Technique and technology of silicates Technique and technology of silicates Техника и технология силикатов 2076-0655 119381 10.62980/2076-0655-2026-232-241 jfopyu ОСНОВНАЯ РУБРИКА MAIN RUBRIC ОСНОВНАЯ РУБРИКА PHOTOCATALYTIC ACTIVITY OF GYPSUM–CEMENT–POZZOLANIC SYSTEMS MODIFIED WITH TITANIUM DIOXIDE NANOPARTICLES ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ГИПСОЦЕМЕНТНО-ПУЦЦОЛАНОВЫХ СИСТЕМ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ ОКСИДА ТИТАНА Кряжиков Иван Александрович Kryazhikov Ivan Aleksandrovich Пичугин Анатолий Петрович Pichugin Anatoly Petrovich Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) The Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering Сибирский государственный университет инженерии и биотехнологий Новосибирск Россия Siberian State University of Engineering and Biotechnology Novosibirsk Russian Federation 33 3 232 241 01 04 2026 https://tsilicates.ru/en/nauka/article/119381/view

В статье рассмотрены современные подходы к созданию фотокаталитически активных строительных материалов с использованием нанодисперсного диоксида титана (TiO₂). Отмечается рост интереса к экологически безопасным композитам, соответствующим концепции eco-friendly и принципам устойчивого строительства. Показано, что введение (TiO₂) в минеральную матрицу позволяет одновременно улучшать эксплуатационные характеристики материала и обеспечивать его самоочищение за счет фотокаталитического разложения органических загрязнителей под воздействием ультрафиолетового излучения. Приведена схема фотокаталитических процессов с образованием электронов, положительных ячеек и активных форм кислорода (гидроксильные радикалы, супероксид-анионы), обеспечивающих разрушение органических веществ на поверхности материала.

The article examines modern approaches to the development of photocatalytically active construction materials using nanosized titanium dioxide (TiO₂). An increasing interest in environmentally safe composites that comply with the eco-friendly concept and the principles of sustainable construction is noted. It is shown that the incorporation of TiO₂ into a mineral matrix makes it possible to simultaneously improve the performance characteristics of the material and provide its self-cleaning ability due to the photocatalytic degradation of organic contaminants under ultraviolet irradiation. A schematic representation of photocatalytic processes involving the generation of electrons, positive holes, and reactive oxygen species (hydroxyl radicals and superoxide anions) responsible for the decomposition of organic substances on the material surface is presented.

 фотокатализ (TiO₂) строительные материалы самоочищение органические загрязнения экологически безопасные композиты photocatalysis titanium dioxide (TiO₂) construction materials self-cleaning organic pollutants environmentally friendly composites

Скобелев Д.О. Промышленная политика повышения ресур-соэффективности и достижение целей устойчивого развития // Journal of New Economy. - 2020. - Т. 21. -№ 4. - С. 153-173. EDN: KMZCBH Skobelev D.O. Promyshlennaya politika povysheniya resur-soeffektivnosti i dostizhenie celey ustoychivogo razvitiya // Journal of New Economy. - 2020. - T. 21. -№ 4. - S. 153-173. EDN: KMZCBH Потапова, Е. Н. Производство цемента от древности до наших дней: факты и заблуждения / Е. Н. Потапова, С. В. Самченко // Зеленый туман 2.0. – Москва: ООО ФИЛ "Деловой экспресс", 2024. – С. 79-94. – EDN BUHZNT. Potapova, E. N. Proizvodstvo cementa ot drevnosti do nashih dney: fakty i zabluzhdeniya / E. N. Potapova, S. V. Samchenko // Zelenyy tuman 2.0. – Moskva: OOO FIL "Delovoy ekspress", 2024. – S. 79-94. – EDN BUHZNT. Критерии экспертной оценки ответственных поставщиков стро-ительных материалов / Е. Н. Потапова, Т. В. Гусева, А. А. Воло-сатова, Е. М. Аверочкин // Стандарты и качество. – 2023. – № 9. – С. 34-38. – https://doi.org/10.35400/0038-9692-2023-9-94-23. – EDN JFUTJA. Kriterii ekspertnoy ocenki otvetstvennyh postavschikov stro-itel'nyh