Синтез, оптические и фотокаталитические свойства пленок TiO2/ZrO2/SiO2, модифицированных наночастицами золота

N. V. Vityuk; I. S. Petrik; O. P. Linnik; A. M. Eremenko; P. P. Gorbyk

N. V. Vityuk Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
I. S. Petrik Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
O. P. Linnik Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
A. M. Eremenko Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
P. P. Gorbyk Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України

Анотація

The TiO₂/ZrO₂/SiO₂/Au films with the different gold contents were prepared by sol-gel method. The surface structure of the films was investigated using SEM and AFM methods. The increase of the gold mol. percent in the film brought to the growth and aggregation of the gold nanoparticles. The considerable growth of the gold nanoparticles was observed in the films obtained by multilayer covering. From the dye RB photodegradation experiments it followed that the film with 5 % of gold in TiO₂/ZrO₂/SiO₂/Au exhibited in ten-time higher photocatalytic activity than TiO₂/ZrO₂/SiO₂ film.

Посилання

Environmental applications of semiconductor photocatalysis / M. Hoffman, S. Martin, W. Choi, D. Bahnemann // Chem. Rev. – 1995. – V. 95. – P. 69 – 96.

Photocatalytic activity in the 2,4-Dinitroaniline decomposition over TiO₂ sol-gel derived catalysts / T. Lopez, R. Gomez, E. Sanchez, F. Tzompanzi // J. Sol-Gel Sci. and Technol. –V. 22. – 2001. – P. 99 – 107.

Yu J.C., Yu J., Zhao J. Enhanced photocatalytic activity of mesoporous and ordinary TiO₂ thin films by sulphuric acid treatment // Appl. Catal. B: Environ. – V. 36. – 2002. –

P. 31 – 43.

Catalytic and photocatalytic oxidation of ethylene on titania-based thin films / M.E. Zorn, D.T. Tompkins, W.A. Zelter, M.A. Anderson // Environ. Sci. Technol. – V. 34. – 2000. –P. 5206 – 5210.

Гнатюк Ю.І., Смірнова Н.П., Єременко Г.М. Золь-гель синтез та дослідження структури мезопористих плівок бінарних цирконій-титанових оксидів// Хімія, фізика та технологія поверхні. – 2004. – Вип. 10. – С. 95 – 99.

Золь-гель синтез TiO₂/ZrO₂ плівок для фото каталітичного відновлення Cr(VI) у водному середовищі / Н. Вітюк, Я. Дивінський, Г. Єременко, Н. Смірнова, О. Оранська // Хімія, фізика та технологія поверхні – 2003. – Вип. 9. – С. 76 – 81.

Процессы фотоиндуцированного переноса електрона на поверхности титанокремнезёмов / А.М. Ерёменко, Н.П. Смирнова, Г.Н. Старух, О.А. Ханина // Хімія, фізика та технологія поверхні. – 2006. – Вып. 11/12. – C. 298 – 311.

Синтез, оптические и фотокаталитические свойства наноразмерных плёнок на основе диоксидов кремния, титана и циркония с наночастицами благородних металлов / А.М. Ерёменко, Н.П. Смирнова, Г.В. Крылова, Ю.И. Гнатюк, Н.И. Суровцева, Н.В. Витюк, Т.С. Пташко, Е.В. Мануйлов, А.М. Кордубан, П.П. Горбик, А.П. Шпак // Физико-химия наноматериалов и супрамолекулярных структур. – Киев: Наук. думка, 2007. – Т. 1. – С. 333 – 365.

Antonelli D.M., Ying J.Y. Synthensis of hexagonally packed mesoporous TiO₂ by modified sol-gel method // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. – 1995. – V. 34. – P. 2014 – 2017.

Subramanian V., Wolf E., Kamat P.V. Semiconductor-metal composite nanostructures. To what extent do metal nanoparticles improve the photocatalytic activity of TiO₂ films?// J. Phys. Chem. B. – 2001. – V. 105. – P. 11439 – 11446.

Синтез, структурні та оптичні характеристики плівок TiO₂/Ag активних у фотоокисненні родаміну Б / Ю.І. Гнатюк, Є.В. Мануйлов, Н.П. Смірнова, Г.М. Єременко // Хімія і фізика твердого тіла. – 2007. – Т. 7, № 1. – С. 107 – 112.

Characterization and photocatalytic activity of Au/TiO₂ thin films for azo-dye degradation / I.M. Arabatzis, T. Stergiopoulos, D. Andreeva, S. Kitova, S.G. Neophytides, P. Falaras // J. of Catalysis. – 2003. – V. 220. – P. 127 – 135.

Selvan S.T., Ono Y., Nogami M. Polymer-protected gold clusters in silica glass // J. Mater. Lett. – 1998. – V. 37. – P. 156 – 161.

Ung T., Liz-Marzan L.M., Mulvaney P. Gold nanoparticle thin films // Colloids and surfaces A: Physicochemical and engineering aspects. – 2002. – V. 202. – P. 119 – 126.

Kim F., Song J.H., Yang P. Photochemical Synthesis of Gold Nanorods // J. American Chem. Soc. – 2002. – V. 124. – P. 14316 – 14317.

El-Sayed I.H., Huang X., El-Sayed M.A. Surface plasmon resonance scattering and absorption of anti-EGFR antibody conjugated gold nanoparticles in cancer diagnostics: applications in oral cancer // Nano Lett. – 2005. – V. 5, № 5. – P. 829 – 834.

Sol-gel synthesis and characterization of Ag and Au nanoparticles in SiO₂, SiO₂, and ZrO₂ thin films / M. Epifani, C. Giannini, L. Tapfer, L. Vasanelli // J. American Ceram. Soc. –2000. – V. 83, № 10. – P. 2385 – 2393.

Preparation of gold microcrystal-doped oxide optical coatings through adsorption of tetrachloroaurate ions on gel films / J. Matsuoka, R. Naruse, H. Nasu, K. Kamiya // J. of Non-crystalline solids. – 1997. – V. 218. – P. 151 – 155.

In-situ synthesis of noble metal nanoparticles in ultrathin TiO₂-gel films by a combination of ion-exchange and reduction processes / J. He, I. Ichinose, T. Kunitake, A. Nakao // Langmuir. – 2002. – V. 18. – P. 10005 – 10010.

Characterization and photocatalytic activity of Au/TiO₂ thin films for azo-dye degradation / I.M. Arabatzis, T. Spergiopoulos, D. Andreeva, S. Kitova, S.G. Neophytides, P. Falaras // J. of Catalysis. – 2003. – V. 220. – P. 127 – 135.

Comparison of Ag deposition effects on the photocatalytic activity of nanoparticulate TiO₂ under visible and UV light irradiation / H. Sung-Suh, J. Choi, H. Hah, S. Koo, Y. Bae // J. Photochem. Photobiol. A. – 2004. – V. 163. – P. 37 – 44.

Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles

Анотація

Посилання