Хімія, фізика та технологія поверхні, 2021, 12 (3), 184-189.

ІЧ спектральний прояв домішкових центрів олова у діоксиді титану



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp12.03.184

O. V. Smirnova, A. G. Grebenyuk, V. V. Lobanov, T. A. Khalyavka, N. D. Shcherban, M. V. Shapovalova, V. V. Permyakov

Анотація


У роботі проаналізовано коливальні спектри зразків діоксиду титану, синтезованих золь-гель методом і модифікованих різною кількістю діоксиду олова. З метою інтерпретації одержаних результатів, виконано квантовохімічні розрахунки рівноважної просторової будови та електронної структури кластерних моделей діоксиду титану (анатаз) із вбудованими атомами олова методом теорії функціоналу електронної густини B3LYP з базисним набором 6-31G (d, p) та змодельовано відповідні ІЧ спектри. Порівнянням дослідних та теоретичних результатів проаналізовано вплив кількості та локалізації домішкових атомів олова в кластерах на експериментальні ІЧ спектри зразків. Це дає можливість перебачити найбільш імовірні структурні мотиви частинок діоксиду титану, допованих атомами олова, а також встановити факт наявності атомів олова в досліджених зразках. Виходячи з порівняння між собою ІЧ-спектрів зразків з різною кількістю атомів олова, можна зробити кількісну оцінку їхнього складу.


Ключові слова


інфрачервоні спектри; наночастинки оксиду титану; домішки олова; квантова хімія; кластерні моделі

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Elmehasseb I., Kandil S., Elgendy K. Advanced visible-light applications utilizing modified Zn-doped TiO2 nanoparticles via non-metal in situ dual doping for wastewater detoxification. Optik. 2020. 213: 164654. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.164654

Manojkumar P., Lokeshkumar E., Saikiran A., Govardhanan B., Ashok M., Rameshbabu N. Visible light photocatalytic activity of metal (Mo/V/W) doped porous TiO2 coating fabricated on Cp-Ti by plasma electrolytic oxidation. J. Alloys Compd. 2020. 825: 154092. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154092

Shestopal N., Linnik O., Smirnova N. Influence of metal and non-metal ions doping on the structural and photocatalytic properties of titania films. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2015. 6(2): 203. https://doi.org/10.15407/hftp06.02.203

Glazkova N.I., Nikitin K.V., Kataeva G.V., Rudakova A.V., Ryabchuk V.K. Sensitization of titanium dioxide to visible light, supporting and co-supporting with metals and non-metals. Fundamental Research. 2013. 10(9): 1955. [In Russian].

Shapovalova M.V., Khalyavka T.A., Khyzhun O.Y., Shcherban N.D., Permyakov V.V., Scherbakov S.N. The influence of titanium dioxide modification by sulfur and carbon on physico-chemical and photocatalytic properties. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2019. 10(4): 377. https://doi.org/10.15407/hftp10.04.377

Smirnova O.V., Grebenyuk A.G., Lobanov V.V. A quantum chemical study on the effect of titanium dioxide modificaton with non-metals on its spectral characteristics. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2020. 11(4): 539. https://doi.org/10.15407/hftp11.04.539

Khalyavka T.A., Camyshan S.V., Davydenko L.A., Permyakov V.V., Shcherbakov S.N. Investigation of the structural, textural, optical and photocatalytic properties of Sn/TiO2 nanocomposites. Functional Materials. 2018. 25(1): 67. https://doi.org/10.15407/fm25.01.067

Schmidt M., Baldridge K., Boatz J., Elbert S., Gordon M., Jensen J., Koseki S., Matsunaga N., Nguyen K., Su S., Windus T., Dupuis M., Montgomery J. General atomic and molecular electronic structure system. J. Comput. Chem. 1993. 14(11): 1347. https://doi.org/10.1002/jcc.540141112

Mohamed R.M., Aazam E. Effect of Sn loading on the photocatalytic aniline synthesis activity of TiO2 nanospheres. J. Alloys Compd. 2014. 595: 8. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.01.168

Sonalika V., Amitava P., Ashok K.G. Core-Shell nanostructures and nanocomposites of Ag@TiO2: effect of capping agent and shell thickness on the optical properties. J. Nanopart. Res. 2010. 12: 1033. https://doi.org/10.1007/s11051-009-9663-5

Yu B., Guo L., Yang Zh., Zhu C., Gan F., Zhang G., Tang G., Wu X., Chen W. The infrared vibration characteristics of SnO2 nanoparticles. Phys. Lett. A. 1999. 251(1): 67.

https://doi.org/10.1016/S0375-9601(98)00810-X

Bender E.T., Katta P., Lotus A., Park S.J., Chase G.G., Ramsier R.D. Identification of CO2 sequestered in electrospun metal oxide nanofibers. Chem. Phys. Lett. 2006. 423(4-6): 302. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2006.03.092

Davies L.E., Bonini N.A., Locatelli S., Gonzo E.E. Characterization and catalytic activity of zirconium dioxide prepared by sol-gel. Latin American Applied Research. 2005. 35: 23.




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp12.03.184

Copyright (©) 2021 O. V. Smirnova, A. G. Grebenyuk, V. V. Lobanov, T. A. Khalyavka, N. D. Shcherban, M. V. Shapovalova, V. V. Permyakov

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.