В статье приведены результаты исследования фотокаталитической активности при видимом свете, высокодисперсного порошка оксида вольфрама WO3, полученного в результате рециклинга твердосплавных изделий. Выполнен микроструктурный анализ порошка оксида вольфрама с использованием сканирующей электронной микроскопии (SEM) до и после процесса фотокатализа. Представлены результаты испытаний физико-механических свойств (плотность, прочность при сжатии, водопоглощение, общая пористость) цементной матрицы с различным содержанием порошка WO3 (1-5 масс. %). Проведен предварительный анализ модифицированной поверхности на самоочищающиеся свойства.
Предмет исследования: Цементная матрица, модифицированная фотокатализатором на основе высокодисперсного порошка оксида вольфрама WO3.
Материалы и методы: В качестве фотокатализатора применяли высокодисперсный порошок оксида вольфрама (средний размер частиц 40 до 200 нм). Фотокаталитическая активность порошка WO3 оценивалась путем определения степени деструкции модельного органического загрязнителя метиленового синего с концентрацией 15 мг/л методом фотометрического анализа раствора с помощью прибора «Эксперт 003» при длине волны 654 нм. Микроструктура порошка оксида вольфрама исследовалась на сканирующем электронном микроскопе PHENOM proX. Для изготовления цементных матриц с фотокатализатором использовали портландцемент ЦЕМ II/A-П 42,5Н СС. Физико-механические свойства цементных образцов определяли по стандартным методикам ГОСТ 30744-2001, ГОСТ 30744-2001.
Результаты: Результаты исследования показали, что фотокаталитическая активность порошка оксида вольфрама возрастает с увеличением его концентрации в растворе и времени облучения видимым светом. Максимальная деградация 89 % красителя, наблюдается при добавлении 5,0 г/л порошка WO3, через 180 мин после начала реакции. Добавление порошка оксида вольфрам в цементную матрицу приводит к увеличению плотности, прочности на сжатие, снижению водопоглощения и общей пористости. Визуальный анализ обесцвечивания органического красителя на поверхности модифицированной цементной матрицы предположительно связан со способностью поверхности к самоочищению благодаря фотокаталитическим свойствам оксида вольфрама.
Выводы: Использование высокодисперсного порошка оксида вольфрама в цементных матрицах имеет большой потенциал для создания самоочищающихся строительных материалов с улучшенными физико-механическими свойствами, а также способностью разлагать загрязняющие органические вещества под воздействием видимого света.