Характеристика и свойства TiO2–SiO2–Bi покрытий на титане, сформированных методом плазменно-электролитического оксидирования
- Авторы: Попов Д.П.1,2, Васильева М.С.1, Егоркин В.С.1, Курявый В.Г.1
-
Учреждения:
- Институт химии ДВО РАН
- Дальневосточный федеральный университет
- Выпуск: № 4 (2025)
- Страницы: 19-27
- Раздел: Физикохимия поверхности и наноразмерных систем
- URL: https://journal-vniispk.ru/0869-7698/article/view/351719
- DOI: https://doi.org/10.7868/S3034530825040021
- ID: 351719
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Одностадийным методом плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) в импульсном режиме сформированы Ti/TiO₂–SiO₂–Bi пленочные композиты. Полученные образцы исследованы методами рентгенофазового, энергодисперсионного анализа, электронной микроскопии, диффузного отражения и импедансной спектроскопии. Рентгенофазовый анализ показал, что все ПЭО покрытия содержат металлический висмут и оксид титана в модификациях рутил и анатаз. Показано, что варьирование длительности импульса оказывает значительное влияние на морфологию, элементный состав и оптические свойства покрытий. Анализ диаграмм Мотта–Шоттки показал, что все полученные композиты являются полупроводниками n-типа. Для всех модифицированных висмутом образцов наблюдается смещение потенциалов плоских зон в катодную область по сравнению с немодифицированным образцом, что указывает на формирование барьера Шоттки на границе металл–полупроводник. Число носителей заряда (Nd) возрастает при увеличении длительности импульса ПЭО, однако во всех случаях оно ниже по сравнению с Ti/TiO2образцом. Установлено, что модификация диоксидно-титановых пленок висмутом приводит к улучшению их оптических свойств и возникновению устойчивых во времени фототоков под действием видимого света.
Об авторах
Д. П. Попов
Институт химии ДВО РАН; Дальневосточный федеральный университет
Email: popov.dp@dvfu.ru
Владивосток, Россия; Владивосток, Россия
М. С. Васильева
Институт химии ДВО РАН
Email: vasilevams@ich.dvo.ru
Владивосток, Россия
В. С. Егоркин
Институт химии ДВО РАН
Email: egorkin@ich.dvo.ru
Владивосток, Россия
В. Г. Курявый
Институт химии ДВО РАН
Email: kvg@ich.dvo.ru
Владивосток, Россия
Список литературы
- Fujishima A., Honda K. Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode // Nature. 1972. Vol. 238. P. 37–38. doi: 10.1038/238037a0.
- Kudo A., Miseki Y. Heterogeneous photocatalyst materials for water splitting // Chem. Soc. Rev. 2009. Vol. 38. P. 253–278. doi: 10.1039/B800489G.
- Chen X., Mao S.S. Titanium dioxide nanomaterials: synthesis, properties, modifications, and applications // Chem. Rev. 2007. Vol. 107. P. 2891–2959. doi: 10.1021/cr0500535.
- Henderson M.A. A surface science perspective on TiO₂ photocatalysis // Surf. Sci. Rep. 2011. Vol. 66. P. 185–297. doi: 10.1016/j.surfrep.2011.01.001.
- Khan S.U.M., Al-Shahry M., Ingler W.B. Efficient photochemical water splitting by a chemically modified n-TiO₂ // Science. 2002. Vol. 73. P. 349–361. doi: 10.1126/science.1075035.
- Charu N., Pankaj K., Jyoti R., Mohit S. Carbon-doped Titanium Dioxide Nanoparticles for Visible Light Driven Photocatalytic Activity // Appl. Surf. Sci. 2021. Vol. 554. P. 149553. doi: 10.1016/j.apsusc.2021.149553.
- Liu G., Wang L., Yang H.G., Cheng H.-M., Lu G.Q. Titanium dioxide crystals with tailored facets // Chem. Rev. 2014. Vol. 114. P. 9559–9612. doi: 10.1021/cr400621z.
- Li X., Yu J., Low J., Fang Y. et al. Engineering heterogeneous semiconductors for solar water splitting // J. Mater. Chem. A. 2015. Vol. 6. P. 2485–2534. https://doi.org/10.1039/C4TA04461D
- Wang Q., Domen K. Particulate photocatalysts for light-driven water splitting: mechanisms, challenges, and design strategies // Chem. Rev. 2020. Vol. 120. P. 919–985. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00201
- Jiang C., Moniz S.J.A., Wang A. et al. Photoelectrochemical devices for solar water splitting – materials and challenges // Chem. Soc. Rev. 2017. Vol. 15. P. 4645–4660. doi: 10.1039/C6CS00306K.
- Vasilyeva M.S., Lukiyanchuk I.V., Sergeev A.A. et al Plasma electrolytic synthesis and characterization of oxide coatings with MWO4(M = Co, Ni, Cu) as photo-Fenton heterogeneous catalysts // Surf. Coatings. Technol. 2021. Vol. 424. 127640. doi: 10.1016/J.SURFCOAT.2021.127640.
- Wang X., Li T.-T., Zheng Y.-Q. Co3O4nanosheet arrays treated by defect engineering for enhanced electrocatalytic water oxidation // Int. J. Hydrogen Energy. 2018. Vol. 43. P. 2009–2017. doi: 10.1016/j.ijhydene.2017.12.023.
- Rajbhandari A., Manandhar K., Pradhananga R.R. Mott–Schottky Analysis of Laboratory Prepared Ag₂S–AgI Membrane Electrode // J. Nepal Chem. Soc. 2013. Vol. 28. P. 89–93. doi: 10.3126/jncs.v28i0.8113.
Дополнительные файлы
