Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles
The TiO2/ZrO2/SiO2/Au films with the different gold contents were prepared by sol-gel method. The surface structure of the films was investigated using SEM and AFM methods. The increase of the gold mol. percent in the film brought to the growth and aggregation of the gold nanoparticles. The consider...
Saved in:
| Date: | 2007 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2007
|
| Online Access: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/219 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Surface |
| Download file: |  |
Institution
Surface| _version_ | 1869291324230860800 |
|---|---|
| author | Vityuk, N. V. Petrik, I. S. Linnik, O. P. Eremenko, A. M. Gorbyk, P. P. |
| author_facet | Vityuk, N. V. Petrik, I. S. Linnik, O. P. Eremenko, A. M. Gorbyk, P. P. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "N. V. Vityuk",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "I. S. Petrik",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "O. P. Linnik",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "A. M. Eremenko",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
},
{
"author": "P. P. Gorbyk",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
}
] |
| author_sort | Vityuk, N. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:40:57Z |
| description | The TiO2/ZrO2/SiO2/Au films with the different gold contents were prepared by sol-gel method. The surface structure of the films was investigated using SEM and AFM methods. The increase of the gold mol. percent in the film brought to the growth and aggregation of the gold nanoparticles. The considerable growth of the gold nanoparticles was observed in the films obtained by multilayer covering. From the dye RB photodegradation experiments it followed that the film with 5 % of gold in TiO2/ZrO2/SiO2/Au exhibited in ten-time higher photocatalytic activity than TiO2/ZrO2/SiO2 film. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:31:11Z |
| format | Article |
| fulltext |
Химия, физика и технология поверхности. 2007. Вып 13. С.145-151
145
УДК 541.145.+541.183.
СИНТЕЗ, ОПТИЧЕСКИЕ И ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА ПЛЕНОК TiO2/ZrO2/SiO2,
МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ ЗОЛОТА
Н.В. Витюк, И.С. Петрик, О.П. Линник, А.М. Еременко, П.П. Горбик
Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины
ул. Генерала Наумова, 17, 03164 Киев-164
E-mail: Vityuk@univ.kiev.ua; annaerem@voliacable.com.
Золь-гель методом синтезированы плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/Au с различным
содержанием золота. Методами сканирующей электронной и атомной силовой микро-
скопии показано, что с увеличением содержания золота и толщины пленки происходит
рост и агрегация наночастиц золота. Исследован процесс фоторазложения красителя
родамина Б в присутствии синтезированных плёнок. Показано, что фотокаталитиче-
ская активность плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/Au с 5 % содержанием золота почти в 10 раз
выше, чем плёнки TiO2/ZrO2/SiO2.
The TiO2/ZrO2/SiO2/Au films with the different gold contents were prepared by sol-gel
method. The surface structure of the films was investigated using SEM and AFM methods. The
increase of the gold mol. percent in the film brought to the growth and aggregation of the gold
nanoparticles. The considerable growth of the gold nanoparticles was observed in the films
obtained by multilayer covering. From the dye RB photodegradation experiments it followed
that the film with 5 % of gold in TiO2/ZrO2/SiO2/Au exhibited in ten-time higher photocatalytic
activity than TiO2/ZrO2/SiO2 film.
На протяжении нескольких десятилетий, в научных и промышленных целях ис-
пользующих энергию света, наиболее эффективным катализатором является полупро-
водник – диоксид титана [1, 2]. Большинство исследований сфокусировано на его уни-
кальных свойствах в процессах фотокаталитического обезвреживания токсических сое-
динений [3 – 5]. Однако практическое использование требует дальнейшего улучшения
фотокаталитической активности TiO2. Поэтому, в последние несколько лет, были син-
тезированы и исследованы комбинированные фотокатализаторы на основе диоксида
титана (TiO2/ZrO2, TiO2/SiO2, TiO2/ZrO2/SiO2) [5 – 8]. Это позволило повысить его меха-
ническую, химическую и термическую устойчивость, а также увеличить удельную по-
верхность при термообработке образцов за счёт замедления спекания материала и пре-
дотвращения фазового перехода анатаза в рутил [9]. Повышение фотокаталитической
активности таких материалов по сравнению с индивидуальными оксидами связывают
как с увеличением удельной поверхности, так и с возникновением новых кислотных
центров.
