synthesis and characterization of mesoporous titania and silica–titania materials by urea...
TRANSCRIPT
��������� � �������� ���� �� ���������� ������ ����������� ������� �� ��� ������� ������� ��������
������ ����� � ������� ��� � ������� ��� � � ��� !�� ��
���������� �� ��� ������� ��� ������������ ������ �������� ��� �������� ������������ �������� ���������
������ ��������� � ������� � !"�� ������ ���������� �������� � ���#�� ��������� � ������������� �$ �%� &� ��$
"����#� $% ����� $%%&' ������ $( ���� $%%&
��������
)��������� ����� � ���������� ����������� ������� �#� ���� ������������ �������� � �� ����� ������
������� ��� � ������� *�� ������������ ����+ #� ������� �������� �� ��������� ������ ���� � ,��� ���������
������������� ��������#���� �����,� �� ����#��� ��� ��� �� �-������� ,��� ,���. /�� ���� �������� � ����
������� ,��� �������� � �� 0$ ������������������ ����������� ��,�� 1��� �2������ � �����������
�������� ����������. /�� ���� ������� �� �������� � ������ �� �� (.( ��� ,��� ����� ��� ����� ���������� �����
������� ������ �� ����� ����������� �������� ������� ���#������ �� ��. /�� ���� ������� �� �����������
������� ������ ,��� ��� ������� �� ��3/� ���� ���� &3&%% �� $3& ���� ��� ��� ������� ������������. � $%%&
4���#��� ������� �.5. 6�� ������ �����#�.
'� (���) )��������� �����' �����������' 0���������� �������' �������' 7��
� ���� ������
������ ������� �#� ������ ���� ���������� ��� 8��� �� �������� � ������� ������ ������� ���� �����8� ������ ��� � ���� #������� ,��� � ����, ���� �� � ������������. )���������� ������� �� 8����� �������� � �� )�������������� �� &99$ :&�$;� � �#� ���,� ������8��� ���� �� �������� � ������� ���������� �� ������ ����. )��� ���� �-��� ��������������� ���� �-��� �#� ������ ������� ����������� :<�=;. 6� ��� �� ��� ���� �������� �-���
����� �� ���� ,���� ��� � ������� �� ������� �������� ���� � �������#� �-����� ������������� ��������' ������ ���������� ������ ���� ���, ���� ������� ���#����� ��� �������������. /�� 8��� ��������� �� ���������� �����*/��/)�&+ ������� ���8� ������� �������� ����� �������� �� �>���������� �������� � �������� ,� ������� �� 6�������� � ���� �� &99(:(;. ����� ���� ���� � ���� ,��>� �#� ������� �� ��#��������� ��� ��������� ������ �������� ���������� ��������� ��� ���������������#����� :?�&(;. @���� � ������ ��������� �#����� ������������ ������� � �������� ��� ����� ������������ � ������� ������ ������������ :?�=;. "����� ��#���������� �����8� �������> �������� �� ��� �� ��� � �������� ��
)���������� � )��������� )������ A9 *$%%&+ &=9�&9(
,,,.����#���.���3�����3���������
B����������� ������. /��.C D=?�&%�?$E(�A&=E' �-C D=?�
&%�?$E(�&E%=.
�*���� �������) >�F��G����.�>�.��.�� *�.��. ���+.
&<=E�&=&&3%&3H � ��� ����� ����� � $%%& 4���#��� ������� �.5. 6�� ������ �����#�.
�@@C �&<=E�&=&& *%& +%%A&E�?
����� ��� �������� �� ���������� ����� :&?�&E;. ����� !�� �� �. ������� ��, ����� ��#��������� �������� ����������� ������� ����� �������� ���������� ������� #� ������� ��������� �� &99=� ��� ����������� ������ ���������� ���� � II��������� ���� ����JJ��������� :&=�&9;� ����-����������� :$%; � ���:$&;� �#� ���� ������� � �������� �� ������������ �����. /�� ����� ������� �������� ��� ���� ����� �#� ���� ������ ��� ����� #������ ,��� ����, ���� �� � ������������'�����#��� ��� ���� ������ �� �� ��������� ��#����� ��� ������� ������������. K�,�#��� �������� �� ������� � �����#� ���� ��� ������������ �������� ���������� */4)+ �����. L�����,��� ��� ��� ����� ,� ������ ��������������� ������� ,��� ������ ��� �� �� <%%�$ ��& � ���� #������ ���� %.$( ��< ��& :$$�$<;. I�2����� ���� ��� ������� �� ���������� ������������ ������ �� ���� ������ ��� ���� �� ������� ������ ,��� ��� ������� ������� ������������� � �2����� ������� ���������� ���� ���� ������ ����� >��� ���� <�A ��.
