Статьи автора

Фотокаталитические свойства пленочных пористых материалов на основе полых микросфер α-Fe₂O₃

Номер выпуска 3 от 14.09.2025

В работе исследованы фотоэлектрохимические и фотокаталитические свойства пористых материалов на основе полых микросфер α-Fe₂O₃, характеризующихся наличием оборванных магнитных связей Fe–O–Fe, обусловленных повышенной концентрацией вакансий на границе стенка/закрытая пора. С использованием данного порошка шликерно-обжиговым методом при температуре изотермической выдержки 400°C были получены две серии пленочных образцов, нанесенных на стекло с токопроводящим слоем из суспензий двух составов: водный раствор Fe(NO₃)₃ + полые микросферы α-Fe₂O₃ (серия 1) и водный раствор Fe(NO₃)₃ + полиэтиленгликоль + полые микросферы α‑Fe₂O₃ (серия 2). Установлено, что пленки серии 2 имеют структуру с пространственно разделенными частицами различной дисперсности: наночастицы α-Fe₂O₃/полые микросферы α-Fe₂O₃, а пленки серии 1 преимущественно состоят из полых микросфер, объединенных “шейками”, формирующимися в процессе термической обработки. Толщина пленок серии 2 составляла порядка 2 мкм, а серии 1 – 4 мкм. Структурные различия пленок двух серий оказывают существенное влияние на оптические свойства материала. Пленка серии 2 (3.50 × 10⁵ м^–1) имеет примерно в 2 раза больший коэффициент поглощения света в диапазоне длин волн 350–1500 нм в сравнении с пленкой серии 1 (1.75 × 10⁵ м^–1). Исследование фотоэлектрохимических свойств в водном растворе 0.1 M KOH показало, что потенциал начала анодной реакции для пленки серии 2 составил 0.87 В vs. Ag/AgCl, а для серии 1 – 0.97 В vs. Ag/AgCl. Для обеих пленок наблюдалось нетипичное увеличение плотности тока при длительном освещении светом при потенциале 1 В vs. Ag/AgCl, вызванное формированием на поверхности фотоанода Fe(IV). Фотокаталитические свойства материалов оценивались по скорости деградации метиленового синего. Константы скорости реакции (k) составили 0.015 и 0.018 мин^–1 для пленок серий 1 и 2 соответственно против k для реакции без фотокатализатора 2.8 × 10^–4 мин^–1.

0

Дефектообразование в кристаллах Gd₃Al_<i>x</i>Ga_5–<i>x</i>O₁₂ (<i>x</i> = 1–3) и Gd₃Al₂Ga₃O₁₂:Ce

Номер выпуска 8 от 14.09.2025

Представлены результаты комплексных исследований процессов дефектообразования и его влияния на оптические свойства кристаллов гадолиний-алюминий-галлиевых гранатов с частичным замещением галлия на алюминий в катионной подрешетке: Gd₃AlGa₄O₁₂ (Al : Ga = 1 : 4), Gd₃Al₂Ga₃O₁₂ (Al : Ga = 2 : 3) и Gd₃Al₃Ga₂O₁₂ (Al : Ga = 3 : 2), а также кристаллов Gd₃Al₂Ga₃O₁₂:Сe³⁺ (Al : Ga = 2 : 3, легированных церием). Результаты, полученные методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и рентгенофлуоресцентного анализа, свидетельствуют о дефиците галлия по отношению к стехиометрическому составу во всех исследованных кристаллах. На основе результатов исследований рассматриваются процессы возникновения ростовых структурных точечных дефектов в кристаллах гадолиний-алюминий-галлиевого граната. Преобладающими точечными дефектами являются F-центры, также показано образование дефектов типа Шоттки и V-центров. Показано, что при легировании гранатов ионами церия также возможно образование дополнительных F‑центров за счет введения церия. Установлено изменение коэффициентов преломления и показателей ослабления в зависимости от соотношения Al : Ga и легирования церием.

0