the stirring of the mixture was stopped. A glass with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 30 ° C using a thermostat, and 85% relative humidity was saturated with a saturated solution of potassium chloride. The mixture was contacted with water vapor at this temperature for 15 days until the final formation of the spatial structure of the mixture of titanium dioxide / organic template.

Сформированную структуру вместе с маточным раствором помещали в автоклав, где при температуре 150°С ее обрабатывали гидротермально в течение 51 часа. После этого структуру вместе с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили до практически полного удаления из нее растворителя, затем измельчали в диспергаторе.The formed structure together with the mother liquor was placed in an autoclave, where at a temperature of 150 ° C it was hydrothermally treated for 51 hours. After that, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried until the solvent was almost completely removed from it, then crushed in a dispersant.

Для получения мезопористого диоксида титана сухой порошок структуры засыпали в тигель. Тигель помещали в муфельную печь, где структуру кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления из нее темплата. В результате получали 7,5 г мезопористого диоксида титана.To obtain mesoporous titanium dioxide, dry structure powder was poured into a crucible. The crucible was placed in a muffle furnace, where the structure was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed from it. The result was 7.5 g of mesoporous titanium dioxide.

Полученный мезопористый диоксид титана измельчали в диспергаторе, затем переносили в стеклянный стакан. Туда же добавляли 150 мл 0,22%-ного водного раствора хлорида никеля. Перемешивая смесь, диоксид титана обрабатывали раствором этой соли в течение 2,5 часов. Диоксид титана, адсорбировавший из раствора ионы никеля, фильтрацией отделяли от жидкой фазы, промывали его на фильтре дистиллированной водой, затем помещали в стеклянный стакан. В стакан добавляли 150 мл 0,13%-ного водного раствора боргидрида натрия и, перемешивая смесь, обрабатывали им диоксид титана в течение 3-х часов. Фильтрацией отделяли от суспензии твердую фазу, промывали ее на фильтре дистиллированной водой, затем этанолом, после чего сушили в вакуум-эксикаторе до достижения постоянной массы.The obtained mesoporous titanium dioxide was ground in a dispersant, then transferred to a glass beaker. 150 ml of a 0.22% aqueous nickel chloride solution were added thereto. While mixing the mixture, titanium dioxide was treated with a solution of this salt for 2.5 hours. Titanium dioxide adsorbed nickel ions from the solution was separated by filtration from the liquid phase, washed on the filter with distilled water, then placed in a glass beaker. 150 ml of a 0.13% aqueous sodium borohydride solution was added to the glass and, while stirring the mixture, titanium dioxide was treated with it for 3 hours. The solid phase was separated by filtration from the suspension, washed on a filter with distilled water, then ethanol, and then dried in a vacuum desiccator until a constant mass was achieved.

Полученный таким образом мезопористый материал на основе диоксида титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 72 мас.%, никель в количестве 2,0 мас.%, имел пористую структуру со средним диаметром пор Dcp.=15,7 нм и удельную поверхность Sуд.=114 м2/г. Как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей такой композитный никель-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана, обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,124.The mesoporous material based on titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 72 wt.%, Nickel in an amount of 2.0 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 15.7 nm and specific surface area S beats. = 114 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such a composite nickel-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.124.

