"Brick and Mortar" Strategy for the Formation of Highly Crystalline Mesoporous Titania Films from Nanocrystalline Building Blocks

0331623 - ÚFCH JH 2010 RIV US eng J - Journal Article
Szeifert, J. M. - Fattakhova Rohlfing, D. - Georgiadou, D. - Kalousek, Vít - Rathouský, Jiří - Kuang, D. - Wenger, S. - Zakeeruddin, S. M. - Grätzel, M. - Bein, T.
"Brick and Mortar" Strategy for the Formation of Highly Crystalline Mesoporous Titania Films from Nanocrystalline Building Blocks.
[Strategie "brick and mortar” pro přípravu vysoce krystalických mesoporézních filmů oxidu titaničitého z nanokrystalických stavebních bloků.]
Chemistry of Materials. Roč. 21, č. 7 (2009), s. 1260-1265. ISSN 0897-4756. E-ISSN 1520-5002
R&D Projects: GA ČR GA104/08/0435
Institutional research plan: CEZ:AV0Z40400503
Keywords : sensitized solar-cells * anatase thin-films * TiO2 films
Subject RIV: CF - Physical ; Theoretical Chemistry
Impact factor: 5.368, year: 2009

We present a novel "brick and mortar" strategy for creating highly efficient transparent TiO2 coatings for photocatalytic and photovoltaic applications. Our approach is based on the fusion of preformed titania nanocrystalline "bricks" through surfactant-templated sol-gel titania "mortar", which acts as a structure-directing matrix and as a chemical glue. The similar chemical composition of both bricks and mortar leads to a striking synergy in the interaction of crystalline and amorphous components, such that crystallization is enhanced upon thermal treatment and highly porous and highly crystalline structures are formed at very mild conditions. Coatings with a broad variety of periodic mesostructures and thicknesses ranging from few nanometers to several micrometers are accessible using the same organic template, and the final structures are tunable by varying the fraction of the "bricks".

Představujeme novou strategii “brick and mortar” pro přípravu vysoce účinných transparentních filmů oxidu titaničitého pro fotokatalytické a fotovoltaické aplikace. Náš přístup je založen na spojení předem vytvořených nanokrystalických cihliček oxidu titaničitého pomocí sol-gel malty téhož oxidu. Tato malta je templátována surfaktantem a účinkuje současně jako matrice řídící strukturu a jako chemické pojivo. Stejné chemické složení cihliček a malty vede k výrazné synergii v interakcích krystalických a amorfních složek, takže dochází ke zvýšené krystalizaci při teplotním opracování. Vysoce porézní a zároveň vysoce krystalické struktury vznikají za velmi mírných podmínek. Vrstvy s velmi rozmanitou periodickou mezostrukturou a tloušťkou v rozmezí několika nanometrů až několika mikrometrů lze připravit s týmž organickým templátem a výsledné struktury lze přesně řídit pomocí změny podílu nanokrystalických cihliček.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0177091