СУЧАСНІ ПІДХОДИ ДО ОТРИМАННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ ДИСПЕРСНИХ ТИТАНАТІВ У ХІМІЧНІЙ ТЕХНОЛОГІЇ ТА ЕКОЛОГІЧНІЙ ІНЖЕНЕРІЇ

Анотація

Наведено розширений літературний аналіз сучасних наукових досліджень, присвячених синтезу, структурним особливостям та функціональним властивостям дисперсних титанатів лужно-земельних металів, зокрема CaTiO₃, SrTiO₃, BaTiO₃ та MgTiO₃. Розглянуто основні методи одержання нанодисперсних титанатів, включаючи твердофазний синтез, гідротермальні методи, сол-гель технології та Pechini-процеси, а також проаналізовано їхній вплив на фазовий склад, ступінь кристалічності, морфологію частинок і поверхневу активність матеріалів. Узагальнено результати рентгенофазового аналізу, інфрачервоної спектроскопії та електронної мікроскопії, які підтверджують формування перовськітної структури типу ABO₃ з високим рівнем структурної впорядкованості. Показано, що умови синтезу та розмір частинок істотно впливають на питому поверхню, ширину забороненої зони та фотокаталітичну активність титанатів. Особливу увагу приділено взаємозв’язку між морфологічними характеристиками наночастинок і їхньою функціональністю в екологічних, енергетичних та біомедичних застосуваннях. Встановлено, що титанати кальцію, стронцію та барію демонструють високий потенціал як фотокаталізатори для очищення водних середовищ, ефективні наповнювачі полімерних композитів із покращеними діелектричними властивостями та біоактивні матеріали для створення імплантаційних покриттів. Узагальнено сучасні підходи до модифікації структури й поверхні титанатів з метою підвищення їхньої функціональної ефективності, а також окреслено перспективи подальших досліджень, пов’язані з оптимізацією параметрів синтезу, створенням гібридних матеріалів і розробленням масштабованих технологій для промислового впровадження. Окремо проаналізовано роль легування, дефектної структури та поверхневої функціоналізації у регулюванні оптичних, електричних і каталізаторних властивостей титанатів, що відкриває можливості їх цілеспрямованого використання у фотокаталітичних, сенсорних і енергозберігаючих системах. Підкреслено актуальність переходу від лабораторних методик до відтворюваних та ресурсоефективних технологій синтезу.