Микрогетерогенные фотокаталитические системы на полимерных матрицах.

Подобраны условия высокотемпературного синтеза, синтезированы наносферические узкодисперсные наночастицы (НЧ) CdS, стабилизированных олеатными группами, диаметром от 3 до 8 нм как в виде индивидуальных соединений, так и промотированных оксидом Ni, посредством термического разложения Ni(acac)2. Разработан метод нанесения Pt на поверхность НЧ, наработаны образцы с различным ее содержанием. Наработаны образцы узкодисперсных катионных сополимеров 2-(диметиламино)этилметакрилата и стеарилметакрилата, проведена функционализация поверхности образцов НЧ, получены их прозрачные водные коллоидные растворы. Исследованы фотокаталитические свойства водных растворов промотированных оксидом Ni и Pt, функционализированных сополимером НЧ CdS в реакции получения водорода фотоэлектрохимическим разложением воды под действием света в видимом диапазоне света. Установлено, что нанесение Pt непосредственно на НЧ с последующей функционализацией сополимером приводит к получению фотокатализатора с высокой каталитической активностью (1,45 ммоль × ч⁻¹ × мг⁻¹ при 0,93 Вт × см⁻², λ = 445 нм). Промотирование НЧ оксидом Ni также приводит к росту фотокаталитической активности, причем наиболее заметно в щелочной среде (Na₂S/Na₂SO₃). Нанесение оксида Ni на поверхность термическим разложением Ni(acac)2 или простое добавление NiCl₂ в раствор приводит к повышению фотокаталитической активности функционализированных НЧ соответственно в 4,2 и 5 раз. Сравнение активности функционализированных и не функционализированных сополимером НЧ показало более чем в 2 раза более высокую активность первых, как предполагается, благодаря отсутствию агрегации и сохранению 3D-наноразмерности (т.е. нанометрового размерам по трем измерениям), а также создания препятствия полимерной оболочкой для рекомбинации зарядов при столкновении частиц фотокатализатора. Кроме того, НЧ, получаемые разложением элементоорганических соединений при высокой температуре, как правило, обладают более правильным строением кристаллической решетки, что снижает вероятность рекомбинации фотоиндуцированных зарядов на ее дефектах.