Частицы благородных металлов, нанесённые или внедрённые в матрицу по-
лупроводников, имеют высокое значение энергии барьера Шоттки и таким образом
выступают ловушками электронов, что способствует процессам разделения фотогенери-
рованных электронно-дырочных пар и межфазного переноса электронов [10]. Из выше-
сказанного следует, что наночастицы полупроводников, модифицированных благород-
ными металлами, показывают высокую фотокаталитическую эффективность в фотопро-
цессах [11, 12].
mailto:Vityuk@univ.kiev.ua
mailto:annaerem@voliacable.com
146
Таким образом, целью данной работы был синтез плёнок TiO2/ZrO2/SiO2 модифи-
цированных наночастицами золота и исследование их оптических свойств, структуры и
морфологии поверхности, а также фотокаталитической активности плёнок
TiO2/ZrO2/SiO2 в зависимости от концентрации золота.
Экспериментальная часть
Плёнки TiO2/ZrO2/SiO2 были синтезированы золь-гель методом при совместном
гидролизе тетроизопропоксидов титана и циркония, а также тетраэтоксисилана
(Ti(OC3H7)4, 97 % Zr(OC3H7)4, 70 % Si(OC2H5)4, 98% Aldrich) в присутствии ацетилацето-
на (асас, 99 %, Aldrich) как комплексообразователя и HCl (х.ч.), в качестве стабилизато-
ра. Для получения плёнок, которые содержат наночастицы золота, к золю TiO2/ZrO2/SiO2
после предгидролиза добавляли тетрахлороауратную кислоту (HAuCl4×3H2O, 99,9 %,
Aldrich) в определенных количествах для получения плёнок с 1; 3,4; 5; 7 мол. % содер-
жанием золота. Золь наносили на предварительно очищенные стеклянные субстраты ме-
тодом “dip-coating” со скоростью вытягивания 1,5 мм/с. В течение 2 ч плёнки подверга-
лись гидролизу на воздухе, после чего прокаливались до температуры 773 К на протяже-
нии 4 ч. Многослойные пленки были получены аналогично с температурным интерва-
лом между слоями в 573 К.
Оптические спектры поглощения плёнок и растворов родамина Б регистрировали
с помощью спектрофотометра Perkin-Elmer Lambda Bio-40. Рельеф поверхности плёнок
и размер частиц были исследованы с помощью атомной силовой микроскопии (АСМ) с
использованием NanoScope IIIa, Digital Instrument, США и сканирующей электронной
микроскопии (СЭМ) на электронном микроскопе LEO1530.
Фотоокисление водных растворов органического красителя родамина Б (РБ)
(См = 1×10-5 моль/л) проводили в кварцевом реакторе объёмом 40 мл с водяным охлажде-
нием при энергичном перемешивании при доступе воздуха. Источником ультрафиолето-
вого (УФ) и видимого излучения служила лампа ДРТ-1000 (l = 254 нм). Облучение про-
водилось при рН = 6 – 7. Контроль за содержанием красителя РБ осуществлялся по изме-
нению спектров поглощения на длине волны 554 нм во время облучения. Время облуче-
ния было постоянное и составляло 180 мин. Пробы отбирались через каждые 20 мин.
Оптические свойства плёнок TiO2/ZrO2/SiO2, модифицированных наночастицами
золота. Оптические спектры поглощения плёнок TiO2/ZrO2/SiO2 модифицированных
наночастицами золота приведены на рис. 1.
400 500 600
0 ,02
0 ,04
0 ,06
0 ,08
4
3
1I,
от
н.
