Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

города Москвы "Школа № 2025«

Научно-исследовательская работа на тему:

«

Использование диоксида титана для

очистки водоёмов от токсичных

примесей»

Выполнила: Кытина

Екатерина Владимировна 9В класс

Научные руководители:

Кузьменко И.И.;

Москва, 2018г.

ПЛАН:



Введение



Теоретическая чать: получение диоксида титана, его свойства, принцип

очистки



Практическая часть: использование диоксида титана для очистки

водоёмов от токсичных примесей



Выводы

2

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время проблема загрязнения водоёмов глобальна. Требуются

доступные и эффективные методы их очистки.

Цель исследования: Поиск нового материала для очистки водоемов от

токсичных примесей.

Задачи исследования:

1.

Путем анализа литературных данных найти вещества, обладающие

«очистительными» свойствами по отношению к как можно большему

ряду вредных веществ, загрязняющих природные водоемы, и выбрать

наиболее оптимальное из них, исходя из критерия нетоксичности и

дешевого или относительно дешевого способа получения.

2.

Изучить физико-химические свойства выбранного материала, принцип

его функционирования.

3.

Доказать возможность использования выбранного материала для

очистки природных водоемов от токсичных примесей.

По итогам анализа литературы по данной теме я пришла к выводу, что

диоксид титана является перспективным материалом для очистки водоёмов

от токсичных примесей, так как:



Относительно дешевый и простой способ получения.



Это Нетоксичное вещество.



Он

Не

расходуется

в

процессе

очистки

воды,

т.е.

является

фотокатализатором

Но диоксид титана имеет и свои недостатки:



Необходимо освещение (например, солнечный свет)



Процесс очистки идет медленно, т.к. ограничивается невысокими

скоростями диффузии молекул

Однако для отдельно стоящих водоемов в местах с достаточным

количеством солнечных дней – это идеальный вариант

3

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Открытие диоксида титана, его получение:



В 1795 году немецкий учёный М.Г. Клапрот открыл оксид титана в

составе руды



Титаносодержащая руда взаимодействует с газообразным хлором, в

результате образуется тетрахлорид титана TiCl

4



Водный раствор TiCl

4

нагревают и получают

TiO

2

(Диоксид титана) состоит из атомов титана и кислорода, имеет

ионную кристаллическую решётку и представляет из себя порошок

белого цвета

Принцип очистки водоёмов с помощью диксида титана:

Токсичные вещества, а также бактерии и вирусы, находящиеся на

поверхности TiO2, окисляются до простых составляющих – молекул

воды и углекислого газа в результате следующих реакций:

свет → e (электрон) + h (дырка)

e + O

2

→



O

2

–

(радикал),

H

2

O → H

+

+ OH

–

, OH

–

+ h → OH



(радикал)



O

2

–

+ OH



+ C

x

H

y

O

z

→ CO

2

↑+ H

2

O

4

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Были проведены эксперименты: вода из загрязненного Очаковского

пруда была полностью очищена с помощью диоксида титана.

5

ВЫВОДЫ

Диоксид титана является перспективным материалом для очистки

природных

водоемов

благодаря

полнейшей

экологической

безопасности, высокой фотокаталитической активности в отношении

большинства органических и ряда неорганических токсичных веществ,

а также вирусов и бактерий.

6