Роль структурных факторов в формировании газочувствительных свойств нанокомпозитов TiO2 – Fe2O3

  • Наталья Евгеньевна Боборико Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск
  • Дмитрий Вадимович Свиридов Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск

Аннотация

Композиты TiO2 – Fe2O3 с содержанием оксида железа 1–50 мол. % были синтезированы золь-гель методом. С использованием методов рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии и ИК-спектроскопии установлен характер изменения структуры композита в зависимости от мольного соотношения оксидов и температуры прогрева. На основе синтезированных оксидных материалов сформированы полупроводниковые химические газовые сенсоры. Показана возможность низкотемпературного детектирования паров этилового спирта при потребляемой мощности сенсора 20 мВт. Выявлены корреляции между газочувствительными свойствами композитов в отношении паров этилового спирта и структурными характеристиками композитов: наибольшая величина выходного сигнала сенсора достигается для оксидного материала TiO2 – Fe2O3 с содержанием оксида железа 50 мол. %, прогретого при температуре не выше 400 °С, характеризующегося присутствием в композите двух оксидных фаз – анатаза и g-Fe2O3, а также наличием у оксидного материала развитой поверхности.

Биографии авторов

Наталья Евгеньевна Боборико, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск

кандидат химических наук; доцент кафедры неорганической химии химического факультета

Дмитрий Вадимович Свиридов, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск

член-корреспондент НАН Беларуси, доктор химических наук; декан химического факультета

Литература

  1. Qiu J., Zhang S., Zhao H. Recent applications of TiO2 nanomaterials in chemical sensing in aqueous media. Sens. Actuators B. 2011. Vol. 160, issue 1. P. 875–890. DOI: 10.1016/j.snb.2011.08.077.
  2. Tanmay K., Chakrabortya M., Pramanik P. Ghorai Photocatalytic performance of nano-photocatalyst from TiO2 and Fe2O3 by mechanochemical synthesis. J. Alloy. Compd. 2011. Vol. 509, issue 32. Р. 8158–8164. DOI: 10.1016/j.jallcom.2011.05.069.
  3. Chen S., Zhang Y., Han W., et al. Synthesis and magnetic properties of Fe2O3 – TiO2 nanocomposite particles using pulsed laser gas phase evaporation-liquid phase collecting method. Appl. Surf. Sci. 2013. Vol. 283. P. 422–429. DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.06.125.
  4. Wang T., Yang G., Liu J., et al. Orthogonal synthesis, structural characteristics, and enhanced visible-light photocatalysis of mesoporous Fe2O3 – TiO2 heterostructured microspheres. Appl. Surf. Sci. 2014. Vol. 311. Р. 314–323. DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.05.060.
  5. Palanisamy B., Babu C. M., Sundaravel B., et al. Sol-gel synthesis of mesoporous mixed Fe2O3 / TiO2 photocatalyst: Application for degradation of 4-chlorphenol. J. Hazard. Mater. 2013. Vol. 252. Р. 233–242. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2013.02.060.
  6. Zhou W., Fu H., Pan K., et al. Mesoporous TiO2 /a – Fe2O3: bifunctional composites for effective elimination of arsenite contamination through simultaneous photocatalytic oxidation and adsorption. J. Phys. Chem. C. 2008. Vol. 112, No. 49. P. 19584–19589. DOI: 10.1021/jp806594m.
  7. Boboriko N. E., Mychko D. I. Thermally stimulated transformations of sol-gel derived TiO2 / MoO3 composites. Neorg. Materialy [Inorg. Mater.]. 2013. Vol. 49, No. 8. P. 853–859. DOI: 10.7868/S0002337X13080022 (in Russ.).
  8. Kandori K., Aoki Y., Yasukawa A., et al. Effects of metal ions on the morphology and structure of haematite particles produced from forced hydrolysis reaction. J. Mater. Chem. 1998. Vol. 8. P. 2287–2292. DOI: 10.1039/A802938E.
Опубликован
2017-12-01
Ключевые слова: оксидный композит, полупроводниковый химический газовый сенсор, диоксид титана, оксид железа(III)
Поддерживающие организации Работа выполнена при частичной поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант № Х15-078).
Как цитировать
Боборико, Н. Е., & Свиридов, Д. В. (2017). Роль структурных факторов в формировании газочувствительных свойств нанокомпозитов TiO2 – Fe2O3. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 2, 14-20. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/chemistry/article/view/1162
Выпуск
№ 2 (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).