materialov / E. N. Potapova, T. V. Guseva, A. A. Volo-satova, E. M. Averochkin // Standarty i kachestvo. – 2023. – № 9. – S. 34-38. – https://doi.org/10.35400/0038-9692-2023-9-94-23. – EDN JFUTJA. Гусева Т. В., Волосатова А. А., Тихонова И. О. Направления совершенствования таксономии зелёных проектов для устойчиво-го развития промышленности // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2022. - Т. 24. - № 5 (109). - С. 28-35. EDN: HYJJRA Guseva T. V., Volosatova A. A., Tihonova I. O. Napravleniya sovershenstvovaniya taksonomii zelenyh proektov dlya ustoychivo-go razvitiya promyshlennosti // Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossiyskoy akademii nauk. - 2022. - T. 24. - № 5 (109). - S. 28-35. EDN: HYJJRA Создание низкоуглеродного цемента - шаг к зеленой трансфор-мации цементной промышленности / Е. Н. Потапова, Е. А. Смоль-ская, А. А. Волосатова, В. В. Рудомазин // Техника и технология силикатов. – 2025. – Т. 32, № 1. – С. 16-28. – https://doi.org/10.62980/2076-0655-2025-16-28 . – EDN EGJGSX. Sozdanie nizkouglerodnogo cementa - shag k zelenoy transfor-macii cementnoy promyshlennosti / E. N. Potapova, E. A. Smol'-skaya, A. A. Volosatova, V. V. Rudomazin // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2025. – T. 32, № 1. – S. 16-28. – https://doi.org/10.62980/2076-0655-2025-16-28 . – EDN EGJGSX. Поживина К.А. Новые фотокаталитические добавки на основе диоксида титана и диоксида кремния для самоочищающихся бе-тонов // Труды Кольского научного центра РАН. - 2020. - С.145-151. https://doi.org/10.37614/2307-5252.2020.3.4.032 . Pozhivina K.A. Novye fotokataliticheskie dobavki na osnove dioksida titana i dioksida kremniya dlya samoochischayuschihsya be-tonov // Trudy Kol'skogo nauchnogo centra RAN. - 2020. - S.145-151. https://doi.org/10.37614/2307-5252.2020.3.4.032 . Антоненко М.В., Огурцова Ю.Н., Строкова В.В., Губарева Е.Н. Фотокаталитически активные самоочищающиеся материалы на основе цемента. Составы, свойства, применение // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова 2020. - №3. С.16-25. - https://doi.org/10.34031/2071-7318-2020-5-3-16-25 . Antonenko M.V., Ogurcova Yu.N., Strokova V.V., Gubareva E.N. Fotokataliticheski aktivnye samoochischayuschiesya materialy na osnove cementa. Sostavy, svoystva, primenenie // Vestnik BGTU im. V.G. Shuhova 2020. - №3. S.16-25. - https://doi.org/10.34031/2071-7318-2020-5-3-16-25 . Манушина А.С., Потапова Е.Н. Влияние добавок на свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего // Успехи в химии и химической технологии. - 2015. Т-29. - №7 (166). - С. 59-61. Manushina A.S., Potapova E.N. Vliyanie dobavok na svoystva gipsocementno-puccolanovogo vyazhuschego // Uspehi v himii i himicheskoy tehnologii. - 2015. T-29. - №7 (166). - S. 59-61. Пустовгар А.П., Веденин А.Д., Нефедов С.В. Техническое ре-гулирование фотокаталитических строительных материалов // Интернет - вестник ВолгГАСУ. 2014 №2 (33). Pustovgar A.P., Vedenin A.D., Nefedov S.V. Tehnicheskoe re-gulirovanie fotokataliticheskih stroitel'nyh materialov // Internet - vestnik VolgGASU. 2014 №2 (33). Гребенюк А.А., Ерошенко Т.С., Борисов И.Н., Вагин С.А. Влияние высокодисперсного порошка диоксида титана на свой-ства белого портландцемента // Техника и технология силикатов. – 2023. – Т. 30, № 3. – С. 252-263. Grebenyuk A.A., Eroshenko T.S., Borisov I.N., Vagin S.A. Vliyanie vysokodispersnogo poroshka dioksida titana na svoy-stva belogo portlandcementa // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2023. – T. 30, № 3. – S. 252-263. Quy L. T. T., Loan P. T., Tuyen N. T. Enhanced photocatalytic performance for methylene blue degradation of TiO₂ by transition metal oxides hybrid MₓOᵧ (M = Fe, V, W) // Vietnam Journal of Ca-talysis and Adsorption. – 2022. – Vol. 10, No. 1S. – P. 137–141. – https://doi.org/10.51316/jca.2021.108 . Quy L. T. T., Loan P. T., Tuyen N. T. Enhanced photocatalytic performance for methylene blue degradation of TiO₂ by transition metal oxides hybrid MₓOᵧ (M = Fe, V, W) // Vietnam