RU2291839C2 - Method and the semi-product used for production of the meso-porous titanium dioxide - Google Patents

Method and the semi-product used for production of the meso-porous titanium dioxide Download PDF

Info

Publication number
RU2291839C2
RU2291839C2 RU2004132546/15A RU2004132546A RU2291839C2 RU 2291839 C2 RU2291839 C2 RU 2291839C2 RU 2004132546/15 A RU2004132546/15 A RU 2004132546/15A RU 2004132546 A RU2004132546 A RU 2004132546A RU 2291839 C2 RU2291839 C2 RU 2291839C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
titanium dioxide
template
temperature
mesoporous titanium
Prior art date
Application number
RU2004132546/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004132546A (en
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
Василий Иванович Яцькив (UA)
Василий Иванович Яцькив
Май Альбертовна Федоренко (UA)
Майя Альбертовна Федоренко
Анна Васильевна Коржак (UA)
Анна Васильевна Коржак
Василий Михайлович Гранчак (UA)
Василий Михайлович Гранчак
Александр Васильевич Шульженко (UA)
Александр Васильевич Шульженко
Александр Леонидович Строюк (UA)
Александр Леонидович Строюк
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
Василий Иванович Яцькив
Майя Альбертовна Федоренко
Анна Васильевна Коржак
Василий Михайлович Гранчак
Александр Васильевич Шульженко
Александр Леонидович Строюк
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, Василий Иванович Яцькив, Майя Альбертовна Федоренко, Анна Васильевна Коржак, Василий Михайлович Гранчак, Александр Васильевич Шульженко, Александр Леонидович Строюк filed Critical Институт Физической Химии Им. Л.В. Писаржевского Национальной Академии Наук Украины
Priority to RU2004132546/15A priority Critical patent/RU2291839C2/en
Publication of RU2004132546A publication Critical patent/RU2004132546A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2291839C2 publication Critical patent/RU2291839C2/en

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry; methods of production of the catalytic agents of photochemical reaction and sorbents-catalysts of heterogeneous photochemical processes.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the field of chemical industry and may be used in production of the catalytic agents of photochemical reaction and the sorbents-catalysts of heterogeneous photochemical processes of oxidizing of the harmful organic compounds. The precursor in the form of titanium tetraalcoxide and template of the organic nature are introduced into the water-organic dissolvent. The mixture of the reactants is intermixed up to formation of the sol and is kept till the final formation of the special structure. The gained reaction product is separated and treated removal of the template using calcifying or the extraction by the alcohol after preliminary hydrothermal treatment. In preferential version of the invention the water-alcohol dissolvent is additionally introduced with the salt of lanthanum. The invention allows to produce the reproducible sorbent-photocatalyst with the high attributes: the crystal phase of the anatase - no less than 30 mass %, a mean diameter of the pores - 2-16 nanometers, the specific surface - no less than 70 m2/g, does not contain the non-desirable impurities.
EFFECT: the invention ensures production of the reproducible sorbent-photocatalyst with the high attributes of thee crystal phase of the anatase, the effective diameter of the pores, the specific surface at absence of the non-desirable impurities.
7 cl, 68 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к составу и структуре мезопористых дисперсных материалов на основе диоксида титана, к способам и к составам полупродуктов для получения таких материалов.The invention relates to the composition and structure of mesoporous dispersed materials based on titanium dioxide, to methods and compositions of intermediates for producing such materials.

Такие мезопористые дисперсные материалы могут быть использованы:Such mesoporous dispersed materials 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, например, для очистки воздуха от вредных органических соединений путем гетерогенного фотокаталитического окисления упомянутых соединений в газовой фазе до образования безопасных для здоровья человека продуктов.as photocatalyst sorbents, for example, for purifying air from harmful organic compounds by heterogeneous photocatalytic oxidation of the compounds in the gas phase 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;

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, for example, hydrolysis, becomes a source of material for the formation of a framework of a porous dispersed material on a template during 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, at 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 как сорбенты-катализаторы гетерогенных фотохимических процессов окисления органических соединений в газовой фазе должны обеспечивать:Dispersed materials based on titanium dioxide as catalysts for the photochemical reactions of molecular hydrogen evolution or as sorbents-catalysts for heterogeneous photochemical processes of oxidation of organic compounds in the gas phase should provide:

высокие квантовые выходы реакций образования продуктов;high quantum yields of product formation reactions;

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

В свою очередь способы получения таких дисперсных материалов на основе диоксида титана должны обеспечивать устойчивую воспроизводимость свойств материалов, а полупродукты для получения материалов должны быть устойчивы к изменениям и разложению в период хранения и в то же время легко перерабатываться в конечный продукт (пористый дисперсный диоксид титана) путем удаления из них темплата, когда возникает потребность в материалах со свежеобразованной и поэтому химически активной поверхностью.In turn, the methods for producing such dispersed materials based on titanium dioxide should ensure stable reproducibility of the properties of materials, and intermediates for obtaining materials should be resistant to changes and decomposition during storage and at the same time easily processed into the final product (porous dispersed titanium dioxide) by removing the template from them, when there is a need for materials with a freshly formed and therefore chemically active surface.

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.hlml). 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) в присутствии платинового или палладиевого катализатора темновой стадии этих реакций, который, 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), способствует аккумулированию образовавшегося в результате реакции атомарного водорода и его превращению в молекулярный водород.Thus, a 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.hlml). 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 / Under the editorship of M. Gretzel. - M .: Mir, 1986. - P.364); When photons are absorbed by them, electrons are excited into the conduction band, and holes are generated in the valence band, respectively taking part in the reduction and oxidation reactions of the molecules of 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 rather high quantum yields of hydrogen formation (about 0.4) in the presence of a platinum or palladium catalyst of the dark stage of these reactions, which , as is known (see, for example, Balzani V., Scandola F., Infelt P. et al. Energy resources through the prism of photochemistry and catalysis: Transl. from English / Edited by M. Gretzel. - M .: Mir, 1986. - P.365), contributes acc the emulation of atomic hydrogen formed as a result of the reaction and its transformation 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.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.

Способ получения такой кристаллической модификации диоксида титана - анатаза, каким преимущественно является материал Degussa P 25, общеизвестен (см., например, Руководство по неоганическому 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.The method of obtaining such a crystalline modification of titanium dioxide - anatase, which is mainly Degussa P 25 material, is well known (see, for example, the Guide to neo-organic synthesis. Edited by G. Brauer. - M .: Mir, 1985. - T.4 - S.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 способ получения диоксида титана в виде анатаза сравнительно прост и, кроме того, обеспечивает практически 100%-ный выход готового продукта, обладающего фотокаталитическими свойствами.This method of producing titanium dioxide in the form of anatase is relatively simple and, in addition, provides 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.

Очевидно, что полупродуктом для получения диоксида титана является гидроксид титана, который, как известно, при хранении способен терять воду и, как следствие, самопроизвольно переходить в аморфную модификацию диоксида титана (см. там же).Obviously, the intermediate for the production of titanium dioxide is titanium hydroxide, which, as you know, is capable of losing water during storage and, as a result, spontaneously transform into an amorphous modification of titanium dioxide (see ibid.).

Известен также мезопористый диоксид 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 диоксид титана обладает высокой сорбционной способностью. Поэтому он может быть хорошим концентратором паров органических соединений, подлежащих последующему разложению.Also known is mesoporous titanium dioxide, which has 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 titanium dioxide has a high sorption ability. Therefore, it can be a good concentrator of vapors of organic compounds that are subject to subsequent decomposition.

Однако этот диоксид титана состоит преимущественно из аморфной фазы 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, this titanium dioxide consists predominantly of the amorphous phase and is therefore ineffective as a catalyst for the photochemical reactions of molecular hydrogen evolution and, moreover, as a sorbent catalyst for heterogeneous photochemical processes of oxidation of organic compounds in the gas phase.

Способ получения такого мезопористого 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 for producing such mesoporous titanium dioxide by template sol-gel synthesis includes (see ibid.) Introducing into the aqueous organic solvent a precursor in the form of titanium tetraalkoxide and a template in the form of an organic compound, mainly selected from among surfactants, holding or processing the obtained a solution under certain conditions and conditions until a precursor / template is formed from the mixture, first a sol, and then a gel and the template is removed.

Этот способ позволяет получать сорбционноактивный диоксид титана со средним диаметром пор около 3 нм и с удельной поверхностью вплоть до 700 м2/г.This method allows to obtain sorption active 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 диоксид титана, обладающий фотокаталитическими свойствами.However, this method does not allow to obtain mesoporous titanium dioxide having photocatalytic properties.

Соответственно полупродукт в виде пространственно организованной структуры органический темплат/диоксид титана для получения мезопористого диоксида титана имеет те же преимущества и недостатки.Accordingly, the intermediate product in the form of a spatially organized structure of an organic template / titanium dioxide for producing mesoporous titanium dioxide has the same advantages and disadvantages.

