Нанокомпозитные полупроводниковые материалы для фотокаталитического получения молекулярного водорода и пероксида водорода из воды под действием света. Этап 1 (промежуточный)

Фотокаталитическое разложение воды под действием солнечного света представляется идеальным решением энергетической проблемы, так как с использованием возобновляемой энергии солнечного света можно осуществить разложение чистой воды, не содержащей каких-либо доноров электронов, с образованием двух ценных продуктов (H2 и H2O2), которые находятся в разных фазах (газовой и жидкой) и не требуют специальных процедур разделения. Исследованию данного процесса и посвящён выполняемый проект. Объектом исследования в первый год реализации проекта был выбран фотокатализатор на основе диоксида титана анатазной структуры, содержащего примеси азота. Данный материал был выбран исходя из подходящего положения зон указанного полупроводника для образования как водорода, так и H2О2, высокой удельной поверхности и возможности поглощения света в видимом диапазоне спектра для осуществления процесса под действием видимого света и создания композитов с другими узкозонными полупроводниками. Исследованы кинетические закономерности разложения воды под действием света с использованием металл-модифицированных фотокатализаторов и показана принципиальная возможность осуществления процесса без добавления доноров электронов с образованием в качестве продуктов молекулярного водорода в газовой фазе и перекисных соединений в растворе. Показано, что активность фотокатализаторов, содержащих в своем составе благородные металлы, многократно превышает активность фотокатализаторов на основе неблагородных металлов. Достигнутые показатели по накоплению водорода превосходят данные, опубликованные в литературе для рассматриваемого процесса.