Journal of Ca-talysis and Adsorption. – 2022. – Vol. 10, No. 1S. – P. 137–141. – https://doi.org/10.51316/jca.2021.108 . Исследование физико-механических и фотокаталитических свойств цементных композитов, модифицированных промыш-ленным диоксидом титана / С. В. Самченко, И. В. Козлова, А. В. Коршунов [и др.] // Техника и технология силикатов. – 2023. – Т. 30, № 2. – С. 152-161. – EDN LFEMUW. Issledovanie fiziko-mehanicheskih i fotokataliticheskih svoystv cementnyh kompozitov, modificirovannyh promysh-lennym dioksidom titana / S. V. Samchenko, I. V. Kozlova, A. V. Korshunov [i dr.] // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2023. – T. 30, № 2. – S. 152-161. – EDN LFEMUW. Self-Cleaning Cement Material with Bismuth Titanate Photocata-lytic Additive / I. Kozlova, M. Dudareva, O. Zemskova [et al.] // Civil Engineering Journal. – 2025. – Vol. 11, No. 11. – P. 4696-4708. – https://doi.org/10.28991/cej-2025-011-11-014 . – EDN HCPBBU. Self-Cleaning Cement Material with Bismuth Titanate Photocata-lytic Additive / I. Kozlova, M. Dudareva, O. Zemskova [et al.] // Civil Engineering Journal. – 2025. – Vol. 11, No. 11. – P. 4696-4708. – https://doi.org/10.28991/cej-2025-011-11-014 . – EDN HCPBBU. Synthesis and Evaluation of Properties of an Additive Based on Bismuth Titanates for Cement Systems / S. V. Samchenko, I. V. Ko-zlova, A. V. Korshunov [et al.] // Materials. – 2023. – Vol. 16, No. 18. – P. 6262. – https://doi.org/10.3390/ma16186262 . – EDN RU-WOWH. Synthesis and Evaluation of Properties of an Additive Based on Bismuth Titanates for Cement Systems / S. V. Samchenko, I. V. Ko-zlova, A. V. Korshunov [et al.] // Materials. – 2023. – Vol. 16, No. 18. – P. 6262. – https://doi.org/10.3390/ma16186262 . – EDN RU-WOWH. Аунг, Ч. Н. Модифицирование состава гипсоцементно-пуццоланового вяжущего / Ч. Н. Аунг, Е. Н. Потапова, А. А. Китаева // Техника и технология силикатов. – 2023. – Т. 30, № 1. – С. 26-36. – EDN QZTXIA. Aung, Ch. N. Modificirovanie sostava gipsocementno-puccolanovogo vyazhuschego / Ch. N. Aung, E. N. Potapova, A. A. Kitaeva // Tehnika i tehnologiya silikatov. – 2023. – T. 30, № 1. – S. 26-36. – EDN QZTXIA. Chang, M. Y., Chang, C. Y., Hsieh, Y. H., Yao, K. S., Cheng, T. C., Ho, C. T. Photocatalytic Degradation of Methylene Blue Using Porphyrin/TiO₂ Complexes Activated by Visible Light. Advanced Materials Research, Vol. 47-50, pp. 471–474 (2008). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.47-50.471 . Chang, M. Y., Chang, C. Y., Hsieh, Y. H., Yao, K. S., Cheng, T. C., Ho, C. T. Photocatalytic Degradation of Methylene Blue Using Porphyrin/TiO₂ Complexes Activated by Visible Light. Advanced Materials Research, Vol. 47-50, pp. 471–474 (2008). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.47-50.471 . Graziani L., et al. Durability of self-cleaning TiO₂ coatings on fired clay brick façades: Effects of UV exposure and wet & dry cycles // Building and Environment, 2014, vol. 71, pp. 193–203. https://doi.org/10.21605 Graziani L., et al. Durability of self-cleaning TiO₂ coatings on fired clay brick façades: Effects of UV exposure and wet & dry cycles // Building and Environment, 2014, vol. 71, pp. 193–203. https://doi.org/10.21605 Mokhtar M.M., Bayoumy W.A.A., Said S.M., Mousa M.A. Pho-tocatalytic degradation of methylene blue dye using metal-doped TiO₂ under visible light irradiation // Journal of Basic and Environmental Sciences, 2019, vol. 6, no. 2, pp. 104–111. https://doi.org/10.21608 Mokhtar M.M., Bayoumy W.A.A., Said S.M., Mousa M.A. Pho-tocatalytic degradation of methylene blue dye using metal-doped TiO₂ under visible light irradiation // Journal of Basic and Environmental Sciences, 2019, vol. 6, no. 2, pp. 104–111. https://doi.org/10.21608 UNI 11259:2016. Materiali e prodotti fotocatalitici - Metodi di prova della fotocatalisi. Ente Nazionale Italiano di Unificazione, 2016. UNI 11259:2016. Materiali e prodotti fotocatalitici - Metodi di prova della fotocatalisi. Ente Nazionale Italiano di Unificazione, 2016.