K������ ,� ������ ��� � ������� �� ������������ ����� ,���� �� ��� ������� �� ������������ �� ���������� ����� ������� :$&;� #�KB������ � ������� �������� �� ������ ����������� ����� � ����������� *����� ����������� ����� ���������� �������+. /�� ����������,� ��� ���������� ����� � ������������������ �� ������ �� ����� ��� � ��������� ������������ ����. /�� ���� ������ �� ��������� � ����� �� ���� (.( �� ���� ,����-������� ����� ��� ����� �� ����� ��������������� ���#������� ��� � ��� ��� �������������������� ��� ���� ������ �� ����������������� �� $.A �� ,��� ��� ������� �� ��3/�����.
� ������������
L����,��� ��� ��������� �������� ������� ����� ���#���� ������ :$$�$<;� ��������� ������*/�/� 6����� B������+ ,� ��-� ,��� ������������� � ,����� ���� �� &�E 8��� � ��������� &% ��� �� ����� ����������� ��������� ���� ������ ����� �� %.$= ) KB� F����� �����
���� �/�/�KB� � &%%�& ���� ����� ,� ������������� ���� ��� ��#� ��-���� �� ���� � ���������� ������� ��� $�< �. 6����� �� ��������������������� */4M�� 6����� B������+ �������������� �/4M��4�MK � &�< ���� ����� ,�� ���� ��� �������� ������� �� ��� ����� ��3/� ���� ���� ��� � ���� ��� ����������� ������./��� � ��������� ����� �� �����������K$M *&3(3& ,����� ����+ �������� ,� ����� ������� ������ � �������� ���� #������� �������� ���� � �������. /�� ����� �� � �������� ,����� �� ��� ����� ������� ������������ *�.�.&%�?%N �� ,�����+ �� ��� 8�� �������� �������� ���� � /�M$ �� ��M$�/�M$. @� ������ ��������� ��� ���������� ������ <.%&= � /�/ �$&.&&A � ������� ������ ,��� ��-� 8���� ����%.<&( �� %.$= ) KB� ,� ����� ���� ��� ��-������ ���� � ��� ������� �������� 8���� <.$E& ������������K$M �������� ,� � �� ����� ���������� ����� ����� ,��� A% ,�.N ���������������. 6� ���������� ������� �����,������ ��� ,� �� ���� ��� ��� ���������. 6� ��� ����������� ������� %.<?E � /4M������� �������� � <.(A& � �����������K$M�������� ,��� � ���� ��� /�/34�MK ���������� ������ ��� ��M$�/�M$ ���� ���� �� &3&%� ��������������� �� A% ,�.N� ����� ���������� ������ ������. /�� ��>��� ,��� ���� �� ���8�� � �� ��, �������� ���� �������� ���#����� ��� ���#��� � ���������� �� ��� ������� ��������. 7��� ����� ���� ���� ����������� ��� &(�$% ��� �����, ������������� ������� ����������� ������� ,��� ������. /�� ���������� ,��� ������ ���� ��,�� � �-������� ������� ,��� ��� ����� �� �� ����#� �������� ��� �� �#�� � &%% �B �� 2�� ��� �������������.
