Мануйлов Є. В. Плівкові фотокаталізатори на основі діоксиду титану, легованого наночастинками благородних металів

Дисертацію присвячено розробці методів модифікування мезопоруватих плівок TiO2 та ZnO/TiO2 наночастинками срібла та золота, що базуються на комбінуванні "золь-гель"-технології, адсорбції, іонного обміну, термо- та фотовідновлення та дозволяють одержати матеріали з наночастинками заданого розміру як в об'ємі, так і на поверхні плівки. Вперше проведено систематичне дослідження впливу наночастинок срібла та золота на морфологію, фазовий склад, електронну структуру, фотоелектрохімічні електро- та фотокаталітичні властивості мезопоруватих плівок TiO2 та ZnО/TiO2. Виявлено, що введення у прекурсор іонів срібла чи золота прискорює кристалізацію ТіО2 (анатазу) та сприяє утворенню нової кубічної фази Zn2Ti3O8 з одночасним формуванням НЧ Au/Ag, рівномірно розподілених у матриці. Встановлено, що допування плівки TiO2 іонами цинку, а також модифікування цих зразків наночастинками металічних Ag та Au, покращує каталітичну активність електродів на їх основі та підвищує квантовий вихід фотоструму (що є мірою ефективності розділення фотогенерованих зарядів) внаслідок формування гетеропереходу між ТіО2 та цинковмісною фазою (Zn2Ti3O8) та дії наночастинок Ag/Au як пасток фотогенерованих електронів у зоні провідності TiO2. Завдяки цим процесам підвищується фотокаталітична активністю таких зразків в процесах фотовідновлення. Серед модифікованих наночастинками зразків найбільш активними у реакціях фотоокиснення родаміну Б, тетрацикліну та фотовідновлення біхромат-аніонів є такі, що характеризуються найбільш інтенсивною смугою поверхневого плазмонного резонансу та найменшими розмірами частинок металу.