Наиболее близкими по технической сути и достигаемому эффекту к заявляемой группе объектов являются мезопористый диоксид титана и способ и полупродукт для 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, постадийно описан процесс-прототип получения материала с указанием условий проведения каждой стадии синтеза и описаны свойства полупродукта-прототипа для получения материала. Во второй - другими авторами изучены фотокаталитические свойства материала-прототипа (мезопористого диоксида титана) и дано объяснение природы его фотокаталитической активности.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed group of objects are mesoporous titanium dioxide and the method and intermediate 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, the prototype process of obtaining the material is described in stages, indicating the conditions for each stage of the synthesis, and the properties of the prototype intermediate for obtaining the material are described. In the second, other authors studied the photocatalytic properties of the prototype material (mesoporous titanium dioxide) and gave an explanation of the nature of its photocatalytic activity.

Известный мезопористый диоксид 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 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 concentrator of vapors of organic compounds.

Однако этот мезопористый диоксид титана характеризуется низким значением квантового выхода образования молекулярного водорода - не более 0,01 в присутствии 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 диоксид титана по комплексу свойств недостаточно эффективен и как сорбент-фотокатализатор.However, this mesoporous titanium dioxide is characterized by a low quantum yield of molecular hydrogen production — not more than 0.01 in the presence of a dark-stage platinum or palladium catalyst (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 the photocatalytically inactive amorphous phase of titanium dioxide in the material (see ibid., .1471, figure 4). In addition, the content of a template-phosphorus fragment in its pores also contributes to a decrease in the photocatalytic activity of the known material (see ibid.). Therefore, this mesoporous titanium dioxide is not effective enough as a sorbent photocatalyst in terms of its complex of properties.

Способ получения известного мезопористого диоксида титана включает (см. Synthesis of Hexagonally Packed Mesoporous Ti02 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. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - С.549), отделение осадка, его промывку, сушку и обработку до удаления из него темплата.A method for producing known mesoporous titanium dioxide includes (see Synthesis of Hexagonally Packed Mesoporous Ti02 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-monododecyl phosphate and a pH regulator — potassium hydroxide, dissolution in a organic solvent — acetylacetone — of a precursor in the form of tetraalkoxide (isopropoxide) titanium, mixing the resulting solutions, holding the mixture at a temperature of about 80 ° С in a vessel isolated from the external environment until the final formation of a spatial structure from it , which, as you know, includes the intermediate stages of the formation of a sol at first, and then a gel (see, for example, the 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 диоксид 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 mesoporous 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 диоксид титана с высоким содержанием фотокаталитически активной кристаллической фазы - анатаза. Кроме того, использование в соответствии с известным способом монододецил-фосфата 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 mesoporous 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).

Очевидно, что полупродуктом для осуществления известного способа получения мезопористого диоксида титана является пространственно организованная структура монододецилфосфат/диоксид 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). Такая структура устойчива к разложению при хранении и легко перерабатывается в конечный продукт (мезопористый диоксид титана) путем прокаливания или экстракции спиртом (см. там же).Obviously, a semi-product for implementing the known method for producing mesoporous titanium dioxide is a spatially organized monododecyl phosphate / titanium dioxide structure (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). This structure is resistant to decomposition during storage and is easily processed into the final product (mesoporous titanium dioxide) by calcination or extraction with alcohol (see ibid.).

Однако содержащийся в этом полупродукте монододецилфосфат не позволяет его использовать для получения конечного продукта (мезопористого диоксида титана) с необходимым для сорбента-фотокатализатора комплексом свойств (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.1470-1471).However, the monododecyl phosphate contained in this intermediate does not allow it to be used to produce the final product (mesoporous titanium dioxide) with the set of properties necessary for the sorbent-photocatalyst (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. 1470-1471).

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В основу группы изобретений положена задача путем усовершенствования состава и текстуры мезопористого диоксида титана создать сорбент-фотокатализатор с высокими сорбционными и фотокаталитическими показателями, путем подбора реагентов для осуществления способа получения мезопористого диоксида титана и условий синтеза обеспечить воспроизводимость комплекса свойств такого сорбента-катализатора и, наконец, путем усовершенствования состава полупродукта для получения мезопористого диоксида обеспечить устойчивость полупродукта к изменениям и разложению в период хранения и, в то же время, легкую переработку его (путем удаления темплата) в конечный продукт - сорбент-фотокатализатор со свежеобразованной, не содержащей нежелательных примесей и потому активной поверхностью.The basis of the group of inventions is the task, by improving the composition and texture of mesoporous titanium dioxide, to create a sorbent photocatalyst with high sorption and photocatalytic characteristics, by selecting reagents for implementing the method for producing mesoporous titanium dioxide and synthesis conditions, to ensure reproducibility of the complex of properties of such a sorbent-catalyst and, finally, by improving the composition of the intermediate to obtain mesoporous dioxide to ensure the stability of the intermediate to changes and decomposition during storage and, at the same time, its easy processing (by removing the template) into the final product - a sorbent-photocatalyst with a freshly formed, free of undesirable impurities and therefore active surface.

Поставленная задача решена тем, что мезопористый диоксид титана согласно изобретению содержит кристаллическую фазу анатаза в количестве не менее 30 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 не менее 0,5 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The problem is solved in that the mesoporous titanium dioxide according to the invention contains a crystalline anatase phase in an amount of at least 30 wt.%, Has a porous structure with an average pore diameter of 2 to 16 nm, a specific surface area of at least 70 m 2 / g and as a photochemical catalyst the reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures provides a quantum yield of the reaction of at least 0.5 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

Первое дополнительное отличие заключается в том, что он дополнительно содержит лантан в количестве не более 0,019 грамма на один грамм вещества.The first additional difference is that it additionally contains lanthanum in an amount of not more than 0.019 grams per gram of substance.

Поставленная задача решена также тем, что в способе получения мезопористого 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, и 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.The problem is also solved by the fact that in the method for producing mesoporous titanium dioxide, which includes introducing a precursor of titanium tetraalkoxide and an organic template into an aqueous organic solvent, holding the mixture of reagents until the final formation of the spatial structure from it through successive stages of formation of a sol and then a 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 containing not more than 7 m c.% of water, at least one of the ligands selected from the group of macrocyclic compounds consisting of oxo and oxazamacrocyclic compounds containing at least four oxygen atoms and / or from complexes of these macrocyclic compounds with metal ions is introduced into the solvent as a template selected from the group of alkaline, or alkaline earth, or f-metals, consisting of lithium, potassium, sodium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, lanthanum and cerium, the mixture of reagents is mixed while maintaining its temperature is not higher than 35 ° C, and until the final formation of the spatial structure of the mixture of reagents, the mixture is kept at the same temperature in an open vessel under free access to a mixture of water vapor.

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.

Поставленная задача решена еще и тем, что полупродукт для получения мезопористого диоксида титана, содержащий диоксид титана и органическое соединение, согласно изобретению содержит в качестве органического соединения 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, причем на один моль диоксида титана в полупродукте приходится от 0,001 моля до 0,2 моля лиганда.The problem is solved also by the fact that the intermediate for the production of mesoporous titanium dioxide containing titanium dioxide and an organic compound according to the invention contains as an organic compound at least one of the ligands selected from the group of macrocyclic compounds consisting of oxo 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, or f metals, consisting of lithium, potassium, sodium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, lanthanum and cerium, and from one mole of titanium dioxide in the intermediate is from 0.001 mol to 0.2 mol of ligand.

Первое дополнительное отличие состоит в том, что полупродукт дополнительно содержит соль лантана в количестве не более 0,006 моля на один моль диоксида титана.The first additional difference is that the intermediate product additionally contains a lanthanum salt in an amount of not more than 0.006 mol per one mol of titanium dioxide.

Наилучшие варианты воплощения изобретенийBEST EMBODIMENTS

Далее сущность группы изобретений поясняется обобщенными примерами способа получения мезопористого диоксида титана через промежуточную стадию получения полупродукта состава диоксид титана/органический темплат, методиками определения параметров пористой структуры конечного продукта (мезопористого 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, а также методикой определения количественного состава полупродукта.Further, the essence of the group of inventions is illustrated by generalized examples of a method for producing mesoporous titanium dioxide through an intermediate stage of obtaining an intermediate of the composition titanium dioxide / organic template, methods for determining the parameters of the porous structure of the final product (mesoporous titanium dioxide), methods for determining the phase composition of the final product and methods for assessing the photocatalytic properties of the finished product on the example of its use as a catalyst for the photochemical reaction of molecular evolution hydrogen from water-alcohol mixtures, as well as the method for determining the quantitative composition of the intermediate.