/�� L/�@" ������ �� ��� �������� � ������������ � ���� ,��� �-������� ,��� �������� ���>���4���� &?%% L/�@" ����������� �����8�� ��� �������� ����#� �� ��� ��� ����������. ������� �������� ���������� �� ��� 2������������� ����� � ����������� �������,��� �������� � �� )������������ 6�6�$%%%��� �� � EE �. /�� ������ ,��� ��������� &% �� K� � &$% �B ��� � ���� A � �������������� �����������. /�� ��,����� � ��������� 1�"� �2������ *1"I+ ������� ,��� ���
&9% +,*-, .���� �� ��, / �������� ��� ������� ��������� &% 01 �2 �!%3�%4
���� �� "��>� I)61$A%% 1�"� I�2���������� ����� B� �� ������ *� � %�&(A&= ���A% >5� &%% �6+ � ��� ���� �� &�3��� ��� %.?�=�� =�3��� ��� =�(%�. 6 �4MJ �4)�$%%B1 /4),� ��� �� �-���� ��� ���������� �� ��� �������� ,��� � ���������� #����� �� $%% >5. /��/4) ����� ,� ������ �� ������ � ���������������� �� 8�� ����� ��,��� ���� B� ������� ,��� ����� B 8�� � ��� � ����������������.
� ������� �� ���������
7���� ��� � ����������� ������� �� ������������ ���� #� KB������ � ������� ������������������� ����� � ����������� ��������#� ���� ������������ �������� �. L/�@" ������������� ������ � ���� ���#��� �-������� ������� ��� ��� ������� ,� ����#� �������������� �-�������. /�� �,� ������ 0K �������������F������� ������������ �� ��� ����������� ���������� 0K ���������� #�������� �� 0K$
������ �� ��� � <A<9 � <<A? ���& � ������������ �� B�M ����� � &??% ���& �������� ���� ,��� �-�������� ,���� ���8��� ����������� ����#� �� ������� ���������. /�� �������#� ���� 9?% ���& ��� ���������� ����������� �� �� ���������� �� ��� ���M�/� ������ ���MK �����.
/�� 0$ ������������������ ���������� �� ����������� � ���������� ����� ���� �-�������,��� ���,� �� /��� &. 6� ,� �� ���� ��� �-������ ���������� ����� ������� �#� �����8������� ��� �� �� $E? �$ ��& ������� �� ���
��������4������/����� *�4/+ ����� � �������� #������ ���� %.<(& ��< ��& ��� �� �����������������K��� *��K+ �����. L��� ����������� �� �� �� ���� ��� ��� ������� ���������������� � ������ �� ����� ��� ���� ���������. @� �� � ������ � ��� ���#������ ��������� ������� ��� ��� ��������� �� ��������������� :$$�$<; #� ����������� ��������� ����,�� ,������ $�$����*����-�������+������������ ��������� �������������� � ����*��������������+ ,��� ��� � ��������. /��� �� ����������2����� ���� ��� ������� ��� ��� ��������� ������������ ������ ,������ ��� ���� #����� ����� ������ ��#������ ������� ,��� ��� ��������� ������� ������� :&=�$&;. /�� ����� ����� ���� �� ��� ���� ��� �� ������ ���� � ����������� �� /�/ ��� /4M� ����� ��� ��������������. /�� 0$ ������������������ ����������� ���������� ����� � �2����� �����#� ������������% � %�&� �� ��#�� �� L��. &. /�� ���� @5��������� ,��� K$ ���������� ����� �-������ �� ����� ������ �-���� 7�% ������� ��� �������� ����������� ������� �� @7�6B :$A;. 6� ��� ���������� ����� 7�%� �� ���,� ���� @ ��#��������������� ��� �� ������ �� �������������. /�� ����#����� �� ���� %.%%(E ��< ��& � ��� ���� �� � ������ <.&? �� ��,�� ��� �� ����� ������. L��.&� �� ��� ��K ���� �� � ������������ �� ��� �����������. 0� ,�����8�� ����������� ,� ������� ��� ������� �����. /�� ������������ �� ����������� �� #��� ����, � ���� ������ ,��,��� ������� ������� ������������.