Приведенные примеры не исчерпывают всех возможностей практического воплощения изобретательского замысла. Так, в более сложной форме осуществления изобретательского замысла, которая не противоречит основным пунктам формулы изобретения, на этапе синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана от золообразования до окончательного формирования из реакционной смеси пространственной структуры прекурсор / органический темплат температуру смеси, не выходя за указанный верхний предел и рекомендуемый нижний предел, можно поддерживать иной, отличающейся от той, при которой выдерживают смесь на предыдущем этапе синтеза (от смешивания растворов реагентов до золообразования). Кроме того, в случае, когда температура окружающей среды и ее влажность в течение времени от смешивания растворов реагентов до окончательного формирования из реакционной смеси пространственной структуры прекурсор / органический темплат изменяются незначительно, изменение этих параметров внешней среды поддаются прогнозу и соответствуют условиям синтеза, эти этапы синтеза мезопористого материала на основе диоксида титана можно проводить без использования термостата и насыщенных растворов соответствующих солей.The given examples do not exhaust all the possibilities of the practical embodiment of the inventive concept. Thus, in a more complex form of implementing the inventive concept, which does not contradict the main claims, at the stage of synthesis of a mesoporous material based on titanium dioxide from ash formation to the final formation of the spatial structure of the precursor / organic template from the reaction mixture, the temperature of the mixture does not go beyond the specified upper limit and the recommended lower limit, it is possible to maintain a different one from that at which the mixture is maintained at the previous stage of synthesis (from mixing creates reagents to zoloobrazovaniya). In addition, in the case when the ambient temperature and its humidity during the time from mixing the reagent solutions to the final formation of the spatial structure of the precursor / organic template from the reaction mixture change insignificantly, changes in these environmental parameters are predictable and correspond to the synthesis conditions, these synthesis steps a mesoporous material based on titanium dioxide can be carried out without using a thermostat and saturated solutions of the corresponding salts.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Предложенный мезопористый материал на основе диоксида титана может быть легко получен промышленным путем в соответствии с предложенным способом с использованием реактивов, выпускаемых химической промышленностью. Такой композитный металл-полупроводниковый мезопористый материал на основе диоксида титана может быть с успехом использован в химической промышленности как сорбент-катализатор фотохимических реакций выделения молекулярного водорода из водно-спиртовых смесей или как сорбент-катализатор гетерогенных фотохимических процессов окисления вредных органических соединений до образования экологически безопасных продуктов.The proposed mesoporous material based on titanium dioxide can be easily obtained industrially in accordance with the proposed method using reagents manufactured by the chemical industry. Such a composite metal-semiconductor mesoporous material based on titanium dioxide can be successfully used in the chemical industry as an sorbent catalyst for the photochemical reactions of the evolution of molecular hydrogen from water-alcohol mixtures or as an sorbent catalyst for heterogeneous photochemical processes of oxidation of harmful organic compounds to the formation of environmentally friendly products .

Мезопористый материал, полученный по описанной в примере 21 методике и закрепленный в виде тонкого слоя на стеклянной пластинке, был также испытан в качестве сорбента-катализатора гетерогенной фотохимической реакции окисления ацетона в газовой фазе. Для сравнения был использован не обладающий пористой структурой высокодисперсный пирогенный 100%-ный анатаз, закрепленный в виде слоя такой же толщины на другой стеклянной пластинке. Массы образца мезопористого материала и образца 100%-ного анатаза, нанесенные на пластинки, были одинаковыми и равнялись 0,25 г. Фотокаталитическое окисление паров ацетона проводили при комнатной температуре кислородом воздуха. Пластинку со слоем мезопористого материала помещали в замкнутый стеклянный реактор объемом 275 мл. В другой такой же реактор помещали пластинку со слоем не имеющего пор 100%-ного анатаза. Введение в реакторы одного и того же исходного количества паров ацетона (до концентрации 5·10-3 моль/л), а также отбор проб для хроматографического определения содержания ацетона и продуктов его фотокаталитического окисления осуществляли с помощью дозатора через эластичные резиновые мембраны, герметично встроенные в стенки реакторов. Через стеклянные окна в стенках реакторов пластинки с образцами в течение 60 минут облучали ртутной лампой типа ДРШ-1000 светом λ>310 нм (интенсивность света - 2,7·10-6 эйнштейн/мин). Фотокаталитическую активность образцов оценивали по степени конверсии (превращения) ацетона К, %, которую рассчитывали по формулеThe mesoporous material obtained according to the procedure described in Example 21 and fixed as a thin layer on a glass plate was also tested as a sorbent-catalyst for the heterogeneous photochemical reaction of acetone oxidation in the gas phase. For comparison, we used a non-porous highly dispersed pyrogenic 100% anatase fixed in the form of a layer of the same thickness on another glass plate. The masses of the sample of mesoporous material and the sample of 100% anatase deposited on the plates were the same and amounted to 0.25 g. Photocatalytic oxidation of acetone vapor was carried out at room temperature with atmospheric oxygen. A plate with a layer of mesoporous material was placed in a closed glass reactor with a volume of 275 ml. A plate with a layer of pore-free 100% anatase was placed in another same reactor. The introduction of the same initial amount of acetone vapor (up to a concentration of 5 · 10 -3 mol / L) into the reactors, as well as sampling for the chromatographic determination of the content of acetone and its photocatalytic oxidation products, was carried out using a batcher through elastic rubber membranes hermetically integrated into reactor walls. Through the glass windows in the walls of the reactors, the sample plates were irradiated for 60 minutes with a DRSh-1000 type mercury lamp with light λ> 310 nm (light intensity - 2.7 · 10 -6 Einstein / min). The photocatalytic activity of the samples was evaluated by the degree of conversion (conversion) of acetone K,%, which was calculated by the formula

