Влияние примесных дефектов самария на люминесцентные и фотокаталитические свойства наночастиц диоксида титана

Методом гидротермального синтеза были получены наночастицы диоксида титана, допированные редкоземельным элементом самарием. С помощью методов просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии, инфракрасной Фурье-спектроскопии и рентгеновской дифрактометрии проведена диагностика синтезированных частиц. По результатам спектроскопии диффузного отражения была определена ширина запрещенной зоны полученных наноматериалов. Исследованы фотолюминесцентные свойства допированных частиц диоксида титана при длине волны оптического возбуждения 473 nm. Изучена фотокаталитическая активность частиц в реакции деградации метиленового синего в водном растворе при облучении ультрафиолетовым источником. Допированные самарием наночастицы диоксида титана продемонстрировали повышенную фотокаталитическую активность в сравнении с образцом без примесей. Увеличение активности частиц объясняется образованием за счет примесных дефектов дополнительных энергетических уровней внутри запрещенной зоны, что приводит к снижению вероятности рекомбинации носителей заряда, генерируемых в процессе фотокатализа. Полученные в работе результаты демонстрируют перспективность применения допированных самарием наночастиц диоксида титана в фотокаталитических приложениях, в частности для очистки водных сред от органических загрязнений.