CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE

TiO$_2$ nanotubes modified with cadmium oxide for photoelectrocatalytic oxidation of alcohols

[Нанотрубки TiO$_2$, модифицированные оксидом кадмия, для фотоэлектрокаталитического окисления спиртов]

V. A. Grinberg, V. V. Emets, A. V. Shapagin, A. A. Averin, A. A. Shiryaev

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Аннотация: Электроды из нанотрубок TiO$_2$ (TNT) были изготовлены электрохимическим анодированием титана в электролите на основе этиленгликоля с добавлением NH$_4$F (0,5 мас.%) и воды (2 мас.%). Композит (TNT)–оксид кадмия (CdO) был изготовлен с использованием потенциостатического катодного осаждения. Структурные свойства полученных покрытий были исследованы методами сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния, рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии. Электрод TNT-CdO демонстрирует высокую эффективность в фотоэлектрохимической деградации метанола, этиленгликоля, глицерина и сорбитола в водных растворах 0.1 М Na$_2$SO$_4$ при облучении эмитатором солнечного света. Наибольшие токи фотоокисления получены для сорбитола. Методом спектроскопии фототока с модуляцией интенсивности показано, что эффективность фотоэлектрокатализа обусловлена подавлением рекомбинации электронно-дырочных пар и увеличением скорости фотоиндуцированного переноса заряда. Таким образом, композит TNT-CdO является эффективным фотоанодом для разработки технологии фотоэлектрохимической деградации сорбитола и других спиртов – побочных продуктов производства биотоплива.

Ключевые слова: нанотрубки композита TiO$_2$–CdO, метанол, этиленгликоль, глицерин, фотоэлектрокаталитическое окисление, сорбитол.

Поступила в редакцию: 21.01.2025
Исправленный вариант: 06.03.2025
Принята в печать: 05.05.2025

Язык публикации: английский

DOI: 10.17586/2220-8054-2025-16-3-352-363

Реферативные базы данных:

•