К=(C1-C2)·100/C1,K = (C 1 -C 2 ) · 100 / C 1 ,

где C1 - начальная концентрация ацетона в каждом из реакторов (5·10-3 моль/л); С2 - концентрация ацетона в каждом из реакторов по окончанию облучения пластин с образцами.where C 1 is the initial concentration of acetone in each of the reactors (5 · 10 -3 mol / l); C 2 is the concentration of acetone in each of the reactors at the end of the irradiation of the plates with the samples.

Для образца мезопористого материала, полученного по описанной в примере 21 методике, значение К=43%. Для образца же непористого 100%-ного анатаза К=17. Таким образом, фотокаталитическая активность предлагаемого мезопористого материала почти в 2,5 раза выше, чем активность не обладающего пористой структурой высокодисперсного пирогенного 100%-ного анатаза. При этом, как показали результаты хроматографического анализа, при фотокаталитическом окислении ацетона кислородом воздуха в присутствии заявляемого сорбента-катализатора никаких других продуктов реакции, кроме углекислого газа, зафиксировано не было.For a sample of mesoporous material obtained by the method described in example 21, the value of K = 43%. For a sample of nonporous 100% anatase, K = 17. Thus, the photocatalytic activity of the proposed mesoporous material is almost 2.5 times higher than the activity of a highly dispersed pyrogenic 100% anatase that does not have a porous structure. Moreover, as shown by the results of chromatographic analysis, during the photocatalytic oxidation of acetone with atmospheric oxygen in the presence of the inventive sorbent-catalyst, no reaction products other than carbon dioxide were detected.

Claims (7)

