Издателям
Вышедшие номера
Электронная зонная структура, оптическое поглощение и фотокаталитическая активность допированного железом анатаза
Красильников В.Н.1, Жуков В.П.1, Переляева Л.А.1, Бакланова И.В.1, Шеин И.Р.1
1Институт химии твердого тела Уральского oтделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
Email: kras@ihim.uran.ru
Поступила в редакцию: 12 марта 2013 г.
Выставление онлайн: 20 августа 2013 г.

Прекурсорным способом получены квазиодномерные твердые растворы состава Ti1-xFexO2-x/2 (0.005≤ x≤0.05), имеющие структуру типа анатаза и характеризующиеся протяженным строением агрегатов. Изучены их спектры поглощения в УФ и видимой области, оценена фотокаталитическая активность в реакции окисления гидрохинона в воде. Установлено, что синтезированные твердые растворы функциональны как фотокатализаторы лишь при УФ-облучении, их фотоактивность повышается с ростом концентрации допанта. Псевдопотенциальным методом LSDA + U (программный комплекс VASP) проведены первопринципные расчеты электронной зонной структуры и оптического поглощения в допированных железом анатазе и рутиле. Параметры одноцентрового обмена-корреляции откалиброваны на расчетах электронной зонной структуры гематита alpha-Fe2O3 и ильменита FeTiO3. Показано, что, несмотря на появление примесных состояний внутри запрещенной зоны анатаза и рутила, допирование железом не приводит к появлению существенного поглощения в видимой области, что коррелирует с возрастанием фотокаталитической активности лишь при УФ-облучении. Наиболее вероятной причиной зафиксированного в эксперименте поглощения в видимой области является присутствие в полученных образцах мелкодисперсной примеси гематита. Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты N 12-03-00453-а, 13-03-00265-а) и частичной поддержке проектов УрО РАН N 12-У-3-1009 и Президиума РАН N 12-Т-3-1009.
  • Соболева Н.М., Носович А.А., Гончарук В.В. Химия и технология воды 29, 125 (2007)
  • А. Zaleska. Rec. Patents Eng. 2, 157 (2008)
  • S.M. Gupta, M. Tripathi. Chinese Sci. Bull. 56, 1639 (2011)
  • M.A. Henderson. Surf. Sci. Rep. 66, 185 (2011)
  • S.G. Kumar, L.G. Devi. J. Phys. Chem. A 115, 13211 (2011)
  • K.-C. Chena, Y.-H. Wanga, Y.-C. Lua. Catalysis Today 175, 276 (2011)
  • H. Dimitroula, V.M. Daskalakia, Z. Frontistis, D.I. Kondarides, P. Panagiotopoulou, N.P. Xekoukoulotakis, D. Mantzavinos. Appl. Catalysis B: Environmental 117, 283 (2012)
  • Y. Izumi. Coord. Chem. Rev. 257, 171 (2013)
  • H. Sun, S. Wang, H.M. Ang, M.O. Tade, Q. Li. Chem. Eng. J. 162, 437 (2010)
  • D. Wang, R. Yu, Y. Chen, N. Kumada, N. Kinomura, M. Takano. Solid State Ionics 172, 101 (2004)
  • В.Н. Красильников, А.П. Штин, О.И. Гырдасова, Е.В. Поляков, Г.П. Швейкин. ЖНХ 53, 1146 (2008)
  • В.Н. Красильников, А.П. Штин, О.И. Гырдасова, Е.В. Поляков, Л.Ю. Булдакова, М.Ю. Янченко, В.М. Зайнуллина, В.П. Жуков. ЖНХ 55, 1258 (2010)
  • В.М. Зайнуллина, В.П. Жуков, В.Н. Красильников, Е.В. Поляков, Л.Ю. Булдакова, М.Ю. Янченко. ФТТ 52, 253 (2010)
  • И.В. Бакланова, В.Н. Красильников, Л.А. Переляева, О.И. Гырдасова. Теорет. и эксперим. химия 47, 208 (2011)
  • В.Н. Красильников, А.П. Штин, О.И. Гырдасова, Л.А. Переляева, И.В. Бакланова, В.Г. Бамбуров. Докл. АН. Сер. хим. 437, 647 (2011)
