Spectroscopic and photoelectrochemical properties, photocatalytic activity titanium(IV) oxide modified with transition metals ions.

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań nad właściwościami spektroskopowymi, fotokatalitycznymi oraz fotoelektrochemicznymi tlenku tytanu(IV) domieszkowanego jonami irydu(III), żelaza(III) i ceru(III) w różnym stężeniu procentowym. Pomiary widm refleksyjnych wykazały, iż modyfikacja TiO2 jonami metali przejściowych powoduje zwiększoną absorpcję materiału w zakresie światła widzialnego. W przypadku jonów irydu(III) zauważono odwracalne zmiany obserwowane na widmie absorpcyjnym pod wpływem naświetlania światłem o długości fali 465 i 630 nm, co może wynikać z indukowanej światłem zmiany stopnia utlenienia metalu. Testy fotokatalityczne wykazały jednak niewielki wpływ badanych domieszek jonów metali przejściowych na aktywność fotokatalityczną tlenku tytanu(IV). Obecność jonów wpływa również w pewnym stopniu na generowanie fotoprądów. Domieszkowanie jonami żelaza(III) tlenku tytanu(IV) powoduje zmianę potencjału przełączenia – następuje jego przesunięcie w stronę większych wartości wraz z coraz mniejszymi wartościami stężenia domieszki. Wzrost stężenia jonów Ce3+ powoduje zmniejszenie intensywności generowanych fotoprądów. Obecność jonów Ir3+ wpływa na zmniejszenie intensywności generowanych fotoprądów, przy czym efekt ten jest bardziej zauważalny w przypadku mniejszych wartości stężenia domieszki.In the present work the results of studies on spectroscopic and photoelectrochemical properties and photocatalytic activity titanium(IV) oxide modified with ions iridium(III), iron(III) and cerium(III) in various concentrations have been presented. The reflectance spectra of studied materials show that modification TiO2 with transition metals’ ions results in the increased absorption in visible range of light. Materials containing iridium(III) ions show reversible changes of absorption spectrum after irradiation with 465 and 630 nm monochromatic light. Such changes may result from changes in the valence of iridium ions inducted by light. Photocatalytic activity tests show that modification of titania with selected ions hardly affect titanium(IV) oxide activity. The presence of ions of transition metals in titanium(IV) oxide affect in some extent the photoelectrochemical properties of semiconductor. TiO2 modified with iron(III) ions has higher switching potential than unmodified titanium(IV) oxide. High concentration of cerium(III) ions causes decrease of photocurrents intensity. TiO2 modified with iridium(III) ions shows lower efficiency of photocurrents generation compared with bare material, however this effect can be observed only for samples containing lower concentration of iridium ions