1. Катализатор фотохимических реакций, представляющий собой мезопористый материал на основе диоксида титана, отличающийся тем, что он содержит кристаллическую фазу анатаза в количестве не менее 30 мас.%, никель в количестве от 0,5 до 2 мас.%, имеет пористую структуру со средним диаметром пор от 2 до 16 нм, удельную поверхность не менее 70 м2/г и как катализатор фотохимической реакции выделения водорода из водно-спиртовых смесей обеспечивает квантовый выход реакции от 0,09 до 0,13.1. The catalyst for photochemical reactions, which is a mesoporous material based on titanium dioxide, characterized in that it contains a crystalline anatase phase in an amount of at least 30 wt.%, Nickel in an amount of from 0.5 to 2 wt.%, Has a porous structure with with an average pore diameter of 2 to 16 nm, a specific surface area of at least 70 m 2 / g, and as a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, it provides a quantum yield of the reaction from 0.09 to 0.13. 2. Катализатор фотохимических реакций по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит лантан в количестве не более 0,019 грамма на один грамм диоксида титана, содержащегося в материале.2. The catalyst for photochemical reactions according to claim 1, characterized in that it further comprises lanthanum in an amount of not more than 0.019 grams per gram of titanium dioxide contained in the material. 3. Способ получения катализатора фотохимических реакций по п.1, включающий введение в водно-органический растворитель прекурсора - тетраалкоксида титана и темплата органической природы, выдержку смеси реагентов до окончательного формирования из нее пространственной структуры через последовательные стадии образования золя, а затем геля, отделение полученного продукта реакции и его обработку до удаления темплата, отличающийся тем, что процесс проводят в водно-спиртовом растворителе, содержащем не более 7 мас.% воды, в качестве темплата в растворитель вводят по меньшей мере один из лигандов, выбранных из группы макроциклических соединений, состоящей из окса- и оксаазамакроциклических соединений, содержащих не менее четырех атомов кислорода, и/или из комплексов указанных макроциклических соединений с ионами металлов, выбранных из группы щелочных, или щелочноземельных, или f-металлов, состоящей из лития, калия, натрия, рубидия, цезия, магния, кальция, стронция, бария, лантана и церия, в количестве от 0,001 до 0,2 моля на один моль прекурсора, до образования золя смесь реагентов перемешивают, поддерживая ее температуру не выше 35°С, до окончательного формирования из смеси реагентов пространственной структуры смесь выдерживают при такой же температуре в открытом сосуде в условиях свободного доступа к смеси паров воды и после удаления из пространственной структуры темплата ее вначале обрабытывают раствором соли никеля, а затем раствором боргидрида щелочного металла до образования металлического никеля.3. The method of producing a catalyst for photochemical reactions according to claim 1, comprising introducing a precursor of titanium tetraalkoxide and an organic template into an aqueous-organic solvent, holding the mixture of reagents until the spatial structure is finally formed from it through successive stages of sol formation, and then the gel, separating the obtained the reaction product and its processing to remove the template, characterized in that the process is carried out in a water-alcohol solvent containing not more than 7 wt.% water, as a template in at least one of the ligands selected from the group of macrocyclic compounds consisting of oxa and oxazamacrocyclic compounds containing at least four oxygen atoms and / or from complexes of these macrocyclic compounds with metal ions selected from the group of alkaline or alkaline earth is introduced into the solvent or f-metals, consisting of lithium, potassium, sodium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, lanthanum and cerium, in an amount of from 0.001 to 0.2 moles per mole of precursor, until the formation of sol, the mixture of reagents mix, maintaining its temperature not higher than 35 ° C, until the final formation of the spatial structure of the reagents from the mixture, the mixture is kept at the same temperature in an open vessel under free access to a mixture of water vapor and after removing the template from the spatial structure, it is first treated with a solution of nickel salt, and then with an alkali metal borohydride solution to form metallic nickel. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что темплат удаляют из полученного продукта реакции кальцинированием при температуре от 300 до 600°С.4. The method according to claim 3, characterized in that the template is removed from the obtained reaction product by calcination at a temperature of from 300 to 600 ° C. 5. Способ по п.3, отличающийся тем, что перед удалением темплата продукт реакции обрабатывают гидротермально при температуре от 100 до 200°С и темплат удаляют из продукта реакции экстракцией спиртом.5. The method according to claim 3, characterized in that before removing the template, the reaction product is treated hydrothermally at a temperature of from 100 to 200 ° C and the template is removed from the reaction product by extraction with alcohol. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что перед удалением темплата продукт реакции обрабатывают гидротермально при температуре от 100 до 200°С.6. The method according to claim 4, characterized in that before removing the template, the reaction product is treated hydrothermally at a temperature of from 100 to 200 ° C. 7. Способ по п.3, отличающийся тем, что в водно-спиртовый растворитель дополнительно вводят соль лантана, при условии, что темплат не содержит ион лантана.7. The method according to claim 3, characterized in that the lanthanum salt is additionally introduced into the water-alcohol solvent, provided that the template does not contain lanthanum ion.
RU2004132547/04A 2004-11-10 2004-11-10 Photochemical reaction catalyst in the form of titanium dioxide-based mesoporous material and a method for preparation thereof RU2275238C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004132547/04A RU2275238C1 (en) 2004-11-10 2004-11-10 Photochemical reaction catalyst in the form of titanium dioxide-based mesoporous material and a method for preparation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004132547/04A RU2275238C1 (en) 2004-11-10 2004-11-10 Photochemical reaction catalyst in the form of titanium dioxide-based mesoporous material and a method for preparation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2275238C1 true RU2275238C1 (en) 2006-04-27

Family

ID=36655524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004132547/04A RU2275238C1 (en) 2004-11-10 2004-11-10 Photochemical reaction catalyst in the form of titanium dioxide-based mesoporous material and a method for preparation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2275238C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486134C1 (en) * 2011-10-25 2013-06-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method of producing photocatalytically active titanium dioxide
RU2563239C1 (en) * 2014-09-15 2015-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) Method of producing thermally stable titanium dioxide-based photocatalyst
RU2575026C1 (en) * 2014-08-06 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) Method of producing crystalline titanium dioxide in anatase structural modification
WO2016162801A1 (en) 2015-04-08 2016-10-13 Sabic Global Technologies B.V. Photoactive catalyst based on non-precious metals deposited on titanium dioxide
RU2646415C1 (en) * 2016-12-01 2018-03-05 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Method of obtaining mesoporous nanostructured metal-oxide film by electrostatic spraying method
RU2690378C1 (en) * 2018-08-22 2019-06-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Method of producing composite material having photocatalytic properties