Сущность группы изобретений поясняется также конкретными примерами способа получения мезопористого диоксида титана (включая стадию получения соответствующего полупродукта), в которых приведены определенные по этим методикам (без повторной ссылки на них) параметры пористой структуры, фазовый состав и фотокаталитические свойства полученного мезопористого диоксида титана, а также состав каждого конкретного полупродукта.The essence of the group of inventions is also illustrated by specific examples of a method for producing mesoporous titanium dioxide (including the stage of obtaining the corresponding intermediate), which shows the parameters of the porous structure, phase composition and photocatalytic properties of the obtained mesoporous titanium dioxide determined by these methods (without repeated reference to them), as well as the composition of each specific intermediate.

Пример 1. Обобщенный способ получения мезопористого диоксида титана через стадию получения полупродукта состава диоксид титана/органический темплат, обобщенные методики определения параметров пористой структуры, фазового состава и фотокаталитических свойств мезопористого диоксида титана, а также методика определения состава полупродуктаExample 1. A generalized method for producing mesoporous titanium dioxide through the stage of obtaining an intermediate of the composition of titanium dioxide / organic template, generalized methods for determining the parameters of the porous structure, phase composition and photocatalytic properties of mesoporous titanium dioxide, as well as a method for determining the composition of the intermediate

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали по меньшей мере одно из окса- или оксаазамакроциклических соединений, 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). 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 oxo- or oxaazamacrocyclic compounds containing at least four oxygen atoms (preferably not more than ten) and / or one of the complexes of these macrocyclic compounds with an alkaline ion (lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium), or alkaline earth (magnesium, calcium, strontium, barium), or f-metal (lanthanum, cerium). Note that organic templates in the form of oxa and oxaazamacrocyclic compounds, as well as complexes of these compounds with these metals, which 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 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 mesoporous titanium dioxide.

В качестве водно-спиртового растворителя для синтеза мезопористого диоксида титана использовали метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый, гексиловый или амиловый спирты, содержание воды в которых не превышало 7 мас.%. Как показали наши 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 - диоксида титана.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 mesoporous titanium dioxide. As our experiments have shown, you can use other alcohols 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 - titanium dioxide.

Перед синтезом мезопористого 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 mesoporous 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 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 золообразованием, 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 for the synthesis of titanium dioxide was one of the oxo- or oxaazamacrocyclic compounds or a complex of one of these macrocyclic compounds that did not contain a lanthanum ion in a water-alcohol solvent, in addition to the template, a lanthanum salt was added in an amount 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, T.1, P.513) - spontaneous final compaction of the spatial structure of titanium dioxide / template and, as consequence, the cessation of the displacement of the liquid phase from it.

Для каждой отдельно взятой для синтеза мезопористого диоксида титана смеси конкретных реагентов (прекурсора, органического темплата (в том числе содержащего соль лантана) 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 (including lanthanum salt) and water-alcohol solvent) taken separately for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, the time of the final formation of the spatial structure of titanium dioxide / organic template from it under different synthesis conditions was determined experimentally .

Как удалось установить, повышение температуры реакционной смеси сверх указанного предела (35°С) на таких этапах синтеза мезопористого диоксида титана, как золообразование и формирование пространственной структуры состава диоксид титана/органический темплат, приводит к ухудшению текстурных характеристик конечного продукта (диоксида титана) и, в первую очередь, способствует образованию продукта с малой удельной поверхностью. Нижним, установленным экспериментально температурным пределом, при котором следует осуществлять эти этапы синтеза мезопористого диоксида титана, 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 stages of synthesis of mesoporous titanium dioxide, such 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 (titanium dioxide) and, First of all, it promotes the formation of a product with a small specific surface. The lower experimentally established temperature limit at which these stages of the synthesis of mesoporous titanium dioxide should be carried out is 10 ° C. 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 методики удаления темплата (кальцинированием или экстракцией спиртом) из окончательно сформированной из смеси реагентов пространственной структуры и методики получения в диоксиде титана необходимого количества фотокаталитически активного анатаза, полученную пространственную структуру подвергали различной предварительной обработке.Depending on the chosen method of removing the template (by calcination or extraction with alcohol) from the spatial structure finally formed from the reagent mixture and the method for obtaining the required amount of photocatalytically active anatase in titanium dioxide, 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 диоксиде титана 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 конечного продукта - 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 материалом после их остывания. Как показали результаты рентгенофазового анализа готового продукта (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 titanium dioxide, calcination was used, the structure was preliminarily separated by filtration from the mother liquor, dried in air until the solvent was almost completely removed from it, and then crushed in a 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 preparation of the final product, mesoporous titanium dioxide, was the achievement by the contents of the crucible of 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 the material after cooling. As shown by the results of the x-ray phase analysis of the finished product (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 усуществляли при температурах гораздо более высоких, однако не превышающих 600°С. За этим верхним температурным пределом величина удельной поверхности конечного продукта (мезопористого диоксида титана) заметно уменьшалась и получить мезопористый диоксид титана с удельной поверхностью ≥70 м2/г не представлялось возможным. Кроме того, кальцинирование структуры при температурах выше 600°С способствовало нежелательному увеличению диаметра мезопор 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 final product (mesoporous titanium dioxide) decreased markedly and it was not possible to obtain mesoporous titanium dioxide 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 mesopores to the size of micropores.

В ряде случаев перед кальцинированием окончательно сформированой 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 на воздухе 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 диоксиде титана необходимого количества фотокаталитически активного анатаза.In some cases, before calcining the finally formed spatial structure, titanium dioxide / template was subjected to hydrothermal treatment at temperatures 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 in air 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 titanium dioxide, which was started 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 диоксида титана 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 mesoporous titanium dioxide with the required amount of photocatalytically active anatase.

В случае же, когда темплат из окончательно сформированой 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 диоксиде титана 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, must be 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 titanium dioxide.

После такой предварительной гидротермальной обработки структуру с маточным раствором извлекали из автоклава. Фильтрацией отделяли структуру от маточного раствора, сушили ее на воздухе 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. Его сушили до практически полного удаления растворителя, измельчали в диспергаторе и до использования как сорбента-фотокатализатора хранили в закрытой стеклянной посуде.After this preliminary hydrothermal treatment, the mother liquor structure was removed from the autoclave. The structure was separated from the mother liquor by filtration, dried in air until the solvent was almost completely removed, and then ground in a dispersant. The resulting structure powder was placed in a glass beaker. With vigorous stirring, alcohol pre-heated to boiling point was added, 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 dioxide / 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. It was dried until the solvent was almost completely removed, crushed in a dispersant, and stored in a sealed glass container until used as a sorbent-photocatalyst.

Удельную поверхность полученного мезопористого 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 регестрировали 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 диоксида титана 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 диоксида титана 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 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 аm. В итоге удельную поверхность Sуд (в м2/г) образца мезопористого диоксида титана рассчитывали по формуле:The specific surface area of the obtained mesoporous titanium dioxide was calculated by the BET method (Brunauer-Emmett-Teller) from methanol adsorption isotherms using a known method (see, for example, Greg S., Sing K. Adsorption, specific surface area, porosity. - M .: Mir , 1970. - P.73 or Brunauer S. Adsorption of gases and vapors. - M .: Foreign Literature., 1948, T.1. - P.784). Methyl adsorption and desorption isotherms were registered at a temperature of 20 ° С by the adsorption gravimetric method using a Mac Ben-Bakr spring quartz balance with a sensitivity of 0.25-0.35 mm / mg (see, for example, M.M.Dubinin Physicochemical principles of sorption technology. - 2nd ed., Revised and supplemented - L .: ONTI, 1935. - 346 pp. Or Experimental methods in adsorption and molecular chromatography // edited by A.V. Kiselev 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 titanium dioxide 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 At the same time, a sample of mesoporous titanium dioxide was additionally thermostated at a temperature of about 100 ° C throughout this time. 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. The difference in the final and initial masses of the sample, taking into account the molecular weight of methanol, was used to calculate the amount of methanol (in mmol) adsorbed by the sample upon reaching equilibrium in the system and the adsorption value a (mmol / g) of methanol with one gram of the sample was determined. Using the obtained value of a, the value of the methanol monolayer capacity a m was determined using the BET equation (which satisfactorily describes the initial portion of the adsorption isotherm of methyl alcohol vapor). As a result, the specific surface S beats (in m 2 / g) of the sample of mesoporous titanium dioxide was calculated by the formula:

Sуд.=am·NA·,S beats = a m · N A ·,

где am - рассчитанная по уравнению БЭТ (для начальной области изотермы адсорбции метанола) емкость монослоя метанола, ммоль/г, NA - число Авагадро, ммоль-1, - 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 Avagadro number, mmol -1 , is the size of the landing site of the methanol molecule, equal to 0.25 · 10 -18 m 2 according to generally accepted notions (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 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 mesoporous 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 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 а (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 mesoporous titanium dioxide, m 2 / g, V s = a · V o is the maximum sorption volume of pores, 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 the saturated vapors of methanol, and a is the adsorption limit a (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 диоксида титана на содержание в них кристаллической фазы анатаза выполняли на дифрактометре ДРОН-3М, 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 диоксиде титана определяли по относительной интенсивности характеристичных рефлексов при 2θ=25,4° в сравнении с образцом дисперсного материала марки Degussa P25 фирмы Degussa, содержание анатаза в котором известно.X-ray phase analysis of samples of mesoporous titanium dioxide for the content of the crystalline phase of anatase in them was carried out on a DRON-3M diffractometer using copper, nickel-filtered, radiation at a voltage of 30 kV and a current strength of 20 mA, the gap when shooting in the small-angle region of 1.0-1.0 -0.5, in the middle and far regions of the corners - 2.0-2.0-1.0 (see, for example, L.I. Mirkin. Handbook of X-ray structural analysis of polycrystals. - M.: State ed. - in physical and physical-mathematical literature, 1961. - 863 p. or V.I. Mikheev, X-ray determinant of minerals. - M .: Gosgeoltekhizdat, 195 7 .-- 868 p.). The anatase content in mesoporous titanium dioxide was determined by the relative intensity of characteristic reflexes at 2θ = 25.4 ° in comparison with a sample of dispersed material of the Degussa P25 brand from Degussa, in which the anatase content is known.

Фотокаталитическую активность полученных образцов мезопористого 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 диоксида титана и 0,02 г катализатора темновой стадии реакции - палладированного силикагеля (0,2 мас.% палладия от общей массы катализатора) в 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 сфетофильтра 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 mesoporous 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 // Theoretical and experimental chemistry . - 1984.- t.20, No. 2. - S.169-177). For this, a suspension consisting of 0.05 g of titanium dioxide and 0.02 g of the dark reaction stage catalyst — palladium silica gel (0.2 wt% palladium of the total catalyst mass) in 10 ml of ethanol containing 2 mol, was placed in a glass reactor. / l of water. With constant stirring of the suspension at a temperature of 40 ° C, it was irradiated with the light of a high-pressure mercury lamp type DRSh-1000, highlighting quanta with a wavelength of about 360 nm using a UFS-2 glass sphytofilter. 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)e,I = n Fe (II) / Ф e ,

где nFe(II) - количество ионов железа (II), образовавшихся при облучении раствора ферриоксалата, Фe, - табличное значение квантового выхода образования железа (II) для данной длины волны облучения.where n Fe (II) is the number of iron (II) ions formed during irradiation of a ferrioxalate solution, Ф e 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 мезопористого диоксида титана и палладиевого катализатора темновой стадии реакции: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 mesoporous titanium dioxide and a palladium catalyst of the dark reaction stage:

ФH2=2mН2/ I,Ф H2 = 2m Н2 / I,

где mH2 - 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.

Чтобы многократно не повторять достаточно продолжительный, требующий контроля отдельных стадий, процесс формирования из смеси реагентов пространственной структуры состава диоксид титана/органический темплат специально однократно синтезировали достаточно большое количество такой структуры. После отделения полученной структуры фильтрацией от маточного раствора, затем сушки на воздухе до практически полного удаления растворителя и измельчения в диспергаторе ее хранили в стеклянной таре как полупродукт. Как показали результаты испытаний, такой полупродукт, состоящий из диоксида титана и одного из окса- или оксаазамакроциклических соединений, содержащих не менее четырех атомов кислорода (предпочтительно не более десяти) и/или одного из комплексов названных макроциклических соединений с ионом щелочного (литий, натрий, калий, рубидий, цезий), или щелочноземельного (магний, кальций, стронций, барий ), или f-металла (лантан, церий), устойчив к изменениям и разложению при длительном хранении (не менее года). Для приготовления нужного количества мезопористого диоксида титана-фотокатализатора со свежеобразованной и поэтому химически активной поверхностью брали соответствующую порцию полупродукта, которую кальцинировали по вышеописанной методике до удаления темплата и образования в диоксиде титана необходимого количества фотокаталитически активного анатаза.In order not to repeatedly repeat a sufficiently long, requiring separate stages control, the process of forming a titanium dioxide / organic template composition of a spatial structure of a reagent mixture specially synthesized a sufficiently large amount of such a structure. After separating the resulting structure by filtration from the mother liquor, then drying in air until the solvent was almost completely removed and crushed in a dispersant, it was stored in a glass container as an intermediate. As the test results showed, such an intermediate product consisting of titanium dioxide and one of the oxo- or oxaazamacrocyclic compounds containing at least four oxygen atoms (preferably not more than ten) and / or one of the complexes of these macrocyclic compounds with an alkaline ion (lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium), or alkaline earth (magnesium, calcium, strontium, barium), or f-metal (lanthanum, cerium), is resistant to changes and decomposition during long-term storage (at least a year). To prepare the required amount of mesoporous titanium dioxide photocatalyst with a freshly formed and therefore chemically active surface, we took the corresponding portion of the intermediate product, which was calcined according to the above procedure until the template was removed and the necessary amount of photocatalytically active anatase was formed in titanium dioxide.

Для того чтобы полупродукт был пригоден для получения мезопористого диоксида титана - фотокатализатора путем экстрагирования темплата спиртом, до отделения полученной структуры фильтрацией от маточного раствора, сушки и измельчения ее вместе с маточным раствором предварительно подвергали гидротермальной обработке по вышеописанной методике до образования в диоксиде титана необходимого количества фотокаталитически активного анатаза.In order for the intermediate to be suitable for the production of mesoporous titanium dioxide - a photocatalyst by extraction of the template with alcohol, it was preliminarily subjected to hydrothermal treatment using the above-described method until the necessary amount of photocatalytic formation was obtained in titanium dioxide by filtering from the mother liquor, drying and grinding it with the mother liquor active anatase.

Содержание в полупродукте органического темплата определяли по следующей методике. Небольшую (около 0,5 г) порцию полупродукта засыпали в тигель и взвешивали вместе с тиглем на аналитических весах. Затем тигель с полупродуктом ставили в муфельную печь и кальцинировали (прокаливали) содержимое тигля при температуре 600°С в течение времени, необходимого для удаления темплата. Критерием полного удаления из полупродукта темплата и получения конечного продукта 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 материалом после их остывания. По разнице масс тигля с полупродуктом и тигля с конечным продуктом определяли весовое количество органического темплата, которое содержится в полупродукте и рассчитывали мольное содержание в полупродукте диоксида титана и органического темплата.The content of the organic product in the intermediate was determined by the following method. A small (about 0.5 g) portion of the intermediate was poured into the crucible and weighed together with the crucible on an analytical balance. Then the crucible with the intermediate product was placed in a muffle furnace and the contents of the crucible were calcined (calcined) at a temperature of 600 ° C for the time required to remove the template. The criterion for the complete removal of the template from the intermediate product and the preparation of the final product of mesoporous titanium dioxide was the achievement by the contents of the crucible of constant mass after its loss in the process of detection, which was easily determined by sequential weighing on an analytical balance of the crucible with the material after cooling. By the mass difference of the crucible with the intermediate product and the crucible with the final product, the weight amount of the organic template contained in the intermediate was determined and the molar content of the titanium dioxide and the organic template in the intermediate was calculated.

Пример 2Example 2

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали оксамакроциклическое соединение тетраметил-12-корона-4 общей формулы C12H24O4, 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 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 mesoporous titanium dioxide, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti was used as a precursor, and alcohol solvent - n-butanol containing water in an amount of 7 wt.%. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent were 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 38 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,52 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 38 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.52 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,01 моля органического темплата-тетраметил-12-корона-4.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide accounted for 0.01 moles of organic template-tetramethyl-12-corona-4.

Пример 3Example 3

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали оксамакроциклическое соединение дибензо-18-корона-6 общей формулы С20Н24O6, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti was used as a precursor, and alcohol solvent - 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 55 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,58 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 55 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.58 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,005 моля органического темплата-дибензо-18-корона-6.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.005 mol of the organic template-dibenzo-18-corona-6.

Пример 4Example 4

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали оксамакроциклическое соединение дибензо-30-корона-10 общей формулы C28H40O10, 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 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 dibenzo-30-corona-10 compound of the general formula C 28 H 40 O 10 was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti was used as a precursor, and alcohol solvent - n-butanol containing 5 wt.% water. 180 ml of this water-alcohol 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 55 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,54 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 55 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter D cp. = 9.3 nm and specific surface S beats. = 70 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.54 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,001 моля органического темплата-дибензо-30-корона-10.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.001 mol of the organic template-dibenzo-30-corona-10.

