Новые нанобиоматериалы на основе диоксида титана и фотокатализ с их участием

• Автор: Горенберг, Андрей Аркадьевич
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Общие сведения о структуре диоксида титана

1.2. Фотокатализ на основе диоксида титана и основные проблемы такого фотокатализа

1.3. Влияние электронных ловушек на фотокаталитические

свойства системы на основе диоксида титана

1.4. Фермент гидрогеназа. Общие свойства

1.4.1. Распространение и классификация гпдрогеназ

1.4.2. Строение активного центра [ТтіГе]-гидрогеназ

1.4.3. Механизм каталитического действия и активация

[NiFe] -гидрогеназ
1.4.4. Факторы, влияющие на активность и
стабильность гидрогеназ
1.4.5. Фотокатализ на системе полупроводник/фермент
1.5. Фотокатализ на системе полупроводник/частицы благородных металлов
1.6. Фотокатализ на допированном диоксиде титана
Глава 2. Экспериментальная часть
2.1. Приготовление рабочих электродов
2.1.1. Формирование пленок диоксида титана
2.1.2. Высаживание частиц благородных металлов
на мезопористую плёнку диоксида титана
2.1.3. Формирование фотокатализаторов диоксида титана допированных атомами азота и серы с
поглощением в видимом диапазоне света
2.1.4. Приготовление электрохимического электрода с иммобилизованной гидрогеназой.
Сорбция гпдрогеназы
2.2. Фотокаталитические свойства образцов допированного диоксида титана
2.3. Определение потенциалов плоских зон образцов допированного диоксида титана
2.4. Электрохимическая ячейка
2.5. Оптические измерения
2.5.1. Измерение спектральных свойств образцов допированного диоксида титана
2.5.2. Измерение спектральных свойств систем

ТЮг/гидрогеназа и ТЮ2/наночастицы Аи, Ag
2.6. Микроскопия
Глава 3. Исследование диоксида титана допированного атомами
азота и серы
3.1.1. Определение потенциала плоских зон образцов допированного диоксида титана
3.1.2. ЭПР исследования парамагнитных центров фотогенерируемых в ТЮ2
3.1.3. Фотокаталитическая активность допированных образцов
3.2 Восстановление ионов серебра до металлического серебра на поверхности допированного атомами N и 8 диоксида титана
Четвертая глава. Исследование мезопористых плёнок диоксида
титана с фотодепонированными на них наночастицами золота и серебра
4.1. Сравнительное исследование структуры ловушек диоксида титана, а также диоксида титана с нанесенными частицами
золота и серебра
4.1.1. Электрохимические измерения
4.2. Исследование фотокаталитических свойств системы на основе мезопористой пленки диоксида титана с фотодепонированными на нее наночастицами золота и серебра
4.2.1. Исследование кинетики восстановления метилвиологена с МУ2+ до МУ+ на поверности мезопористой плёнки диоксида титана с высаженными на нее наночастицами золота
4.2.2. Исследование кинетики восстановления метилвиологена с МУ2+ до МУ+ на поверхности мезопористой плёнки ТЮг с фотодепонированными на нее наночастицами серебра
4.3. Спектры фотонаведенного поглощения мезопористых пленок Ті02 с фотокаталитически высаженными наночастицами серебра
и золота
Пятая глава. Исследование системы ТЮ2/гидрогеназа
5.1. Морфология мезопористых пленок диоксида титана
5.2. Фотохимические эксперименты
5.2.1. Каталитическая активность гидрогеназы, иммобилизованной на наноструктурированных плёнках диоксида титана
5.2.2. Фотокаталитическая активность наноструктурированных пленок диоксида титана, содержащих гидрогеназу
5.2.3. Использование различных жертвенных доноров электрона

5.2.4. Зависимость фотокаталитической активности пленок
ТіОг, содержащих фермент, от интенсивности света
5.3. Электрохимические измерения
5.3.1. Перенос электрона от ТЮ2 на реакционный центр гидрогеназы в присутствии дополнительного переносчика заряда метилвиологена
5.3.2. Прямой перенос электрона от ТЮ2 к реакционному центру гидрогеназы
5.3.3. Повторная активация электрода
ВЫВОДЫ
Список литературы

уменьшение поверхности. Увеличение температуры и продолжительности обработки плёнок ведет к уменьшению поверхности, к укрупнению частиц диоксида титана, и переходу от фазы анатаз к фазе рутил. Пленка при этом механически упрочняется. Ниже приведены результаты измерения поверхности методом БЕТ для пленок диоксида титана полученных из промышленного порошка Р25, при различных стабилизирующих веществах использовавшихся при приготовлении пленок и при различных температурах отжига.
Условия Удельная поверхность
НЖ)3, 600°С, 90 мин. 32.5 м2/г
НМ03, 450°С, 90 мин. 38.7 м2/г
СНзСООН, 450°С, 90 47.9 м2/г
мин.
2.1.2. Высаживание частиц благородных металлов на мезопористую
плёнку диоксида титана.
Высаживание наиочастиц золота и серебра на мезопористую плёнку диоксида титана производилось следующим образом: плёнка диоксида титана, нанесённая на проводящее стекло 1ТО, помещалась в растворы 5х10''М АиСЦН или AgNOз Для фотодепонирования частиц золота или серебра, соответственно. В качестве жертвенного донора в раствор добавлялся 10% этиловый спирт. Затем плёнка облучалась светом ртутной лампы ДРЩ-1000, использовали фильтр А,<360нм, в течение 30 минут в случае с серебром и 10 минут в случае с золотом. Процесс роста наночастиц металла контролировали спектрофотометрически по увеличению экстинкции в плазмонной полосе металла.
Исследование спектров фотонаведенного поглощения Исследование спектров фотонаведенного поглощения включало в себя ряд измерений для последовательности длин волн Х, в диапазоне от 400 до