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
David M.Antonelli, Jackie Y.Ying. Synthesis of hexagonally packed mesoporous TiO 2 by a modified sol-gel method. Angewandte Chemie International Edition in English. 1995, v.34, №1, p.2014-2017. Viktor F.Stone, Jr. and Robert J.Davis. Synthesis, characterization, and photocatalytik aktivity of titania and niobia mesoporous molekular sieves. Chemistry of Materials. 1998, v.10, №5, p.1468-1474. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486134C1 (en) * 2011-10-25 2013-06-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Method of producing photocatalytically active titanium dioxide
RU2575026C1 (en) * 2014-08-06 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кемеровский государственный университет" (КемГУ) Method of producing crystalline titanium dioxide in anatase structural modification
RU2563239C1 (en) * 2014-09-15 2015-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) Method of producing thermally stable titanium dioxide-based photocatalyst
WO2016162801A1 (en) 2015-04-08 2016-10-13 Sabic Global Technologies B.V. Photoactive catalyst based on non-precious metals deposited on titanium dioxide
RU2646415C1 (en) * 2016-12-01 2018-03-05 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть") Method of obtaining mesoporous nanostructured metal-oxide film by electrostatic spraying method
RU2690378C1 (en) * 2018-08-22 2019-06-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Method of producing composite material having photocatalytic properties

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220355284A1 (en) Perylene imide and composite photocatalytic material thereof, preparation method therefor and application thereof in removing organic pollutants from water
Ismail Mesoporous PdO–TiO2 nanocomposites with enhanced photocatalytic activity
Cao et al. Mesoporous black N-TiO2− x hollow spheres as efficient visible-light-driven photocatalysts
Shen et al. Growth of quantum-confined CdS nanoparticles inside Ti-MCM-41 as a visible light photocatalyst
JP5544648B2 (en) Fine particle composite body, method for producing the same, and catalyst containing the composite body
Ma et al. Synthesis and structural characterization of novel visible photocatalyst Bi–TiO 2/SBA-15 and its photocatalytic performance
JP2019502629A (en) Tin-containing zeolite material having a BEA framework structure
Wang et al. Design and synthesis of porous C–ZnO/TiO2@ ZIF-8 multi-component nano-system via pyrolysis strategy with high adsorption capacity and visible light photocatalytic activity
Rey et al. Synthesis and characterisation by X-ray absorption spectroscopy of a suite of seven mesoporous catalysts containing metal ions in framework sites
JPWO2003104148A1 (en) Method for the synthesis of mesoporous zeolite
US20090118116A1 (en) Catalyst and Method of Manufacturing the Same
CN112076774A (en) Catalyst of titanium carbide quantum dot-loaded carbon defect inverse opal carbon nitride and preparation method thereof
JP2021511274A (en) High-speed batch manufacturing method for zeolite materials having a CHA-type skeleton structure
Yadav et al. Highly catalytically active palladium nanoparticles incorporated inside metal-organic framework pores by double solvents method
Zanjanchi et al. Enhanced adsorptive and photocatalytic achievements in removal of methylene blue by incorporating tungstophosphoric acid–TiO2 into MCM-41
Ge et al. A eutectic mixture of choline chloride and urea as an assisting solvent in the synthesis of flower-like hierarchical BiOCl structures with enhanced photocatalytic activity
RU2275238C1 (en) Photochemical reaction catalyst in the form of titanium dioxide-based mesoporous material and a method for preparation thereof
JP2019011217A (en) Method for producing kfi-type zeolite
RU2287365C2 (en) Catalyst for photo-chemical reactions on base of titanium dioxide and method of production of such catalyst
Ma et al. Influence of synthesis temperature on morphology of TiO2/SBA-16 materials and its photocatalytic performance
JP6759596B2 (en) AFX type zeolite and its manufacturing method
Harada et al. Synthesis of nano-sized tungsten oxide particles encapsulated in a hollow silica sphere and their photocatalytic properties for decomposition of acetic acid using Pt as a co-catalyst
Zhang et al. Silica supported ruthenium oxide nanoparticulates as efficient catalysts for water oxidation
RU2291839C2 (en) Method and the semi-product used for production of the meso-porous titanium dioxide
Yao et al. Adsorption properties and photocatalytic activity of TiO 2/activated carbon fiber composite

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121111