Пример 5Example 5

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали оксаазамакроциклическое соединение 18-Коронааза-2-окса-4 общей формулы C12H26O4N2, 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 mesoporous 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, n-butanol containing 7 wt.% water was poured into one glass beaker 167 ml of this water-alcohol solvent. 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 beaker 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 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 47 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,55 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 47 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.55 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,005 моля органического темплата-18-Коронааза-2-окса-4.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.005 moles of organic template-18-Coronaase-2-oxa-4.

Пример 6Example 6

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали оксаазамакроциклическое соединение 18-Коронааза-1-окса-5 общей формулы C12H25O5N, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (С3Н7O)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 mesoporous titanium dioxide, titanium tetrapropoxide of the general formula (C 3 H 7 O) 4 Ti, in as a water-alcohol solvent, n-propanol containing 5 wt.% water was poured into a glass beaker into 141 ml of this water-alcohol solvent. 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 at this synthesis stage 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 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 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 42 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,51 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 42 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.51 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,01 моля органического темплата-18-Коронааза-1-окса-5.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide accounted for 0.01 moles of organic template-18-Coronaase-1-oxa-5.

Пример 7Example 7

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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.A complex of oxamacrocyclic tetramethyl-12-corona-4 compounds 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide 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 water-alcohol solvent was poured into a glass beaker, 0.426 g of template was dissolved in it at room temperature. In another glass beaker, 45 ml of such e of the solvent. 25 g of the precursor was dissolved in it at room temperature. The precursor solution was added dropwise into the template solution with vigorous stirring. 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 the mixture formed sol.

Температуру смеси на всем этом этапе синтеза поддерживали около 25°С. После золеобразования 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.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 beaker 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 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 350°С в течение 7,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 350 ° C for 7.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 50 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,62 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 50 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.62 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом лития.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a lithium ion.

Пример 8Example 8

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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.A complex of oxamacrocyclic tetramethyl-12-corona-4 compound with 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula was used as a precursor (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, the temperature of which 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 450°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 450 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 56 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,71 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 56 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.71 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом калия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with potassium ion.

Пример 9Example 9

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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.A complex of oxamacrocyclic tetramethyl-12-corona-4 compound with 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula was used as a precursor (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent — n-butanol containing 6 wt.% Water. 171 ml of this water-alcohol 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, the temperature of which 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. 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.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. 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.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 32 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,52 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 32 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.52 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось около 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом калия.About 0.1 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with potassium ion — accounted for one mole of titanium dioxide in the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide.

Пример 10Example 10

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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.A complex of oxamacrocyclic tetramethyl-12-corona-4 compound with 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula was used as a precursor (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, the temperature of which 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 отделяли фильтрацией от маточного раствора и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 450°С в течение 5,5 часов до полного удаления органического темплата.The formed structure was separated by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 450 ° C for 5.5 hours until the organic template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 53 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,67 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 53 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.67 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось около 0,11 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом калия.About 0.11 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with potassium ion — accounted for one mole of titanium dioxide in the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide.

Пример 11Example 11

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом натрия общей формулы [Na(C12H24O4)]Cl·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula was used as a precursor (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-butanol containing water in an amount of 6.5 wt.%. 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 at this synthesis stage 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 64 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,73 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 64 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.73 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом натрия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.1 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with sodium ion.

Пример 12Example 12

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом рубидия общей формулы [Rb(C12H24O4)]Br·2H2O, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 tetramethyl-12-corona-4 compound with a rubidium ion of the general formula [Rb (C 12 H 24 O 4 )] Br · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrapropoxide of the general formula was used as a precursor (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-propanol containing 5.5 wt.% Water. 145 ml of this water-alcohol solvent was 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 61 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,69 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 61 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter D cp. = 12.1 nm and specific surface area S beats. = 110 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.69 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом рубидия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a rubidium ion.

Пример 13Example 13

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом цезия общей формулы [Cs(C12H24O4)]NO3·3H2O, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (С4Н9O)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.A complex of oxamacrocyclic tetramethyl-12-corona-4 compounds with a cesium ion of the general formula [Cs (C 12 H 24 O 4 )] NO 3 · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrapropoxide common of the formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent n-propanol containing water in an amount of 4.5 wt.% 136 ml of this water-alcohol solvent were poured into a 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 550°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 550 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 45 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,56 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 45 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.56 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом цезия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with cesium ion.

Пример 14Example 14

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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.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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 6.5 wt.%. 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 throughout this synthesis step was maintained at about 14 ° 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 14 ° C with a thermostat, and a relative humidity of 69% was achieved using 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.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 55 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,70 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 55 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.70 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом магния.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.02 moles of an organic template - a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a magnesium ion.

Пример 15Example 15

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 tetramethyl-12-corona-4 compound 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 52 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,61 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 52 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter D cp. = 9.3 nm and specific surface S beats. = 77 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.61 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом кальция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a calcium ion.

Пример 16Example 16

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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.A complex of the oxamacrocyclic tetramethyl-12-corona-4 compound with a strontium ion of the general formula [Sr (C 12 H 24 O 4 )] Cl 2 · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent - n-butanol containing water in an amount of 7 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 52 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,68 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 52 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.68 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом стронция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with strontium ion.

Пример 17Example 17

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом бария общей формулы [Ba(C12H24O4)]Cl2·3H2O, 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 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.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 was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent - n-butanol containing water in an amount of 7 wt.%. 174 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 0.338 g of the 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 beaker with the mixture was placed in a chamber where the temperature was maintained at about 35 ° C with a thermostat, and the relative humidity was 62% with 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 35 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,59 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 35 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.59 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,01 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом бария.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide accounted for 0.01 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with a barium ion.

Пример 18Example 18

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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.A complex of the oxamacrocyclic tetramethyl-12-corona-4 compound with a lanthanum ion of the general formula [La (C 12 H 24 O 4 )] Cl 3 · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 6 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 51 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,62 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The thus-obtained mesoporous titanium dioxide comprises a crystalline anatase phase in an amount of 51 wt.%, Had a porous structure with average pore diameter D cp. = 12.8 nm and specific surface area S beats. = 119 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.62 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом лантана.In the selected intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with lanthanum ion.

Пример 19Example 19

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом церия общей формулы [Ce(C12H24O4)]Cl3·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 mesoporous 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 · 3H 2 O, and a titanium tetrabutoxide of total formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 5.5 wt.%. 163 ml of this aqueous-alcoholic solvent were 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 61 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,65 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 61 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.65 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,01 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения тетраметил-12-корона-4 с ионом церия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.01 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound tetramethyl-12-corona-4 with cerium ion.

Пример 20Example 20

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, titanium tetrapropoxide was used as a precursor of the general formula (C 4 H 9 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 350°С в течение 6,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 350 ° C for 6.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 45 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,52 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 45 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.52 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом лития.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with lithium ion.

Пример 21Example 21

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом натрия общей формулы [Na(C20H24O6)]Cl·3H2O, 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 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 oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a sodium ion of the general formula [Na (C 20 H 24 O 6 )] Cl · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula was used as a precursor (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent - n-butanol containing water in an amount of 7 wt.%. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent were poured into one 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 90 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал максимально возможный квантовый выход реакции ФH2=1,0 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 90 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided the maximum possible quantum yield of the reaction Ф H2 = 1.0 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом натрия и около 0,006 моля хлорида лантана.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.1 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with sodium ion and about 0.006 moles of lanthanum chloride.

Пример 22Example 22

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом калия общей формулы [K(C20H24O6)]J·2H2O, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrapropoxide of the general formula was used as a precursor (C 4 H 9 O) 4 Ti, methanol containing water in an amount of 6.5 wt.% 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 at this synthesis stage 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 450°С в течение 5,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 450 ° C for 5.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 71 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,87 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 71 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.87 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,2 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом калия и около 0,038 г хлорида лантана на один грамм диоксида титана.0.2 mol of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with potassium ion and about 0.038 g of lanthanum chloride per gram of titanium dioxide — was produced per mol of titanium dioxide in the selected intermediate.

Пример 23Example 23

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом рубидия общей формулы [Rb(C20H24O4)]Br·3H2O, 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 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.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a rubidium ion of the general formula [Rb (C 20 H 24 O 4 )] Br · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula was used as a precursor (C 4 H 9 O) 4 Ti; as a water-alcohol solvent, n-butanol containing 6 wt.% Water. 180 ml of this aqueous-alcoholic 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 75 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,85 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 75 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter D cp. = 12.0 nm and specific surface S beats. = 121 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.85 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,2 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом рубидия.0.2 mol of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a rubidium ion, was accounted for one mole of titanium dioxide in the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide.

