Досліджено синтез фотокаталітично активних матеріалів на основі діоксиду титану, модифікованого йонами металів (Цинк, Цирконій, Ферум) та неметалами (Нітроген) для створення ефективних каталізаторів під дією видимого світла. Розглянуто вплив методів та умов синтезу, а саме природа металу, вміст допанту, склад газової суміші, тиск газу та температура прожарювання на оптичні, структурні та фотоелектрохімічні властивості плівок нанорозмірного діоксиду титану. Досліджено хімічний стан елементів, фазовий склад та фотокаталітичну активність. Методом рентгенофотоелектронної спектроскопії встановлено, що застосування сечовини в золь-гель синтезі сприяє інкорпоруванню Нітрогену в структуру напівпровідника у формі міжвузлового атому; накопиченню йонів металу на поверхні наноматеріалу внаслідок утворення комплексних сполук на стадії дозрівання золю; прискорення кристалізації заданих фотокаталітично активних фаз і формування адсорбційних центрів, що приводить до підвищення фотокаталітичної активності. Зафіксовано формування фаз ландауіту (Fe₂Ti₂O₇) та псевдобрукіту (Fe₂TiO₅) за досить низьких температур прожарювання - 450 °С - без домішок оксидів металів. Встановлено вплив йонів металу на ефективність інкорпорування Нітрогену в процесі синтезу методом імпульсного лазерного переосадження. Наявність йонів Цирконію, радіус яких більший за радіус йонів Титану, приводить до деформації гратки TiО₂ й ефективного інкорпорування заміщуючого Нітрогену. Запропоновано модель, що пояснює можливість утворення покриття TiN при низькому тиску газової суміші та за значно нижчої, ніж зазвичай температури, а саме 450 °С. Експериментально встановлено оптимальні параметри проведення процесів синтезу допованого діоксиду титану, що дозволяє одержувати мультикомпонентні каталізатори, які виявляють вищу стабільність та фотокаталітичну ефективність в реакціях відновлення токсичних дихромат-йонів і розкладу антибіотику тетрацикліну гідрохлориду під УФ та видимим світлом, у порівнянні з чистим ТіОг. Фотокаталітичні дослідження процесів відновлення дихромат-йонів та окиснення біогенного забруднювача довкілля - тетрацикліну гідрохлориду - показали, що висока фотокаталітична активність плівок N/ТіО₂, N/Fe/Ti, Fe/Ti (золь-гель метод) і 10ZrTiN5C1 (метод ІЛП) як під УФ, так і під ВС дозволяє рекомендувати їх як універсальні фотокаталізатори під сонячним опроміненням.

• Чорна Наталія Олександрівна (хімічні науки)

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"