/��� $ ������ �� ��� ���� �������� ������������ ����������� ,��� #����� ����� ��������� � ��� ������� �������������. /�� �4/
/��� &
�������������� ���������� �� ���������� ����� ������� �������� � ,��� ��� � �������
����� ��� 7�� �������
*,�.N+
�4/ ������
�� *�$ ��&+
��K ������
�� *�$ ��&+
/��� ���� #���
���� *��< ��&+
������ �����
���� #������
*��< ��&+
�4/ #����
���� ������
*��+
7�% % $&.&9 E.9A %.%%(E %.%&?E $.=E
7�&% &% $$<.?( $9A.E& %.<%$9 %.<%(? (.AE
7�<% <% $<<.(% <%=.(( %.<&?9 %.<&E( (.AA
7�A% A% $E(.9< <(E.<? %.<(%9 %.<(&9 (.&%
7�?% ?% $?&.EE <AA.9? %.<$?9 %.<<%$ (.%(
/�� ��� �������� ,��� ������ ���� ��� ��������� ��� /�/ ��������� ���� /�M$ ����������.� /��� ���� #������ ,��� ������� ���� ��K �����.� ������ ����� ���� #������ ,��� ������ � ���% �� %.9==9.
+,*-, .���� �� ��, / �������� ��� ������� ��������� &% 01 �2 �!%3�%4 &9&
������ ��� ������� ,��� ��� ������� �� ��3/�����' ��,�#��� ��� ��K ���� #������ � ����������� ������ ���� ��� ��� ��������. B�������� �� ��� ���������� ����� ������ �� ������ ��� ������������ �� A% ,�.N� � ��, ��3/������ ���� � �/�&� �� ��� ���� �������� ������� � ��� ��� � ����� �� ����� 7�A%.K�,�#��� ��� ������������� ������� ��#���� ���� ������ �� �� ��������� �� �� �� &=E.A �$ ��&
� ��3/� ���� �� $�&. /�� ������� �� ��3/� ����������� �� ��� ������� �� ��� ������ �� �� ��AE$.= �$ ��&� ���,����� ��� ������ �� ��� ���������� �� $.A �� � ��3/� ���� �� $�&� ,�������� �� �� ��� �2����� ����� �� ��������� �
���������� �������� �� ����� � �����. /��0$ �������� ��������� �� ���,� �� L��. $� ��,���� ����� �� ���#������ �� ��� �������� ������� ��������� ����� �������. 7��� ��, ��3/� �������� ������� �� ������ ���������� �������,��� ���� @5 ��������� � K$ ���������� �����.!��� ��������� ��� ��3/� ���� ��� ������������������� ������ � ��� K$ ���������� ����� ������� �� ����. /�� ���� @ ��#������� ������������� ��� � $�& ����. @�������� ��� ����� ��������� ��� ������������ �� ��� ������� �������#��� ,�> � ���#����� ���� ���������� ������ �� ���������� ������ ,���� ���,� �����#�,�> ������������ � ������� ������������ ��
L��. &. /�� 0$ ������������������ ��������� *+ � ��� ��K ���� �� � ������������ *�+ ��� ��� �-����� ������ ����� ������
,��� �2����� ��� �������������.
/��� $
�������������� ���������� �� ���������� ����������� ������� ,��� ��� � �������
�����
�����3/� ���
����
�4/ ����
��� ��
*�$ ��&+
��K ����
��� ��
*�$ ��&+
/��� ����
#�����
*��< ��&+
������ �����
���� #������
*��< ��&+
�4/ #����
���� ������
*��+
)���������
������
�� *�$ ��&+
5�����
*��< ��&+
�/�& &�&%% $E(.=A <??.9$ %.<(&E %.<(A& (.&< � �
�/�$ &�&% $=%.== $=A.9& %.<%<A %.<$9< A.?9 � �
�/�< &�A <%%.&% <<E.9? %.$?$= %.$<?& <.&( � �
�/�A &�$ A$&.?$ <&$.9E %.$%9< %.<%&? $.=? � %.%$<
�/�( &�& AE%.?A $<(.%E %.&(A9 %.$=EE $.A( 9=.%( %.%(=
�/�? $�& AE$.EE &?A.9E %.&%E< %.$=$A $.<9 &=E.<9 %.&&&
/�� ��� �������� �� �� ��� ������ �� A% ,�.N �� ��� 8�� �������� �����������.� ������ ����� ���� #������ ,��� ������ � ���% �� %.99=$.� /�� ������ �� � #����� �� ���������� ,��� ������ ���� ��� ������ ������.