Пример 24Example 24

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом цезия общей формулы [Cs(C20H24O6)]NO3·2H2O, в качестве прекурсора - тетраэтоксид титана общей формулы (С4Н9O)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.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 an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetraethoxide total formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is ethanol containing water in an amount of 5 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 550°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 550 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 72 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,82 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 72 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter D cp. = 9.2 nm and specific surface S beats. = 90 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.82 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом цезия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with cesium ion.

Пример 25Example 25

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом магния общей формулы [Mg(C20H24O4)]SO4·4H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a magnesium ion of the general formula [Mg (C 20 H 24 O 4 )] SO 4 · 4H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 6.5 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 77 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,80 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 77 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.80 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата -комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом магния.0.1 mol of the organic template of the oxamacrocyclic compound of the dibenzo-18-corona-6 compound with the magnesium ion accounted for one mole of titanium dioxide in the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide.

Пример 26Example 26

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом кальция общей формулы [Ca(C20H24O6)]Cl2·3H2O, 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 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.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 an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 7 wt.%. 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 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 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 58 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,63 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 58 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.63 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом кальция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide there was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with calcium ion.

Пример 27Example 27

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом стронция общей формулы [Sr(C20H24O6)]Cl2·3H2O, 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 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.A complex of 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 was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent - n-butanol containing water in an amount of 5 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 400°С в течение 5,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 400 ° C for 5.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 62 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,70 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 62 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.70 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом стронция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with strontium ion.

Пример 28Example 28

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом бария общей формулы [Ba(C20H24O6)]Cl2·3H2O, в качестве прекурсора -тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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. 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.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 was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is 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. 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 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 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 73 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,75 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 73 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.75 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом бария.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with barium ion.

Пример 29Example 29

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом лантана общей формулы [La(C20H24O6)]Cl3·3H2O, в качестве прекурсора -тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with a lanthanum ion of the general formula [La (C 20 H 24 O 6 )] Cl 3 · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 4.5 wt.%. 175 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 4.703 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 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 470°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 470 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 81 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,79 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 81 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.79 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом лантана.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide there was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with lanthanum ion.

Пример 30Example 30

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом церия общей формулы [Ce(C20H24O6)]Cl3·3H2O, 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 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.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 was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 6 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 70 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,74 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 70 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.74 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,05 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-18-корона-6 с ионом церия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.05 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-18-corona-6 with cerium ion.

Пример 31Example 31

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula was used as a precursor (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent - n-butanol containing water in an amount of 7 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 350°С в течение 5,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 350 ° C for 5.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 40 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,50 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 40 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.50 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом лития.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide there was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with lithium ion.

Пример 32Example 32

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом калия общей формулы [K(C28H40O4)]J·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 4 )] J · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula was used as a precursor (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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 52 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,65 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 52 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.65 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом калия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with potassium ion.

Пример 33Example 33

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом натрия общей формулы [Mg(C28H40O10)]Cl·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 a sodium ion of the general formula [Mg (C 28 H 40 O 10 )] Cl · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula was used as a precursor (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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 400°С в течение 6 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 400 ° C for 6 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 70 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,71 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 70 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.71 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом натрия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with sodium ion.

Пример 34Example 34

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 the 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide of the general formula was used as a precursor (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent - n-butanol containing water in an amount of 6 wt.%. 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 at this synthesis stage 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 350°С в течение 6,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 350 ° C for 6.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 66 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,70 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 66 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.70 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом рубидия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with a rubidium ion.

Пример 35Example 35

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом цезия общей формулы [Cs(C24H32O8)]NO3·4H2O, в качестве прекурсора -тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 золеобразования 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 (C 24 H 32 O 8 )] NO 3 · 4H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-hexyl alcohol containing water in an amount of 6.5 wt.%. 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 were 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 72 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,78 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 72 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter D cp. = 12.7 nm and specific surface S beats. = 90 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.78 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом цезия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-8 with cesium ion.

Пример 36Example 36

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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. 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.A complex of 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 5.5 wt.%. 176 ml of this aqueous-alcoholic solvent was poured into one glass beaker. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 65 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,67 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 65 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.67 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом магния.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with a magnesium ion.

Пример 37Example 37

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом кальция общей формулы [Ca(C28H40O10)]Cl2·3H2O, 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 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 7 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 52 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,61 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 52 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.61 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом кальция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide there was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with calcium ion.

Пример 38Example 38

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом стронция общей формулы [Sr(C24H32O8)]Cl2·2H2O, в качестве прекурсора -тетраэтоксид титана общей формулы (С4Н9O)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.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-8 with a strontium ion of the general formula [Sr (C 24 H 32 O 8 )] Cl 2 · 2H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and a titanium tetraethoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is ethanol containing water in an amount of 6 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 50 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,62 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 50 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter D cp. = 12.0 nm and specific surface S beats. = 77 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.62 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-6 с ионом стронция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.1 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-6 with strontium ion.

Пример 39Example 39

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом бария общей формулы [Ba(C28H40O10)]Cl2·3H2O, в качестве прекурсора - тетрапропоксид титана общей формулы (С4Н9O)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.A complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with a barium ion of the general formula [Ba (C 28 H 40 O 10 )] Cl 2 · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrapropoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-heptyl alcohol containing water in an amount of 7 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 54 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,59 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 54 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.59 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,05 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-30-корона-10 с ионом бария.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.05 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-30-corona-10 with barium ion.

Пример 40Example 40

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом лантана общей формулы [La(C24H32O8)]Cl3·3H2O, 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 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.A complex of oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-8 with a lanthanum ion of the general formula [La (C 24 H 32 O 8 )] Cl 3 · 3H 2 O was used as an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing water in an amount of 6 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 70 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,78 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 70 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.78 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-6 с ионом лантана.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-6 with lanthanum ion.

Пример 41Example 41

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом церия общей формулы [Ce(C24H32O8)]Cl3·3H2O, 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. 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 the 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as the hydroalcoholic solvent - n-butanol containing water in an amount of 5 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 65 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,73 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 65 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.73 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом церия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide there was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-8 with cerium ion.

Пример 42Example 42

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом церия общей формулы [Ce(C24H32O8)]Cl3·3H2O, 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. 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 the 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as the hydroalcoholic solvent - n-butanol containing water in an amount of 5 wt.%. 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 отделяли фильтрацией от маточного раствора и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления органического темплата.The formed structure was separated by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the organic template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 61 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,63 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 61 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.63 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,11 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом церия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.11 moles of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-8 with cerium ion.

Пример 43Example 43

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом церия общей формулы [Ce(C24H32O8)]Cl3·3H2O, 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. 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 the 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 mesoporous titanium dioxide, and titanium tetrabutoxide common formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as the hydroalcoholic solvent - n-butanol containing water in an amount of 5 wt.%. 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 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. 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.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. 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.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 36 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,53 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 36 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.53 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксамакроциклического соединения дибензо-24-корона-8 с ионом церия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide there was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxamacrocyclic compound dibenzo-24-corona-8 with cerium ion.

Пример 44Example 44

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом лития общей формулы [Li(C12H26O4N2)]Cl·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with a lithium ion of the general formula [Li (C 12 H 26 O 4 N 2 )] 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 5.5 wt.% water. 184 ml of this water-alcohol 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 beaker 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 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 76 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,73 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 76 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.73 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,2 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом лития.0.2 mol of an organic template — a complex of oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with lithium ion — was produced per mol of titanium dioxide in the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide.

Пример 45Example 45

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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.A complex of oxazazamacrocyclic 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 was used as an organic template for the synthesis of mesoporous 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. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 74 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,76 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 74 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter D cp. = 12.7 nm and specific surface S beats. = 105 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.76 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,2 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом калия.0.2 mol of an organic template — a complex of oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with potassium ion — was produced per mol of titanium dioxide in the isolated intermediate for producing mesoporous titanium dioxide.

Пример 46Example 46

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом натрия общей формулы [Na(C12H26O4N2)]Cl·3H2O, 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 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 mesoporous titanium dioxide, we used 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, 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. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 78 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,71 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 78 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.71 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,2 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом натрия.0.2 mol of an organic template — a complex of oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with sodium ion, was produced per mol of titanium dioxide in the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide.

Пример 47Example 47

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of oxazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with a rubidium ion of the general formula [Rb (C 12 H 26 O 4 N 2 )] Br · 3H 2 O, as a precursor titanium tetraethoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as an aqueous-alcoholic solvent, is ethanol containing 7 wt.% water. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 50 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,51 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 50 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.51 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом рубидия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with the rubidium ion.

Пример 48Example 48

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом цезия общей формулы [Cs(C12H26O4N2)]NO3·3H2O, 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 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.As an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, a complex of oxazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with a cesium ion of the general formula [Cs (C 12 H 26 O 4 N 2 )] NO 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. 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 at this synthesis stage 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.

