Електро-та фотокаталітичні властивості електродів на основі мезопористих плівок TiO2-ZnO-Ag

V. Vorobets; E. Manuilov; N. Smirnova; Yu. Gnatyuk; G. Kolbasov; A. Eremenko

V. Vorobets Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського Національної академії наук України
E. Manuilov Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
N. Smirnova Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
Yu. Gnatyuk Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України
G. Kolbasov Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського Національної академії наук України
A. Eremenko Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України

Анотація

Методом золь-гель синтезу ожержано мезопоруваті плівки TiO₂ та TiO₂/ZnO (0,1 – 10 % ZnO), модифіковані наночастинками срібла. Прямі фотоелектрохімічні дослідження TiO₂/Ag та TiО₂/ZnО/Ag електродів показали катодний зсув положення потенціалу пласких зон та підвищення квантового виходу фотоструму в порівнянні з немодифікованими ТіО₂ електродами. Виявлено, що модифікування електродів наночастинками Ag зменшує перенапругу електровідновлення кисню та розширює область потенціалів, при яких можливе визначення концентрації розчиненого кисню, покращує фотокаталітичну активність у реакції фотовідновлення біхромат-аніона у відповідності до енергетичного положення зони провідності.

Посилання

Structural and оptical properties of silver-doped zirconia and mixed zirconia-silica matrices obtained by sol-gel processing / F. Gonella, G. Mattei, P. Mazzoldi, G. Battaglin, A. Quaranta, G. De, M. Montecchi // Chem. Mater. – 1999. – V. 11. – P. 814 – 821.

Sol-Gel synthesis and characterization of Ag and Au nanoparticles in SiO₂, TiO₂ and ZrO₂ thin films / M. Epifani, C. Giannini, L. Tapfer, L. Vasanelli // J. Am. Ceram. Soc. – 2000. – V. 88. – P. 2385 – 2393.

Ag nanoparticles deposited onto silica, nitania and zirconia mesoporous films synthesized by sol-gel template method / G.V.Krylova, Yu.I.Gnatyuk, N.P.Smirnova, A.M. Eremenko, V.M.Gunko // J. Sol-Gel Sci. Technol. – in press.

Influence of silver doping on the photocatalytic activity of titania films / C. He, Y. Yu, X. Hu, A. Larbot // Appl. Surf. Sci. – 2002. – V. 200. – P. 239 – 247.

Mesoporous TiO₂and TiO₂/ZnO/Ag films: sol-gel synthesis, photoelectrochemical and photocatalytic properties / E. Manujlov, Yu. Gnatyuk, N. Smirnova, A. Eremenko., V. Vorobets, G. Kolbasov, A. Guobiene, S. Tamulevicius // NATO Science for Peace and Security Series – C: Environmental Security. “Sol-Gel Methods for Materials Processing. Focusing on Materials for Pollution Control, Water Purification, and Soil Remediation”. Innocenzi P., Zub Yu. and Kessler V. (Eds.) – 2008. – P. 427 – 434.

Photoelectrochemical characterization and photocatalytic properties of mesoporous TiO₂/ZrO₂ films / N. Smirnova, Yu. Gnatyuk, A. Eremenko, G. Kolbasov, V. Vorobets, I. Kolbasova, O. Linyucheva // Intern. J. Photoenergy. – 2006. – № 1. – Article ID 85469, P. 224 – 229.

Synthesis and photocatalytic properties of mesoporous TiO₂/ZnO films with improved hydrophylisity / T. Ptashko, N. Smirnova, A. Eremenko, E. Oranska, W. Huang // Adsorption science and technology. – 2007. – V. 25, № 1/2. – P. 35 – 43.

Preparation and characterisation of ZnO/TiO₂, SO₄^2-/ZnO/TiO₂ photocatalyst and theyr photocatalysis / S. Liao, H. Donggen, D Yu, Y. Su, G. Yuan // J. Photochem. Photobiol. A. – 2004. – V. 168. – P. 7 – 13.

In situ synthesis of noble metal nanoparticles in ultrathin TiO₂-gel films by combination of ion-exchange and reduction processes / J. He, I. Ichinose, T. Kunitake, A. Nakao // Langmuir. – 2003. – V. 18. – P. 10005 – 10010.

Photoelectrochemical properties of sol-gel processed Ag-TiO₂ nanocomposite thin films / E. Traversa, M.L. Vona, P. Nunziante, S. Licoccia // J. Sol-Gel Sci. Technol. – 2001. – V. 22. – P. 115 – 123.

Sensor of Oxygen for biologically active liquids / G.Ya. Kolbasov, V.S. Vorobets, I.G. Kolbasova, O.V. Linyucheva // Sensor Electronics and Microsystem Technologies. – 2008. – № 3. – P. 59 – 63.

Lin W.-Yu, Wei Ch., Rajeshwar K. Photocatalytic reduction and immobilisation of hexavalent chromium at titanium dioxide in aqueous basic media // J. Electrochem. Soc. – 1993. – V. 140, № 9. – P. 2477 – 2482.

Денисов Е.Т. Кинетика гомогенных химических реакций. – М.: Высш. школа, 1978. – 367 с.

The optical properties of metal nanoparticles: the influence of size, shape and dielectric environment / K. Lance Kelly, E. Coronado, L. Zhao, G.C. Schatz // J. Phys. Chem. B. – 2003. – V. 107. – P. 668 – 677.

Феттер К. Электрохимическая кинетика. – М.: Химия, 1967. – 856 с.

Современные проблемы электрохимии / Под ред. Д.М. Бокриса. – М.: Мир, 1971. – 450 с.

Электроды на основе нанодисперсных оксидов титана и вольфрама для сенсора растворенного кислорода / Г.Я. Колбасов, В.С. Воробец, А.М. Кордубан, М.М. Медведский, И.Г. Колбасова, О.В. Линючева // Журн. прикл. химии. – 2006. – Т. 79, № 4. – С. 605 – 610.

Photocatalytic properties of ZrO₂ and Fe/ZrO₂ semiconductors prepared by sol-gel technique / S. Botta, J. Navio, M. Hidalgo, G. Resptrepo, M. Litter // J. Photochem. Photobiol. A: Chem. – 1999. – V. 129. – Р. 89 – 95.

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.

SubramanianV., Wolf E., Kamat P.-V. Semiconductor-Metal Composite Nanostructures. To What Extend Do Metal Nanoparticles Improve the Photocatalytic Activity of TiO₂ films? // J. Phys. Chem. B. – 2001. – V. 105. – P. 11439 – 11448.