Взаимодействие простых газов с фотоактивируемой гетероструктурой «диоксид титана – наночастица серебра»

Исследования фотоактивных материалов являются перспективными и актуальными в связи с потенциальным применением таких материалов для преобразования энергии солнечного света в химическую и/или электрическую энергию. К таким активно исследуемым материалам относится диоксид титана, активируемый в УФ области спектра (<400 нм). Одним из способов расширения спектрального диапазона фотоактивности TiO2 в видимую область спектра (> 400 нм) является нанесение на его поверхность (или внедрение в объем) наночастиц благородных металлов, поглощающих свет видимого диапазона (поверхностный плазмонный резонанс).Существуют две основные модели, объясняющие увеличение эффективности фотоотклика подобных систем: 1) модель плазмонно-наведенной генерации электрон-дырочной пары в TiO2, и 2) модель возбуждения «горячих» электронов в наночастице с последующим переносом их в TiO2.Выявление механизма фотоактивации гетеросистемы «диоксид титана – наночастица металла» представляет актуальную фундаментальную научную задачу, которая должна решаться целенаправленно с использованием более простых и однозначных методов и подходов. Так, исходя из известных свойств диоксида титана и взаимодействия простых электронодонорных и электроноакцепторных газов с его поверхностью, представляется возможным зафиксировать изменения в параметрах фотогенерации носителей заряда, вносимые при нанесении на поверхность TiO2 наночастиц серебра.Целью проекта являются спектрально-кинетические исследования фотостимулированного взаимодействия (адсорбция, десорбция, реакция, изотопный обмен) двух- и трехатомных газов с TiO2, модифицированного путем нанесения наночастиц Ag, для выявления механизма, объясняющего увеличение эффективности фотоотклика подобных систем. Используются взаимодополняющие методы кинетической масс-спектрометрии, термодесорбционной спектроскопии, спектроскопии диффузного отражения для выявления корреляции между поглощением кванта света и элементарным актом взаимодействия фотогенерированного носителя заряда с молекулой газа на поверхности TiO2.