ед
l , н м
2
Рис. 1. Оптические спектры
поглощения плёнок
TiO2/ZrO2/SiO2 с раз-
личным процентным
содержанием золота:
1 – 1 %,
2 – 3,4 %,
3 – 5%,
4 – 7%.
147
Максимум поглощения в области 548 нм согласно [13 – 19] в спектрах плёнок
TiO2/ZrO2/SiO2/Au отвечает полосе поверхностного плазмонного резонанса (ППР), нано-
частиц золота [20]. Наличие данной полосы в спектрах плёнок подтверждает восстано-
вление ионов золота (III) углеводородными радикалами в процессе термообработки об-
разцов при 773 К с образование наночастиц золота. Положение максимума полосы ППР
последовательно смещается в область больших длин волн (от 549 до 554 нм), как с рос-
том концентрации золота от 1 до 7мол. % в плёнках, так и с толщиной плёнки (от 553 до
580 нм). Максимум полосы ППР пленок с повторным нанесением слоев более сущест-
венно сдвинут в красную область, чем максимум пленки с 7 мол. % золота (рис. 1 и 2).
Такой сдвиг полос ППР, согласно [13, 17, 21], означает увеличение размера наночастиц
Au. Следовательно, размер наночастиц золота на поверхности многослойной пленки (3,4
мол. % золота) намного превышает размер частиц металла в TiO2/ZrO2/SiO2/Au (7 мол. %
золота) образцах. (рис. 3).
3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0
0 ,0 0
0 ,2 5
0 ,5 0
0 ,7 5
1 ,0 0
І,
о
тн
.е
д.
l , н м
1
5 5 3
5 8 0
2
3
5 6 0
Рис. 2. Оптические спектры
поглощения плёнок
TiO2/ZrO2/SiO2/3,4 % Au:
1 – 1 слой;
2 – 4 слоя;
3 – 5 слоёв.
По данным СЭМ снимков [8], поверхность плёнок, содержащих 3,4 % золота, по-
крыта частичками золота разной формы – трёхгранные пирамиды (что также видно и из
АСМ (рис. 3) со средним размером 13 – 15 нм), сферы и трубки.
Рис. 3. АСМ снимок для плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/3,4 %Au: а) 1слой; б) 5 слоёв.
Используя СЭМ изображения рассчитали, что средний размер наночастиц золота
при разном его содержании в однослойной пленке составляет около 15 нм. Как видно из
АСМ снимков (рис. 3, а) подтверждающие СЭМ результаты, размер частиц для одно-
слойной плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/3,4 % Au составил около 15 нм с глубиной залегания 2 –
mм mм
148
4 нм, т.е. поверхность частично заселена наночастицами золота. В случае 5 слойной
плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/3,4 % Au, поверхность плёнки полностью покрыта наночастица-
ми золота, со средним размером около 22 нм и глубиной залегания от 0,5 до 2 нм. На
поверхности 5-ти слойной плёнки образуются и крупные кристаллы золота размером
около 293 нм в диаметре и 196 нм высотой (рис. 3, б). Такое насыщение поверхности
плёнок наночастицами приводит в результате к понижению фотокаталитической актив-
ности [21].
Фотокаталитическая активность. Для исследования фотокаталитической активнос-
ти плёнок TiO2/ZrO2/SiO2/Au с разным содержанием золота была использована тестовая
реакция фоторазложения красителя РБ. При облучении фотокаталитической системы
наблюдается постепенное уменьшение концентрации красителя в растворе со временем,
как показано на рис. 4.
200 300 400 500 600 700
0 ,0
0 ,1
0 ,2
0 ,3
0 ,4
0 ,5
I,
от
н.
ед
.
l , нм
0
20
60
10 0
180
м и н
Рис. 4. Падение оптической плотности со временем в спектрах поглощения красителя РБ,
под действием УФ - видимого излучения, в присутствии катализатора
TiO2/ZrO2/SiO2/3,4 % Au.