&9$ +,*-, .���� �� ��, / �������� ��� ������� ��������� &% 01 �2 �!%3�%4
A% ,�.N. L��� L��. $� ,� �� ��� ��� ���� �� ������������� ������ ,�� � ,�> ,��� ��� ������������ � ��� ���� �� �� ������� �� O����������������� ������.
L��. < ���,� ��� ��,����� � �����������,�� 1"I ������� �� ����� 7�&% ������� $� �� %.?�=� � =�(%�. 6� ,� �� ��� ���� L��.< ����� �� ���� ��� ����#���� ��> ����� �$� #��� �� %.E� � ����� �� ���� ��>� ������� ,���� �����8�� ��� ���� �� ��������� ������ ��� �������� � �������. ��� �� ��� ���#����,��>� ��� ���������� ����� ������� �������� ��� ������� ������� ����� �#� ��������������� ,���� ,��� ������� ���8��� �� L��.
<�. /���� �� ����� ������ ��>� � $� #��� �� $(��<=� � A=� ��� ��������� �� &%&� %%A � $%%��P������� �� ���� ����.
L��� ��� /4) ���� �� ����� 7�&% *L��. A+�,� �� ��� ��� ����� �� ��������������� ��������. /���� �� ��� �� ������� ,��� ������#� ������ ������� �������� ��������� ,������ ������� ��� ������� �������� ������ �� ����������.
/�� �������� �������� �������� ��� ������������ ��������� ���,� �� ��� ��� ������������� �� ��� ������� ,� �#� ���������������� ����� :&=�$&;� ����� :$$�$<;� �����:$(; � /������������ ����� :$?; #� ���� �����.
L��. <. /�� ��,����� *+ � ��������� *�+ 1"I ������� ��� ��� ���������� ����� ����� 7�&%.
L��. $. /�� 0$ ������������������ ��������� *+ � ��� ��K ���� �� � ������������ *�+ ��� ��� �-����� ������ ����������� ,���
�2����� ��3/� ���� � ��� ������� ������������.
+,*-, .���� �� ��, / �������� ��� ������� ��������� &% 01 �2 �!%3�%4 &9<
K�,�#��� ,� �����#�� ��� ��������� �� ��� ������������ ������� ����� ��� ������� �������� ��� ����������� *�.�. ������� ������+ ����,��� ��� ������� � ��� �������� ������������ ��� �������� �����. O��� �2���� � ,��>�#� ���� �� �������� �� ��� �������� �� ���������� ������� �� ��� ��������� ��������.
� �����������
/�� ���������� ����� � ������������������ �#� ���� ������������ ������ #� KB������ � ������� �������� �� ����� ������ �������� ��� � ������� �� ������������ ����./�� �������� ����� ������ �#� ������ ��� ���$(% �$ ��& � ���� #������ �� �%.<< ��< ��&
,��� ����, ���� �� � ������������. 6� ��� ���� ��� ���#���� ,��> ��� ���� �� �� ����� ������� ,��� ��� ������� ������������' ��� �2��������� ��� ���#���� ������� ����� ��� � ������� �������������� ���� ,� �� ����� ��� ����������
����� ,���� �#� ���� ���� �� � �� �� (.( ��. 6���� ��� ������� ������������ *A% ,�.N+ ��������� ��� �� ���������� ����������� ����������� ��� ���� #������ � ���� �� �� �#� � ���#���� ������ ������� ,��� ��� ������� �� ��3/����� ���� &3&%% �� $3&.
�������� �������
/��� ,��> ,� �������� �� ��� 0�����0���� ������� L������� �� B��� *���� ��.$9=EA%%$� �� �.��. ���+ � ��� M������������� ��������� 6,� ���� ��� 0����� 0����������� L������� �� B��� *���� ��. $9=$((%A��� �. !��+. /�� ������ �� #��� ������� �� ����.1.K. B��� *@�������� �� )������ �������� /������� 7��#������+ ��� ��� ������� �������� �� ���/4) �������� ����.
����������
:&; B./. ������� ).4. J����,�� � !.�. "���� �.B. 5������ �.�.
���>� 0���� <(9 *&99$+ E&%.
:$; �.�. ���>� �.B. 5������ !.�. "���� ).4. J����,�� � B./.
