Влияние фторид-ионов на микроструктуру и электрокаталитические свойства нанотрубок диоксида титана

  • Анна Михайловна Мальтанова Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск
  • Сергей Кондратьевич Позняк Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск
  • Нико Шарнагл Исследовательский центр материалов и прибрежных технологий им. Гельмгольца, ул. Макса Планка, 1, 21502, Гестахт
  • Мария Ивановна Ивановская Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск
  • Татьяна Васильевна Гаевская Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск

Аннотация

Методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, рентгенофазового анализа и сканирующей электронной
микроскопии исследовано влияние фторид-ионов на микроструктуру пленок диоксида титана, полученных электрохимическим анодированием титана. Установлено, что при нагреве в условиях ограниченного массопереноса под воздействием фторид-ионов происходит разрушение трубчатой наноструктуры пленок TiO2; рассмотрен механизм протекающих процессов. Допирование диоксида титана фторид-ионами приводит к снижению перенапряжения реакции электровосстановления кислорода на TiO2-электродах.

Биографии авторов

Анна Михайловна Мальтанова, Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск

кандидат химических наук; научный сотрудник лаборатории химии тонких пленок

Сергей Кондратьевич Позняк, Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск

кандидат химических наук; ведущий научный сотрудник лаборатории химии тонких пленок

Нико Шарнагл, Исследовательский центр материалов и прибрежных технологий им. Гельмгольца, ул. Макса Планка, 1, 21502, Гестахт

кандидат химических наук; научный сотрудник

Мария Ивановна Ивановская, Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск

кандидат химических наук, доцент; ведущий научный сотрудник лаборатории химии тонких пленок

Татьяна Васильевна Гаевская, Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск

кандидат химических наук, доцент; ведущий научный сотрудник лаборатории химии тонких пленок

Литература

  1. Baez V. B., Graves J. E., Pletcher D. The reduction of oxygen on titanium oxide electrodes. J. Electroanal. Chem. 1992. Vol. 340. P. 273–286.
  2. Lipkowski J., Ross P. N. Electrocatalysis. N. Y., 1998.
  3. Pletcher D., Walsh F. C. Industrial Electrochemistry. Lond., 1990.
  4. Tarasevich M. R., Sadkowski A., Yeager E. Comprehensive Treatise in Electrochemistry. N. Y., 1983.
  5. Paulus U. A., Wokaun A., Scherer G. G., et al. Oxygen Reduction on Carbon-Supported Pt – Ni and Pt – Co Alloy Catalyst. J. Phys. Chem. B. 2002. Vol. 106. P. 4181–4191.
  6. Curnic O. J., Mendes P. M., Pollet B. G. Enhanced durability of a Pt /C electrocatalyst derived from Nafion-stabilised colloidal platinum nanoparticles. Electrochem. Commun. 2010. Vol. 12. P. 1017–1020.
  7. Beard B. C., Ross P. N. Characterization of a Titanium-Promoted Supported Platinum Electrocatalyst. J. Electrochem. Soc. 1986. Vol. 133. P. 1839 –1845.
  8. Khataee A., Mansoori G. A. Nanostructured Titanium Dioxide Materials: Properties, Preparation and Applications. Singap., 2012.
  9. Chen X., Mao S. S. Titanium Dioxide Nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and Applications. Chem. Rev. 2007. Vol. 107. P. 2891–2959.
  10. Linsebigler A. L., Lu G., Yates J. T. Photocatalysis on TiO2 Surfaces: Principles, Mechanisms, and Selected Results. Chem. Rev. 1995. Vol. 95. P. 735–758.
  11. Park N.-G., van de Lagemaat J., Frank A. J. Comparison of Dye-Sensitized Rutile- and Anatase-Based TiO2 Solar Cells. J. Phys. Chem. B. 2000. Vol. 104. P. 8989–8994.
  12. Zwilling V., Darque-Ceretti E., Boutry-Forveille A., et al. Structure and physicochemistry of anodic oxide films on titanium and TA6V alloy. Surf. Interf. Anal. 1999. Vol. 27. P. 629–637.
  13. Alivov Y., Fan Z. Y. A Method for Fabrication of Pyramid-Shaped TiO2 Nanoparticles with a High {001} Facet Percentage. J. Phys. Chem. C Lett. 2009. Vol. 113. P. 12954–12957.
  14. Alivov Y., Fan Z. Y. A TiO2 nanostructure transformation: from ordered nanotubes to nanoparticles. Nanotechnology. 2009. Vol. 20. P. 1–6.
  15. Patterson A. L. The Scherrer Formula for X-ray Particle Size Determination. Phys. Rev. 1939. Vol. 56. P. 978–982.
  16. Czoska A. M., Livraghi S., Chiesa M., et al. The Nature of Defects in Fluorine-Doped TiO2. J. Phys. Chem. C. 2008. Vol. 112. P. 8951– 8956.
  17. Li D., Ohashi N., Hishita S., et al. Origin of visible-light-driven photocatalysis: A comparative study on N/F-doped and N – F-codoped TiO2 powders by means of experimental characterizations and theoretical calculations. J. Solid State Chem. 2005. Vol. 178. P. 3293–3302.
  18. Luchinskii G. P. Khimiya titana [Titanium Chemistry]. Mosc., 1971 (in Russ.).
  19. Yu J. C., Yu J., Ho W., et al. Effects of F – Doping on the Photocatalytic Activity and Microstructures of Nanocrystalline TiO2 Powders. Chem. Mater. 2002. Vol. 14. P. 3808–3816.
  20. Tarasevich M. R., Khrushcheva E. I., Shumilova N. A. Electrocatalysis of oxygen reduction reaction on oxide catalysts. Itogi nauki i tekhniki. Ser.: Elektrokhimiya. 1978. Vol. 13. P. 47–93 (in Russ.).
  21. Mentus S. V. Oxygen reduction on anodically formed titanium dioxide. Electrochim. Acta. 2004. Vol. 50. P. 27–32.
Опубликован
2017-11-29
Ключевые слова: диоксид титана, нанотрубки, допирование, фторид-ионы, электровосстановление кислорода
Как цитировать
Мальтанова, А. М., Позняк, С. К., Шарнагл, Н., Ивановская, М. И., & Гаевская, Т. В. (2017). Влияние фторид-ионов на микроструктуру и электрокаталитические свойства нанотрубок диоксида титана. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 1, 3-9. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/chemistry/article/view/1151
Выпуск
№ 1 (2017): Журнал Белорусского государственного университета. Химия
Раздел
Оригинальные статьи

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).