  • И.В. Бакланова, В.Н. Красильников, В.П. Жуков, И.Р. Шеин, Л.А. Переляева, О.И. Гырдасова. Оптическое поглощение и электронная зонная структура диоксида титана, допированного редкоземельными элементами. Тр. Межд. симпоз "Порядок, беспорядок и свойства оксидов". Ростов н/Д (2011). Т. 1. С. 167
  • Q.G. Zeng, Z.J. Ding, Z.M. Zhang. J. Luminescence. 118, 301 (2006)
  • Q.G. Zeng, Z.J. Ding, Z.M. Zhang. J. Mater. Sci. 42, 3778 (2007)
  • P. Yang, C. Lu, N. Hua, Y. Du. Mater. Lett. 57, 794 (2002)
  • C. Wang, C. Bottcher, D.W. Bahneman, J.K. Dohrmann. J. Mater. Chem. 13, 2322 (2003)
  • N. Wethcakum, P. Piirakitikulr, K. Caing, S. Phanichphant. 2-=SUP=-nd-=/SUP=- IEEE Int. Nanoelectron. conf. (INEC). (2008). P. 836
  • Z. Li, W. Shen, W. He, X. Zu. J. Hazard. Mater. 155, 590 (2008)
  • C. Fabrega, T. Andreu, A. Cabot, J.R. Morante. J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry. 210, 170 (2010)
  • I. Ganesh, P.P. Kumar, A.K. Gupta, P.S.C. Sekhar, K. Radha, G. Padmanbham, G. Sundararajan. Pros. Appl. Ceram. 6, 21 (2012)
  • S. Nahar, K. Hasegawa, S. Kagaya, S. Kuroda. Sci. Technol. Adv. Mater. 8, 286 (2007)
  • J.G. Carriazo, M. Moreno-Forero, R.A. Molina, S. Moreno. Appl. Clay Sci. 50, 401 (2010)
  • P. Sathishkumar, S. Anandan, P. Maruthamuthu, T. Swaminathan, M. Zhou, P. Ashokkumar. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 375, 231 (2011)
  • P. Pongwan, B. Inceesungvorn, K. Wetchakun, S. Phanichphant, N. Wetchakun. Eng. J. 16, 144 (2012)
  • H.-C. Wu, S.-H. Li, S.-W. Lin. Int. J. Photoenergy. 2012, Art. ID, 823 498 (2012)
  • M.A. Ahmed, E. El-Katorri, Z.H. Gharni. J. Alloys Comp. 533, 19 (2013)
  • N.D. Abazovic, L. Mirenghi, I.A. Jankovic, N. Bibic, B. Sojic, M. Abramovic, M.I. Comor. Nanoscale Res. Lett. 4, 518 (2009)
  • В.Н. Красильников, О.И. Гырдасова, И.В. Бакланова, Л.Ю. Булдакова, М.Ю. Янченко, Р.Ф. Самигуллина, О.В. Корякова. ЖНХ 58, 154 (2013)
  • S. Zhu, T. Shi, W. Liu, S. Wie, Y. Xie, C. Fan, Y. Li. Physica B 396, 177 (2007)
  • V. Zhukov, I. Shein, V. Zainullina. J. Alloys Comp. 548, 46 (2013)
  • S.L. Dudarev, G.A. Botton, S.Y. Savrasov, C.J. Humphreys, A.P. Sutton. Phys. Rev. В 57, 1505 (1998)
  • R. Grau-Crespo, A.Y. Al-Baitai, I. Saadoune, N.H.D. Leeuw. J. Phys.: Cond. Matter. 22, 255 401 (2010)
  • X. Wang, J.-G. Li, H. Kamiyama, T. Ishigaki. Thin Solid Films 506-507, 278 (2006)
  • Z. Ambrus, N. Balazs, T. Alapi, G. Wittmann, P. Sipos, A. Dombi, K. Mogyorosi. Appl. Catal. B: Environmental. 81, 27 (2008)
  • M. Abdulla-Al-Mamun, Y. Kusumoto, M.S. Islam. J. Mater. Chem. 22, 5460 (2012)
  • H.S. Nabi, R. Pentchevaa. J. Appl. Phys. 106, 073 912 (2009)
  • M. Gajdos, K. Hummer, G. Kresse, J. Furthmiiller, F. Bechstedt. Phys. Rev. В. 73, 045 112 (2006)
  • Дж. Займан. Принципы теории твердого тела. Физматлит, М. (1972). 472 с
  • L. Xiao, J. Zhang, Y. Cong, B. Tian, F. Chen, M. Anpo. Catal. Lett. 111, 207 (2006)
  • J. Zhu, W. Zheng, B. He, J. Zhang, M. Anpo. J. Mol. Catal. A 216, 35 (2004)
  • M. Zhoua, J. Yu, B. Chenga. J. Hazard. Mater. В 137, 1838 (2006)
  • W.-C. Hung, S.-H. Fu, J.-J. Tseng, H. Chu, T.-H. Kо. Chemosphere 66, 2142 (2007)
  • L. Marusak, R. Messier, W. White. J. Phys. Chem. Solids 41, 981 (1980)
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.