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 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 53 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,68 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 53 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.68 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом цезия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with cesium ion.

Пример 49Example 49

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом магния общей формулы [Mg(C12H26O4N2)]SO4·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of oxazazamacrocyclic 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 61 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,70 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 61 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.70 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом магния.In the selected intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with a magnesium ion.

Пример 50Example 50

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of 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 water in an amount of 4.5 wt.%. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent were 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 64 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,67 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 64 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.67 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом кальция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.1 moles of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with calcium ion.

Пример 51Example 51

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of 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 water-alcohol solvent was poured into a 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. 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.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. 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.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 34 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,57 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 34 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.57 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом кальция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.1 moles of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with calcium ion.

Пример 52Example 52

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of 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 water in an amount of 4.5 wt.%. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent were 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 отделяли фильтрацией от маточного раствора и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления органического темплата.The formed structure was separated by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the organic template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 61 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,62 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 61 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.62 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,11 моля органического темплата -комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом кальция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.11 moles of the organic template-complex of the oxazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with calcium ion.

Пример 53Example 53

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом кальция общей формулы [Ca(C12H26O4N2)]Cl2·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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.As an organic template for the synthesis of mesoporous titanium dioxide, we used a complex of oxazamacrocyclic 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 · 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.%. 170 ml of this aqueous-alcoholic solvent were 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.

Сформированную структуру отделяли фильтрацией от маточного раствора и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления органического темплата.The formed structure was separated by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the organic template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 60 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,59 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 60 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.59 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,11 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом кальция и около 0,006 моля хлорида лантана.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.11 moles of an organic template — a complex of oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with calcium ion and about 0.006 moles of lanthanum chloride.

Пример 54Example 54

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of oxazamacrocyclic compound 18-Coronaase-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 as a precursor - titanium tetraisopropoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-propanol containing water in an amount of 6.5 wt.%. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 69 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,72 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 69 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.72 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,05 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом стронция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.05 moles of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with strontium ion.

Пример 55Example 55

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом бария общей формулы [Ba(C12H26O4N2)]Cl2·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 72 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,63 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 72 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.63 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,05 моля органического темплата -комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом бария.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.05 moles of the organic template of the complex of oxazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with barium ion.

Пример 56Example 56

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом лантана общей формулы [La(C12H26O4N2)]Cl3·7H2O, 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 0,928 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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaase-2-oxa-4 with a 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 70 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,69 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 70 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter of D cp. = 12.8 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.69 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом лантана.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with the lanthanum ion.

Пример 57Example 57

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом церия общей формулы [Ce(C12H26O4N2)]Cl3·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of oxazazamacrocyclic compound 18-Coronaase-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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 67 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,71 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained an anatase crystalline phase in an amount of 67 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.71 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения 18-Коронааза-2-окса-4 с ионом церия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound 18-Coronaaz-2-oxa-4 with cerium ion.

Пример 58Example 58

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 76 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,77 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 76 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.77 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата -комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом лития.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide there was 0.1 mol of the organic template of the oxazamacrocyclic complex of dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with lithium ion.

Пример 59Example 59

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом калия общей формулы [K(C20H25O5N)]J·2H2O, 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 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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a potassium ion of the general formula [K (C 20 H 25 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 80 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,77 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 80 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.77 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом калия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.1 moles of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with potassium ion.

Пример 60Example 60

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом натрия общей формулы [Na(C20H25O5N)]Cl·3H2O, 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 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 mesoporous 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 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 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 at this synthesis stage 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 81% using 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 78 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,75 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 78 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.75 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом натрия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxazazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with sodium ion.

Пример 61Example 61

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with the 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 4 H 9 O) 4 Ti, ethanol containing water in an amount of 4 wt.% as a water-alcohol solvent. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 52 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,55 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 52 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.55 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом рубидия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxazazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a rubidium ion.

Пример 62Example 62

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом цезия общей формулы [Cs(C20H25O5N)]NO3·3H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 mesoporous 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 the precursor is titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing 4.5 wt.% water. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 400°С в течение 6 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 400 ° C for 6 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 58 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,67 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 58 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.67 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом цезия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.1 moles of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with cesium ion.

Пример 63Example 63

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous 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 the precursor is 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 5 часов до полного удаления темплата.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 this, the structure together with the mother liquor was removed from the autoclave, the structure was separated from the mother liquor by filtration and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 68 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,78 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in the amount of 68 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.78 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом магния.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.1 moles of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with a magnesium ion.

Пример 64Example 64

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of the oxazamacrocyclic 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 the precursor is 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 water-alcohol 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 66 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,70 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 66 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.70 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,1 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом кальция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide was 0.1 mole of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with calcium ion.

Пример 65Example 65

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 золеобразования 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 mesoporous 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 the precursor is titanium tetrapropoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent, n-propanol containing 6.5 wt.% water. 143 ml of this water-alcohol solvent was poured into one glass glass. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 400°С в течение 5,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 400 ° C for 5.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 63 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,72 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 63 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.72 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,05 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом стронция.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.05 moles of an organic template — a complex of the oxaazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with strontium ion.

Пример 66Example 66

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого 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 (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of the 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 the precursor is titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 71 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,68 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 71 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter D cp. = 12.1 nm and specific surface area S beats. = 92 m 2 / g. As a catalyst for the photochemical reaction of hydrogen evolution from water-alcohol mixtures, such mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.68 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,05 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом бария.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.05 moles of an organic template — a complex of the oxazazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with barium ion.

Пример 67Example 67

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом лантана общей формулы [La(C20H25O5N)]Cl3·7H2O, 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 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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of the oxazazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with the lanthanum ion of the general formula [La (C 20 H 25 O 5 N)] Cl 3 · 7H 2 O, as the precursor is 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 500°С в течение 4,5 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 500 ° C for 4.5 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 76 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,73 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.Thus obtained mesoporous titanium dioxide contained anatase crystalline phase in an amount of 76 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.73 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата -комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом лантана.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, per mole of titanium dioxide accounted for 0.02 moles of an organic template, a complex of the oxazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with lanthanum ion.

Пример 68Example 68

В качестве органического темплата для синтеза мезопористого диоксида титана использовали комплекс оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом церия общей формулы [Ce(C20H25O5N)]Cl3·2H2O, в качестве прекурсора - тетрабутоксид титана общей формулы (С4Н9O)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 mesoporous titanium dioxide, we used a complex of 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 the precursor is titanium tetrabutoxide of the general formula (C 4 H 9 O) 4 Ti, as a water-alcohol solvent is n-butanol containing 4.5 wt.% water. 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 и сушили на воздухе до практически полного удаления из нее растворителя. Высушенную смесь хранили в стеклянной таре как полупродукт для получения мезопористого диоксида титана. Для получения необходимого количества мезопористого диоксида титана соответствующую порцию сухой смеси засыпали в тигель. Тигель со смесью помещали в муфельную печь, где ее кальцинировали при температуре 600°С в течение 4 часов до полного удаления темплата.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 by filtration from the mother liquor and dried in air until the solvent was almost completely removed from it. The dried mixture was stored in a glass container as an intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide. To obtain the required amount of mesoporous titanium dioxide, an appropriate portion of the dry mixture was poured into the crucible. The crucible with the mixture was placed in a muffle furnace, where it was calcined at a temperature of 600 ° C for 4 hours until the template was completely removed.

Полученный таким образом мезопористый диоксид титана содержал кристаллическую фазу анатаза в количестве 72 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 мезопористый диоксид титана обеспечивал квантовый выход реакции ФH2=0,77 в присутствии палладиевого или платинового катализатора темновой стадии реакции.The mesoporous titanium dioxide thus obtained contained a crystalline anatase phase in an amount of 72 wt.%, Had a porous structure with an average pore diameter 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 mesoporous titanium dioxide provided a quantum yield of the reaction Ф H2 = 0.77 in the presence of a palladium or platinum catalyst of the dark reaction stage.

В выделенном полупродукте для получения мезопористого диоксида титана на один моль диоксида титана приходилось 0,02 моля органического темплата - комплекса оксаазамакроциклического соединения дибензо-18-коронааза-1-окса-5 с ионом церия.In the isolated intermediate to obtain mesoporous titanium dioxide, one mole of titanium dioxide contained 0.02 moles of an organic template — a complex of the oxazazamacrocyclic compound dibenzo-18-coronaase-1-oxa-5 with cerium ion.

