Photocatalytic performance of binary and ternary composites based on TiO2 modified with tin and/or carbon in the hydrogen production reaction

Анотація

Синтезовано золь-гель методом діоксид титану, модифікований оловом та/або вуглецем. Отримані фотокаталізатори охарактеризовані методами рентгенівської порошкової дифракції, трансмісійної електронної мікроскопії, скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії, Брунауера–Еммета–Теллера та Баррета–Джойнера–Галенда, інфрачервоної спектроспії з Фур’є-перетворенням, а також ультрафіолетової спектроскопії з дифузним відбиттям. Модифікування TiO₂ оловом веде до утворення трифазних зразків, що складаються з анатазу (TiO₂), рутилу (TiO₂) і SnO₂ з кристалічною граткою рутилового типу. Одночасне модифікування TiO₂ вуглецем і оловом сприяло утворенню двофазних зразків зі структурами анатазу і рутилу. Модифікування TiO₂ оловом та/або вуглецем збільшує питому поверхню та зменшує ширину забороненої зони. Фотокаталізатори показали високу активність у реакції фотокаталітичного виділення водню під впливом ультрафіолетового світла з використанням етанолу як донора електронів. Результати показали, що TiO₂, модифікований оловом, демонструє вдвічі більшу фотокаталітичну активність порівняно з вихідним TiO₂. Серед трифазних зразків найактивнішим виявився той, що містив 2,29% ат. Sn, тоді як серед двофазних зразків кращу активність показав зразок 1SnO₂/C/TiO₂ з вмістом 6,59% ат. С та 2,06% ат. Sn. Покращення фотокаталітичних характеристик пояснюється збільшенням питомої поверхні, зменшенням забороненої зони та наявністю гетеропереходів між різними фазами.