Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/39723
Title: Оптимизация конфигурации двухмасштабных оксидных структур для фотокаталитических приложений
Other Titles: Optimization of two-scale oxide structure configuration for photocatalytic applications
Authors: Баглов, А. В.
Хорошко, Л. С.
Яцкевич, П. А.
Baglov, A. V.
Khoroshko, L. S.
Yatskevich, P. A.
Keywords: доклады БГУИР
фотокатализ
проточный реактор
очистка воды
photocatalysis
flow reactor
water purification
Issue Date: 2020
Publisher: БГУИР, РБ
Citation: Баглов, А. В. Оптимизация конфигурации двухмасштабных оксидных структур для фотокаталитических приложений / Баглов А. В., Хорошко Л. С., Яцкевич П. А. // Доклады БГУИР. – 2020. – № 18 (3). – С. 42–48. – DOI : http://dx.doi.org/10.35596/1729-7648-2020-18-3-42-48.
Abstract: Фотокаталитически активные материалы являются весьма востребованными в свете современных тенденций повышения экологичности процессов производства и жизнедеятельности. Эффективными фотокатализаторами являются оксиды некоторых металлов (титана, вольфрама, цинка и др.), которые могут быть получены электрохимическими методами. Дополнительное использование фотолитографии с целью создания на поверхности фотокатализатора неровностей с заданной конфигурацией повышает эффективность очистки водных растворов под воздействием ультрафиолетового и видимого излучения. Целью данной работы является исследование влияния структурирования подложки на скорость протекания потока жидкости в ее присутствии в рамках модельного эксперимента. Моделирование в программном пакете COMSOL Multiphysics® проводили методом конечных элементов в приближении абсолютно несжимаемой жидкости и k-ε модели турбулентности. Полученные результаты позволили прогнозировать повышение эффективности фотокаталитической очистки воды в проточной системе в присутствии фотокатализатора с поверхностью, содержащей конфигурационные элементы в виде ребер с зазорами. Оптимальные размеры ребер по результатам оценки скорости потока жидкости и области эффективного перемешивания составили: высота ребра h = 0,25–1 мм, ширина ребра w = 1 мм, межреберный зазор g = 5 мм. Миллиметровый диапазон размеров конфигурационных элементов делает их изготовление более простым по сравнению с элементами микронных и субмикронных размеров и способствует расширению вариантов применяемых технологий для получения фотокаталитически активных подложек. Помимо фотолитографии и электрохимических методов также возможно использование химического травления и золь-гель технологии для получения комбинированных фотокатализаторов с заданной конфигурацией поверхности. Photocatalytic active materials are very popular in the modern trend of increasing the environmental friendliness of production processes and vital activities. Effective photocatalysts are the oxides of certain metals (titanium, tungsten, zinc, etc.), which can be obtained by electrochemical methods. The additional use of photolithography to force irregularities on the surface of the photocatalyst with a given configuration increases the efficiency of purifying aqueous solutions under the influence of ultraviolet and visible radiation. The purpose of this work is to study the effect of substrate structuring on the liquid flow as part of a model experiment. Modeling in the COMSOL Multiphysics® software package was performed using the finite element method in the approximation of an absolutely incompressible fluid and a k-ε turbulence model. The results obtained made it possible to increase the efficiency of photocatalytic water purification in a flow system in the presence of a photocatalyst with a surface containing configuration elements in the form of ribs with gaps. The optimal dimensions of the ribs according to the results of estimating the liquid flow rate and the region of effective mixing were: rib height h = 0.25–1 mm, rib width w = 1 mm, intercostal gap g = 5 mm. The millimeter range of configuration elements’ dimensions makes their manufacture simpler in comparison with the elements of micron and submicron dimensions and helps to expand the options for the technologies used to produce photocatalytic active substrates. In addition to photolithography and electrochemical methods, it is also possible to use chemical etching and sol-gel technology to obtain combined photocatalysts with a given surface configuration.
URI: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/39723
Appears in Collections:№ 18(3)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Baglov_Optimizatsiya.pdf685,31 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.