Improving the Photocatalytic Performance of Mesoporous Titania Films by Modification with Gold Nanostructures

0331613 - ÚFCH JH 2010 RIV US eng J - Journal Article
Bannat, I. - Wessels, K. - Oekermann, T. - Rathouský, Jiří - Bahnemann, D. - Wark, M.
Improving the Photocatalytic Performance of Mesoporous Titania Films by Modification with Gold Nanostructures.
[Řízená tvorba zlatých nanočástic a nanodrátů zakotvených ve vysoce organizovaných mesoporézních filmech oxidu titaničitého.]
Chemistry of Materials. Roč. 21, č. 8 (2009), s. 1645-1653. ISSN 0897-4756. E-ISSN 1520-5002
R&D Projects: GA ČR GA104/08/0435
Institutional research plan: CEZ:AV0Z40400503
Keywords : thin films * metal nanoparticles * optical properties
Subject RIV: CF - Physical ; Theoretical Chemistry
Impact factor: 5.368, year: 2009

This work focuses on the synthesis and photocatalytic performance of mesoporous TiO2 films containing embedded gold nanostructures. The TiO2 films were prepared by the EISA (evaporation-induced self-assembly) process and loaded with Au either by impregnation followed by reduction with NaBH4 or by pulsed cathodic electrodeposition. The latter approach represents a considerably easier and faster synthetic method and results in dendritic Au nanostructures as a replica of the pore system. The as-prepared composite films were characterized by scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), UV-vis spectroscopy and Kr adsorption. Photocatalytic oxidation of NO was chosen as the test reaction for elimination of air pollutants. For mesoporous TiO2 films deposited on an ITO layer, the photonic efficiency is higher than for films prepared on glass, because the pore structures are altered.

Tato práce je zaměřena na syntézu a fotokatalytickou aktivitu mesoporézních filmů TiO2 obsahujících zakotvené zlaté nanostruktury. Filmy TiO2 byly připraveny metodou EISA a zlato bylo vneseno buďto impregnací a redukcí NaBH4, nebo pulzní katodickou elektrodepozicí. Tato metoda je značně snadnější a rychlejší a poskytuje dendritické zlaté nanostruktury jako repliku porézního systému. Připravené kompozitní filmy byly charakterizovány rastrovací a transmisní elektronovou mikroskopií, UV-vis spektroskopií a adsorpcí Kr. Fotokatalytická oxidace NO byla zvolena jako testovací reakce pro eliminaci polutantů vzduchu. Pro mesoporézní filmy TiO2 deponované na vrstvě ITO je fotonická účinnost vyšší než pro filmy připravené na skle, protože se změnila porézní struktura. Inkorporace zlata vede k významnému zvýšení fotonické účinnosti díky vzniku Schottkyho bariery, která brání rekombinaci párů elektron-díra a tím zvyšuje koncentraci fotogenerovaných děr na povrchu filmu, které reagují s NO.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0177085