Разложение красителя сопровождается незначительным сдвигом максимума по-
лосы поглощения красителя (до 5 нм) в синюю область. Согласно [22], сдвиг максимума
поглощения РБ при облучении отвечает деэтилированию молекулы красителя, которое
осуществляется преимущественно на поверхности катализатора, а процесс деградации
хромофора протекает преимущественно в растворе.
Как показано в [8], плёнки тройной системы TiO2/ZrO2/SiO2, модифицированные
наночастицами золота, в четыре раза активнее, чем плёнки TiO2/ZrO2/SiO2, как можно
увидеть из табл. 1.
Таблица 1. Константы скорости фоторазложения РБ в присутствии катализаторов.
Образец Константы скорости, k×102 мин-1
TiO2/ZrO2/SiO2 0,14
TiO2/ZrO2/SiO2/5 % Ag 0,20
TiO2/ZrO2/SiO2/3,4 % Au 0,63
Сопоставляя фотокаталитические активности плёнок тройной системы, модифи-
цированные наночастицами золота и серебра, установлено, что в присутствии плёнки со-
149
держащей серебро константа скорости разложения красителя меньше. Согласно [8], это
связано с размещением наночастиц серебра в объеме пленки, а не на поверхности, что
приводит к меньшей вероятности захвата или разделения электронов.
На рис. 5 представлены кинетические кривые процесса фоторазложения РБ в при-
сутствии катализаторов TiO2/ZrO2/SiO2/Au с разной концентрацией золота. Видно, что
плёнки, содержащие 1; 3,4 и 7 % золота с одинаковой степенью способствуют фотораз-
ложению красителя.
0 40 80 120 160 200
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
3
5
4
2
I,
от
н.
ед
.
t, мин
1
Рис. 5. Кинетические кривые фоторазложения РБ в присутствии плёнок
TiO2/ZrO2/SiO2/Au с различным содержанием золота: 1 – холостой; 2 – 1 %;
3 –3,4 %; 4 – 5 %; 5 – 7 %.
В присутствии плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/Au с 5 мол. % концентрацией золота, конс-
танта скорости фоторазложения красителя РБ возрастает практически в два раза (табл. 2,
рис. 5, кривая 4). Этот факт, а так же АСМ снимки в [21] свидетельствуют о важной роли
размера, количества и равномерности распределения наночастиц золота на поверхности
в фотопроцессах. Вероятнее всего, при низком заполнении поверхности наночастицами
золота (1 и 3,4 %) на поверхности плёнок TiO2/ZrO2/SiO2/Au, процесс рекомбинации бо-
лее эффективен, чем в пленках содержащих 5 % золота. Дальнейшее увеличение кон-
центрации золота (>5 %) сопровождается агрегацией наночастиц, что в свою очередь
приводит как к экранированию поверхности от попадания света, так и к препятствию
прямого контакта молекул красителя с поверхностью катализатора.
Таблица 2. Константы скорости фоторазложения РБ в присутствии катализаторов
TiO2/ZrO2/SiO2/Au с разным % содержанием золота.
Процентное содержание золота в плёнках
TiO2/ZrO2/SiO2/Au: Константы скорости, k×102 мин-1
1,0 0,60
3,4 0,63
5,0 1,02
7,0 0,53
Кинетические кривые фоторазложения РБ с использованием однослойной и пяти-
слойной плёнок TiO2/ZrO2/SiO2/3,4 % Au представлены на рис. 6. В присутствии много-
слойной плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/3,4 % Au константа скорости фоторазложения красителя
150
уменьшается в два раза (k = 0,3×10-2 мин-1), что также подтверждает важную роль коли-
чества металла в пленке способствующей эффективности процесса.
0 40 80 120 160
0,4
0,6
0,8
1,0
I,
от
н.
ед
t, мин
1
2
Рис. 6. Кинетические кривые
фоторазложения РБ в
присутствии плёнок
TiO2/ZrO2/SiO2/3,4 % Au:
1 – 1 слой; 2 – 5 слоёв.
