ИСТИНА

Нанокомпозиты материалы состава металл-полупроводник являются объектом активного изучения, как с точки зрения синтеза, так и с точки зрения изучения их свойств. В частности, большое число работ направлено на изучение влияния модифицирующих наночастиц металлов на фотокаталитическую активность (ФКА) TiO2 и ZnO. При этом авторами ряда работ отмечаются существенные различия ФКА для формально идентичных композиционных материалов. Подобные различия могут быть объяснены отличиями в структуре нанокомпозитов, а именно в морфологии наночастиц, особенностях контакта наночастиц в композите и наличием или отсутствием различных стабилизирующих оболочек вокруг наночастиц металла. Этим также объясняется проявление у них ФКА при воздействии электромагнитного излучения видимого диапазона. Появление таких свойств обычно связывают с возбуждением плазмонного резонанса на металлических наночастицах и переносом носителей заряда в области контакта металл/полупроводник. Таким образом, основной целью данной работы является получение нанокомпозиционных материалов и исследование межфазной границы между полупроводниковой матрицей и металлическими наночастицами. В качестве объектов исследования нами были выбраны нанокомпозиты на основе ZnO (Ag/ZnO, Au/ZnO) и на основе TiO2 (Ag/TiO2, Au/TiO2), синтез которых проводился при максимально возможном соблюдении идентичных условий формирования структур, а также при условии изменений условий синтеза, осуществляемых с целью создания идентичных по микроструктуре композитов. В ходе выполнения работы применялись две основные методики получения металлических наночастиц - с использованием в качестве восстановителей боргидрида натрия и цитрата натрия. В качестве полупроводниковых матриц использовались предварительно синтезированный оксид цинка в гидротермальных и догидротермальных условиях и коммерчески доступный фотокатализатор TiO2 P25 Evonik-Degussa. Полученные материалы были проанализированы с использованием методов растровой и просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновской дифракции. Для исследования оптических свойств всех полученных композитов были использованы методы спектроскопии диффузного отражения (СДО) и спектроскопии характеристических потерь энергий электронов (СХПЭЭ). Результаты выполненной работы указывают на то, что использование цитрата натрия для роста металлических наночастиц на поверхности диоксида титана приводит к лучшему контакту. Это также подтверждается существенным уменьшением фотокаталитической активности полученных композитов по сравнению с Ag/TiO2, полученным с использованием боргидрида натрия. Поэтому, для дальнейшего исследования и получения нанокомпозитов целесообразно применять метод восстановления солей цитрат-ионами. Исследование спектров СДО и СХПЭЭ показало, что для всех полученных композитов наблюдается сдвиг положения пика плазмонного резонанса в сторону больших длин волн при возникновении контакта между полупроводниковой матрицей и металлическими наночастицами.