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 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, необходимого для синтеза мезопористого диоксида титана, изменяются незначительно и изменение этих параметров внешней среды поддаются прогнозу, конечный продукт - мезопористый диоксид титана с приведенным комплексом свойств можно синтезировать по выше приведенным методикам 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. So, in a more complex form of implementing the inventive concept, which does not contradict the main claims, at the stage of synthesis of mesoporous 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 recommended lower the limit can be maintained different from the one at which the mixture is maintained at the previous stage of synthesis (from mixing reagent solutions to ash formation). In addition, in the case when the ambient temperature and its humidity do not change significantly during the time necessary for the synthesis of mesoporous titanium dioxide and the change in these environmental parameters is predictable, the final product, mesoporous titanium dioxide with the above set of properties, can be synthesized according to the above methods without the use of a thermostat and saturated solutions of the corresponding salts.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Предложенные мезопористый диоксид титана и полупродукт могут быть легко получены промышленным путем в соответствии с предложенным способом с использованием реактивов, выпускаемых химической промышленностью. Такой мезопористый диоксид 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 в газовой фазе до образования экологически безопасных продуктов.The proposed mesoporous titanium dioxide and intermediate can be easily obtained industrially in accordance with the proposed method using reagents manufactured by the chemical industry. Such mesoporous titanium dioxide can be successfully used in the chemical industry as a sorbent catalyst for the photochemical reactions of molecular hydrogen evolution from water-alcohol mixtures or as a sorbent catalyst for heterogeneous photochemical processes of oxidation of harmful organic compounds in the gas phase to the formation of environmentally friendly products.

Claims (7)

1. Способ получения мезопористого диоксида титана, 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, до образования золя смесь реагентов перемешивают, поддерживая ее температуру не выше 35°С, и 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.1. A method of producing mesoporous titanium dioxide, including the introduction of a precursor of titanium tetraalkoxide and an organic template into an aqueous organic solvent, exposure of the mixture of reagents to the final formation of a spatial structure from it through successive stages of sol formation, and then gel, separation of the resulting 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 a solvent 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 , or f-metals, consisting of lithium, potassium, sodium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, lanthanum and cerium, until the formation of sol, the mixture of reagents is mixed, maintaining its temperature not higher than 35 ° C, and until Nogo formation of a mixture of the spatial structure of the reactants the mixture was kept at the same temperature in an open vessel under free access to water vapor mixture. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что темплат удаляют из полученного продукта реакции кальцинированием при температуре от 300 до 600°С.2. The method according to claim 1, characterized in that the template is removed from the obtained reaction product by calcination at a temperature of from 300 to 600 ° C. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что темплат удаляют из продукта реакции экстракцией спиртом.3. The method according to claim 1, characterized in that the template is removed from the reaction product by extraction with alcohol. 4. Способ по пп.2 и 3, отличающийся тем, что перед удалением темплата продукт реакции обрабатывают гидротермально при температуре от 100 до 200°С.4. The method according to PP.2 and 3, characterized in that before removing the template, the reaction product is treated hydrothermally at a temperature of from 100 to 200 ° C. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в водно-спиртовый растворитель дополнительно вводят соль лантана.5. The method according to claim 1, characterized in that the lanthanum salt is additionally introduced into the water-alcohol solvent. 6. Полупродукт для получения мезопористого диоксида титана, содержащий диоксид титана и органическое соединение, отличающийся тем, что он содержит в качестве органического соединения, 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, причем на один моль диоксида титана в полупродукте приходится от 0,001 моля до 0,2 моля лиганда.6. The intermediate product for the production of mesoporous titanium dioxide containing titanium dioxide and an organic compound, characterized in that it contains as an organic compound at least one of the ligands selected from the group of macrocyclic compounds consisting of oxo 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, or f-metals, consisting of lithium, potassium, atria, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, lanthanum and cerium, wherein per mole of titanium dioxide in interm have from 0.001 mole to 0.2 mole of ligand. 7. Полупродукт по п.6, отличающийся тем, что он дополнительно содержит соль лантана в количестве не более 0,006 моля на один моль диоксида титана.7. The intermediate product according to claim 6, characterized in that it further comprises a lanthanum salt in an amount of not more than 0.006 mol per one mol of titanium dioxide.
RU2004132546/15A 2004-11-10 2004-11-10 Method and the semi-product used for production of the meso-porous titanium dioxide RU2291839C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004132546/15A RU2291839C2 (en) 2004-11-10 2004-11-10 Method and the semi-product used for production of the meso-porous titanium dioxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004132546/15A RU2291839C2 (en) 2004-11-10 2004-11-10 Method and the semi-product used for production of the meso-porous titanium dioxide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004132546A RU2004132546A (en) 2006-04-27
RU2291839C2 true RU2291839C2 (en) 2007-01-20

Family

ID=36655296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004132546/15A RU2291839C2 (en) 2004-11-10 2004-11-10 Method and the semi-product used for production of the meso-porous titanium dioxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2291839C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2555478C1 (en) * 2014-02-06 2015-07-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" Method of producing mesoporous fluorine-doped titanium dioxide in anatase form
RU2790032C1 (en) * 2022-10-11 2023-02-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Method for obtaining a sorbent based on nanosized titanium dioxide

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100421783C (en) * 2006-03-15 2008-10-01 南京工业大学 Preparation method of mesopore titanium oxide whisker shaping material

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANTONELLI DAVID M. et. al, Synthesis of hexagonally mesoporous TiO2 by modified sol-gel method, Angewandte Chemie, International Edition in English, 1995, v.34, N18, p.2014-2017. STONE VICTOR F. et. al, Synthesis, Characterization and Photocatalitytic Activity of Titania and Niobia Mesoporous Molekular Sieves. Chemistry of Materials, 1998, v.10, N5, p.1468-1474. *
YU-DE WANG et. al, Neutral templating route to mesoporous structured TiO2, Materials Letters, 2002, v.54, issues 5-6, p.359-363. *
БЕЛЕНЬКИЙ Е. Ф., РИСКИН И. В., Химия и технология пигментов, Ленинград, Химия, 1974, с.109. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2555478C1 (en) * 2014-02-06 2015-07-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" Method of producing mesoporous fluorine-doped titanium dioxide in anatase form
RU2790032C1 (en) * 2022-10-11 2023-02-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Method for obtaining a sorbent based on nanosized titanium dioxide

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004132546A (en) 2006-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Selvam et al. Comparative investigation of zirconium oxide (ZrO2) nano and microstructures for structural, optical and photocatalytic properties
Ismail Mesoporous PdO–TiO2 nanocomposites with enhanced photocatalytic activity
US20220355284A1 (en) Perylene imide and composite photocatalytic material thereof, preparation method therefor and application thereof in removing organic pollutants from water
Nagabhushana et al. Synthesis of bismuth vanadate: its application in H 2 evolution and sunlight-driven photodegradation
Ismail et al. One-step synthesis of mesoporous platinum/titania nanocomposites as photocatalyst with enhanced photocatalytic activity for methanol oxidation
Sadakane et al. Preparation of 3-D ordered macroporous tungsten oxides and nano-crystalline particulate tungsten oxides using a colloidal crystal template method, and their structural characterization and application as photocatalysts under visible light irradiation
EP0812301B1 (en) Photocatalyst compound and process for production thereof
Fu et al. Insights into the nature of Cu doping in amorphous mesoporous alumina
CN110536750A (en) Use the photocatalysis carbon dioxide reduction method of the photochemical catalyst of porous monolith form
Ma et al. Synthesis and structural characterization of novel visible photocatalyst Bi–TiO 2/SBA-15 and its photocatalytic performance
JPWO2003104148A1 (en) Method for the synthesis of mesoporous zeolite
Wan et al. Synthesis, characterization and visible-light photocatalytic activity of Bi 24 Al 2 O 39 mesoporous hollow spheres
US8222173B2 (en) Catalyst and method of manufacturing the same
JP2021511274A (en) High-speed batch manufacturing method for zeolite materials having a CHA-type skeleton structure
Zanjanchi et al. Enhanced adsorptive and photocatalytic achievements in removal of methylene blue by incorporating tungstophosphoric acid–TiO2 into MCM-41
Balbuena et al. Mesocrystalline anatase nanoparticles synthesized using a simple hydrothermal approach with enhanced light harvesting for gas-phase reaction
JP2003126695A (en) Potassium niobate photocatalyst and manufacturing method therefor
Yang et al. In-situ construction and catalytic property of highly exposed Lewis acidity on hierarchical Zr-zeolite assisted by K+ cation
RU2275238C1 (en) Photochemical reaction catalyst in the form of titanium dioxide-based mesoporous material and a method for preparation thereof
Khan et al. Suitable energy avenue for the dimension-matched cascade charge transfer mechanism in a gC 3 N 4/TS-1 heterostructure co-doped with Au–TiO 2 for artificial photosynthetic green fuel production
RU2291839C2 (en) Method and the semi-product used for production of the meso-porous titanium dioxide
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
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
Kuznetsova et al. Microwave synthesis of a photocatalytically active SnO-based material

Legal Events

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

Effective date: 20121111