Увеличение нанесённых на плёнку слоёв приводит к утолщению плёнки, а также
к возрастанию содержания золота, которое в процессе термического восстановления
диффундирует на поверхность с образованием агломератов наночастиц Au. Как и в
случае с увеличением концентрации Au в пленке образование агломератов приводит к
уменьшению скорости реакции [21].
Выводы
1. Низкотемпературным золь-гель методом были получены TiO2/ZrO2/SiO2 и
TiO2/ZrO2/SiO2 пленки допированные наночастицами золота. Методами СЭМ и АСМ
показано, что плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/Au имеют гладкую поверхность с равномерно
распределёнными наночастицами золота.
2. Плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/Au обладают более высокой фотокаталитической активнос-
тью в процессе фоторазложения красителя РБ по сравнению с недопированными плё-
нками.
3. Процентное содержание наночастиц золота в плёнках TiO2/ZrO2/SiO2/Au влияет на
скорость фоторазложения РБ. Наиболее эффективное фоторазложение красителя
протекает в присутствии плёнки с содержанием золота 5 мол. %.
Литература
1. Environmental applications of semiconductor photocatalysis / M. Hoffman, S. Martin,
W. Choi, D. Bahnemann // Chem. Rev. – 1995. – V. 95. – P. 69 – 96.
2. Photocatalytic activity in the 2,4-Dinitroaniline decomposition over TiO2 sol-gel derived
catalysts / T. Lopez, R. Gomez, E. Sanchez, F. Tzompanzi // J. Sol-Gel Sci. and Technol. –
V. 22. – 2001. – P. 99 – 107.
3. Yu J.C., Yu J., Zhao J. Enhanced photocatalytic activity of mesoporous and ordinary TiO2
thin films by sulphuric acid treatment // Appl. Catal. B: Environ. – V. 36. – 2002. –
P. 31 – 43.
4. Catalytic and photocatalytic oxidation of ethylene on titania-based thin films / M.E. Zorn,
D.T. Tompkins, W.A. Zelter, M.A. Anderson // Environ. Sci. Technol. – V. 34. – 2000. –
P. 5206 – 5210.
5. Catalytic and photocatalytic oxidation of ethylene on titania-based thin films / M.E. Zorn,
D.T. Tompkins, W.A. Zelter, M.A. Anderson // Environ. Sci. Technol. – V. 34. – 2000. –
P. 5206 – 5210.
151
6. Гнатюк Ю.І., Смірнова Н.П., Єременко Г.М. Золь-гель синтез та дослідження струк-
тури мезопористих плівок бінарних цирконій-титанових оксидів// Хімія, фізика та
технологія поверхні. – 2004. – Вип. 10. – С. 95 – 99.
7. Золь-гель синтез TiO2/ZrO2 плівок для фото каталітичного відновлення Cr(VI) у вод-
ному середовищі / Н. Вітюк, Я. Дивінський, Г. Єременко, Н. Смірнова, О. Оранська
// Хімія, фізика та технологія поверхні – 2003. – Вип. 9. – С. 76 – 81.
8. Процессы фотоиндуцированного переноса електрона на поверхности титанокремне-
зёмов / А.М. Ерёменко, Н.П. Смирнова, Г.Н. Старух, О.А. Ханина // Хімія, фізика та
технологія поверхні. – 2006. – Вып. 11/12. – C. 298 – 311.
9. Синтез, оптические и фотокаталитические свойства наноразмерных плёнок на осно-
ве диоксидов кремния, титана и циркония с наночастицами благородних металлов /
А.М. Ерёменко, Н.П. Смирнова, Г.В. Крылова, Ю.И. Гнатюк, Н.И. Суровцева,
Н.В. Витюк, Т.С. Пташко, Е.В. Мануйлов, А.М. Кордубан, П.П. Горбик, А.П. Шпак
// Физико-химия наноматериалов и супрамолекулярных структур. – Киев: Наук.
думка, 2007. – Т. 1. – С. 333 – 365.