������� �.I. �������� B./.�!. B��� I.K. M����� 4.!.
������� �.�. )�B������ �.�. K������� �.J. ������>���
�. 6�. B���. ���. &&A *&99$+ &%=<A.
:<; 7. B����� I. I������ ". J���� �.). �����2� O. ����>��
�. 7����� L. ������� �. B���. ���. B���. B�����.
*&99A+ &<=E.
:A; �. K��� I.@. )�������� 7. B����� �. L���� /.4. O���� �.
������� ". J���� �.). �����2� L. ������� O. ����>��
0���� <?= *&99A+ <&E.
:(; I.). 6��������� �.�. ����� 6���,. B���. @��. 4. 4���.
<A *&99(+ $%&A.
:?; ".J. ������ 0. 0>�,� �.). )�O���� 0. ��� @.6.
6>��� �.). O������ 6. 0#����>�� B���. )���. 9 *&99E+
$?9%.
:E; 5.L. ����� ��.� ".�. I#��� B���. )���. &% *&99=+ &A?=.
:=; ). /������ L. ������� )�������. )������. )���. $E
*&999+ &9<.
:9; �. "������� ". ���Q� 5. 6���� B���. )���. &% *&99=+
<9$<.
:&%; �. I�� 0.�. K�� �. O��� B.!. ���� B���. J���. &&
*&99=+ &&&<.
:&&; �.I. ���� I.�. ���� I.@. )�������� �.L. B����>�
O.I. ����>�� 0���� <9? *&99=+ &($.
:&$; I.). 6��������� )�������. )������. )���. <% *&999+
<&(.
:&<; �. I�� �.J. ����� 0.�. K�� �. J�� B.!. ���� )���.
���. 4��. B=�B9 *&999+ A&E.
L��. A. /�� /4) ���� ��� ���������� ����� ����� 7�&%.
&9A +,*-, .���� �� ��, / �������� ��� ������� ��������� &% 01 �2 �!%3�%4
:&A; J. ����� �.6. 6������ �. ������ ���������� �. ����� 1.
I�������� ". "������ �B�������� )���. "��. ����. <(
*$%%%+ &9<.
:&(; �.J. ����� ). )���,� ). )����>� K. �������
). 6���� B��. J���. ?? *$%%%+ $A&.
:&?; �.K. ���� �. )� !.). K�� �. O�� K�-�� 1���� (=
*E+ *$%%%+ EEE.
:&E; �.I. ���� /. I���� O.). !��������� O. ����>�� I.�.
���� �. B����>� I. ����� �.�. L���� �B/ @��. 6���.
!M %% $?� &(E' B���. 6����. &<$ *$%%%+ �<<(((<Q.
:&=; �. !��� I. ���� /. I���� !.K. ����� 1.K. J��� �.�.I.
B����� �. L�� 6#. )���. < *&99=+ <&<.
:&9; �. !��� �. 1�� K. I���� �.K. I���� �.�. ���� �.6.
������5����� B���. )���. && *&999+ $%$<.
:$%; �.�. ���� �.�. ���� �. !��� 1.�. J��� �.L. J��� B���.
B�����. *$%%%+ AEE.
:$&; �.�. ���� �.�. ���� �.O. 1�� �. !��� �. B���� �. @����.
M�������. �����. &% *$%%%+ <9.
:$$; �.�. ������ �.�. ���� �. !��� B���. �. B������ 7��#���
������ $& *$%%%+ ?AE.
:$<; �.�. ������ �.�. ���� �. L���� �. 1�� �. !��� )��. B����.
J�F. B����. <(A *$%%%+ EE&.
:$A; �.�.!. ����� I.K. 4#������ ".6.!. K��� J. )������
".6. ��������� �. "��F������ /. ���������,�>� ���� 6���.
B���. (E *&9=(+ ?%<.
:$(; 1. J��� �. !��� I. ���� !.K. ����� )���. J���. A$ *$%%%+
&A<.
:$?; �.�. ���� �.�. ���� �. !��� B������ �. B���. &9 *$%%&+ &9=.
+,*-, .���� �� ��, / �������� ��� ������� ��������� &% 01 �2 �!%3�%4 &9(