10. Antonelli D.M., Ying J.Y. Synthensis of hexagonally packed mesoporous TiO2 by modi-
fied sol-gel method // Angew. Chem., Int. Ed. Engl. – 1995. – V. 34. – P. 2014 – 2017.
11. Subramanian V., Wolf E., Kamat P.V. Semiconductor-metal composite nanostructures. To
what extent do metal nanoparticles improve the photocatalytic activity of TiO2 films?// J.
Phys. Chem. B. – 2001. – V. 105. – P. 11439 – 11446.
12. Синтез, структурні та оптичні характеристики плівок TiO2/Ag активних у фотоокис-
ненні родаміну Б / Ю.І. Гнатюк, Є.В. Мануйлов, Н.П. Смірнова, Г.М. Єременко //
Хімія і фізика твердого тіла. – 2007. – Т. 7, № 1. – С. 107 – 112.
13. Characterization and photocatalytic activity of Au/TiO2 thin films for azo-dye degradation
/ I.M. Arabatzis, T. Stergiopoulos, D. Andreeva, S. Kitova, S.G. Neophytides, P. Falaras //
J. of Catalysis. – 2003. – V. 220. – P. 127 – 135.
14. Selvan S.T., Ono Y., Nogami M. Polymer-protected gold clusters in silica glass // J. Mater.
Lett. – 1998. – V. 37. – P. 156 – 161.
15. Ung T., Liz-Marzan L.M., Mulvaney P. Gold nanoparticle thin films // Colloids and
surfaces A: Physicochemical and engineering aspects. – 2002. – V. 202. – P. 119 – 126.
16. Kim F., Song J.H., Yang P. Photochemical Synthesis of Gold Nanorods // J. American
Chem. Soc. – 2002. – V. 124. – P. 14316 – 14317.
17. El-Sayed I.H., Huang X., El-Sayed M.A. Surface plasmon resonance scattering and
absorption of anti-EGFR antibody conjugated gold nanoparticles in cancer diagnostics:
applications in oral cancer // Nano Lett. – 2005. – V. 5, № 5. – P. 829 – 834.
18. Sol-gel synthesis and characterization of Ag and Au nanoparticles in SiO2, SiO2, and ZrO2
thin films / M. Epifani, C. Giannini, L. Tapfer, L. Vasanelli // J. American Ceram. Soc. –
2000. – V. 83, № 10. – P. 2385 – 2393.
19. Preparation of gold microcrystal-doped oxide optical coatings through adsorption of tetra-
chloroaurate ions on gel films / J. Matsuoka, R. Naruse, H. Nasu, K. Kamiya // J. of Non-
crystalline solids. – 1997. – V. 218. – P. 151 – 155.
20. In-situ synthesis of noble metal nanoparticles in ultrathin TiO2-gel films by a combination
of ion-exchange and reduction processes / J. He, I. Ichinose, T. Kunitake, A. Nakao //
Langmuir. – 2002. – V. 18. – P. 10005 – 10010.
21. Characterization and photocatalytic activity of Au/TiO2 thin films for azo-dye degradation
/ I.M. Arabatzis, T. Spergiopoulos, D. Andreeva, S. Kitova, S.G. Neophytides, P. Falaras //
J. of Catalysis. – 2003. – V. 220. – P. 127 – 135.
22. 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.
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-219 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:06:10Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/0f/3883c6e3b6e79fad53daff8c7838e00f.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-2192018-11-27T09:40:57Z Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles Синтез, оптические и фотокаталитические свойства пленок TiO2/ZrO2/SiO2, модифицированных наночастицами золота Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles Vityuk, N. V. Petrik, I. S. Linnik, O. P. Eremenko, A. M. Gorbyk, P. P. The TiO2/ZrO2/SiO2/Au films with the different gold contents were prepared by sol-gel method. The surface structure of the films was investigated using SEM and AFM methods. The increase of the gold mol. percent in the film brought to the growth and aggregation of the gold nanoparticles. The considerable growth of the gold nanoparticles was observed in the films obtained by multilayer covering. From the dye RB photodegradation experiments it followed that the film with 5 % of gold in TiO2/ZrO2/SiO2/Au exhibited in ten-time higher photocatalytic activity than TiO2/ZrO2/SiO2 film. Золь-гель методом синтезированы плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/Au с различным содержанием золота. Методами сканирующей электронной и атомной силовой микроскопии показано, что с увеличением содержания золота и толщины пленки происходит рост и агрегация наночастиц золота. Исследован процесс фоторазложения красителя родамина Б в присутствии синтезированных плёнок. Показано, что фотокаталитическая активность плёнки TiO2/ZrO2/SiO2/Au с 5 % содержанием золота почти в 10 раз выше, чем плёнки TiO2/ZrO2/SiO2. The TiO2/ZrO2/SiO2/Au films with the different gold contents were prepared by sol-gel method. The surface structure of the films was investigated using SEM and AFM methods. The increase of the gold mol. percent in the film brought to the growth and aggregation of the gold nanoparticles. The considerable growth of the gold nanoparticles was observed in the films obtained by multilayer covering. From the dye RB photodegradation experiments it followed that the film with 5 % of gold in TiO2/ZrO2/SiO2/Au exhibited in ten-time higher photocatalytic activity than TiO2/ZrO2/SiO2 film. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2007-06-21 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/219 Surface; No. 13 (2007): Chemistry, Physics and Technology of Surface; 145-151 Поверхность; № 13 (2007): Химия, физика и технология поверхности; 145-151 Поверхня; № 13 (2007): Хімія, фізика та технологія поверхні; 145-151 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/219/218 Авторське право (c) 2007 N.V. Vityuk, I.S.. Petrik, О.P. Linnik, А.М. Eremenko, P.P. Gorbyk |
| spellingShingle | Vityuk, N. V. Petrik, I. S. Linnik, O. P. Eremenko, A. M. Gorbyk, P. P. Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles |
| title | Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles |
| title_alt | Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles Синтез, оптические и фотокаталитические свойства пленок TiO2/ZrO2/SiO2, модифицированных наночастицами золота |
| title_full | Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles |
| title_fullStr | Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles |
| title_full_unstemmed | Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles |
| title_short | Synthesis, optical and photocatalytic properties of TiO2/ZrO2/SiO2 films modified by gold nanoparticles |
| title_sort | synthesis, optical and photocatalytic properties of tio2/zro2/sio2 films modified by gold nanoparticles |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/219 |
| work_keys_str_mv | AT vityuknv synthesisopticalandphotocatalyticpropertiesoftio2zro2sio2filmsmodifiedbygoldnanoparticles AT petrikis synthesisopticalandphotocatalyticpropertiesoftio2zro2sio2filmsmodifiedbygoldnanoparticles AT linnikop synthesisopticalandphotocatalyticpropertiesoftio2zro2sio2filmsmodifiedbygoldnanoparticles AT eremenkoam synthesisopticalandphotocatalyticpropertiesoftio2zro2sio2filmsmodifiedbygoldnanoparticles AT gorbykpp synthesisopticalandphotocatalyticpropertiesoftio2zro2sio2filmsmodifiedbygoldnanoparticles AT vityuknv sintezoptičeskieifotokatalitičeskiesvojstvaplenoktio2zro2sio2modificirovannyhnanočasticamizolota AT petrikis sintezoptičeskieifotokatalitičeskiesvojstvaplenoktio2zro2sio2modificirovannyhnanočasticamizolota AT linnikop sintezoptičeskieifotokatalitičeskiesvojstvaplenoktio2zro2sio2modificirovannyhnanočasticamizolota AT eremenkoam sintezoptičeskieifotokatalitičeskiesvojstvaplenoktio2zro2sio2modificirovannyhnanočasticamizolota AT gorbykpp sintezoptičeskieifotokatalitičeskiesvojstvaplenoktio2zro2sio2modificirovannyhnanočasticamizolota |