Взаимосвязь «условия синтеза - морфологические и структурные параметры - фотокаталитические свойства» в допированных ионами 3d-элементов наночастицах диоксида олова тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Подурец Анастасия Александровна

• Подурец Анастасия Александровна
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Подурец Анастасия Александровна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Фотокатализ: природа и механизм

1.2 Фотокаталитические свойства БпОг

1.3 Краткое описание спорных с точки зрения материаловедения вопросов в области 14 фотокаталитической очистки

1.4 Синтез допированного диоксида олова

1.5 Антибактериальные свойства наночастиц БпОг 17 ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Использованные реактивы и материалы

2.2 Синтез наночастиц М-БпОг, Си-БпОг, Со-БпОг

2.3 Характеризация полученных наночастиц 18 2.4. Изучение фотокаталитических свойств 20 2.5 Изучение антибактериальных свойств 21 ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 22 3.1 Установление взаимосвязи условий синтеза и структурных параметров 22 формирующихся наночастиц

3.1.1 Общие подходы к синтезу допированных ионами 30-элементов наночастиц БпОг

3.1.2 Морфологические и структурные параметры синтезированных наночастиц 24 допированного Sn02

3.1.3 Регулирование структурных параметров наночастиц путем контролируемого 26 изменения условий синтеза

3.2 Изучение фотокаталитических характеристик полученных наночастиц в реакции 30 разложения красителя метиленового синего и установление основного управляющего ими фактора

3.2.1 Изложение логики эксперимента

3.2.2 Результаты комплексного исследования фотокаталитического поведения 31 наночастиц

3.2.3 Взаимосвязь структурных параметров и фотокаталитических характеристик 35 наночастиц

3.2.4 Фотокаталитическая активность наночастиц под воздействием различных 39 источников видимого света и механизмов перемешивания

3.3 Изучение антибактериальных свойств наночастиц серии Ni-Sn02 под действием 40 видимого света против Е. coli

3.3.1 Изложение логики эксперимента

3.3.2 Антибактериальная активность допированных наночастиц диоксида олова под 41 действием видимого света и подход к ее предсказанию

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Взаимосвязь «условия синтеза - морфологические и структурные параметры - фотокаталитические свойства» в допированных ионами 3d-элементов наночастицах диоксида олова»

Актуальность работы

Современные темпы увеличения уровня загрязнения вод мирового океана промышленными отходами, в том числе циклическими органическими соединениями (красителями, антибиотиками, гормонами и т.п.), приводят к серьезным экологическим последствиям, а также ставят под угрозу здоровье человека. Существующие системы очистки решают вопрос устранения вредного влияния загрязнителей с помощью комплекса дорогостоящего оборудования, требующего квалифицированного технического обслуживания, и энергозатратного процесса очистки. На сегодняшний день для решения современных проблем, связанных с высоким уровнем загрязнений и низким качеством очистки, требуются новые энергоэффективные и экологически чистые методы.

Одним из перспективных методов очистки сточных вод является разложение органических загрязнителей в присутствии полупроводниковых наночастиц, которые под действием излучения генерируют электроны и дырки, взаимодействующие с молекулами воды и вызывающие формирование гидроксильных и супероксидных радикалов, способствующих реакции фотодеградации.

В качестве фотокатализаторов для УФ излучения широко используются полупроводниковые наночастицы оксидов переходных металлов, такие как ТЮг, 2п0, БпОг. Однако, более выгодным с экономической точки зрения является использование видимого света, для чего необходимо сдвинуть диапазон действия фотокатализатора в длинноволновую область. Наиболее дешевым и простым способом реализации фотокатализа под воздействием видимого света является использование допированных ионами Зё элементов наночастиц широкозонных оксидных полупроводников. Перспективным для допирования материалом является диоксид олова БпОг с толерантной к замещениям структурой типа рутила, что позволяет вводить в нее допанты различной природы в высоких концентрациях. Однако, к настоящему моменту в литературе остается неизученным важный вопрос влияния условий синтеза и природы допанта на морфологические и структурные параметры формирующихся наночастиц БпОг, что позволило бы разработать стратегию контролируемого синтеза материала для создания высокоэффективного фотокатализатора, работающего при облучении видимым светом.

Целью настоящей диссертационной работы является исследование взаимосвязи «условия синтеза - морфологические и структурные параметры - фотокаталитические свойства» в допированных ионами Зё-элементов наночастицах диоксида олова.

В работе поставлены следующие задачи:

1. Разработка синтетического подхода к созданию допированных ионами Зё-элементов наночастиц диоксида олова близких размеров и формы с контролируемыми морфологическими и структурными параметрами;

2. Комплексная характеризация полученных образцов с помощью широкого набора физико-химических методов исследования структуры и строения наночастиц, а также расчетных методов, в том числе определение положения атома допанта в кристаллической структуре диоксида олова и разработка методик оценки количества кислородных вакансий и общих дефектов в синтезированных образцах;

3. Установление взаимосвязи «природа и концентрация допанта и состав реакционной среды - морфологические и структурные параметры наночастиц»;

4.! Разработка и реализация протокола для изучения фотокаталитической активности полученных образцов, позволяющего получить набор данных, достаточных для проведения тщательного анализа взаимосвязи «параметры наночастиц - фотокаталитическая активность»;

5.! Установление основного фактора, оказывающего влияние на фотокаталитические характеристики допированных ионами 30-элементов наночастиц диоксида олова при разложении модельного красителя метиленового синего;

6.! Проверка возможности получения бифункционального фотокатализатора, демонстрирующего антибактериальную активность под действием видимого излучения.

Степень разработанности темы исследования

Последнее время для решения проблем загрязнения водных ресурсов активно исследуются процессы фотодеградации загрязнителей до углекислого газа и воды в присутствии катализаторов, которыми являются полупроводниковые наночастицы.

Экологическая безотходная энергоэффективная очистка сточных вод предполагает использование источников излучения с низкими энергопотреблением и стоимостью, какими являются источники видимого света. Одним из способов реализации эффективного фотокатализа под воздействием видимого излучения является использование допированных ионами 3ё элементов широкозонных полупроводниковых наночастиц. В качестве матрицы для допирования наиболее перспективным является диоксид олова, поскольку его кристаллическая структура типа рутила толерантна к искажениям, что позволяет вводить в нее допанты различной природы в высоких концентрациях.

Однако, практическое использование фотокатализа ограничено тем, что существующие работы по синтезу допированных наночастиц БпОг не позволяют выявить общей закономерности влияния допирования на фотокаталитические свойства, что, в свою очередь, не позволяет получить высокоэффективный фотокатализатор. В первую очередь это связано с тем, что используемые в литературе методики синтеза разной степени сложности, условий при ограниченном наборе допантов приводят к созданию наночастиц различного состава, структуры и морфологии. Подавляющее большинство работ, посвященных созданию фотокатализаторов, приводят отрывочные данные по процедуре фотокатализа и по фотокаталитической активности, что не позволяет провести их сравнение. В литературе изучению фотокатализа, как правило, предшествует стадия сорбции красителя в условиях отсутствия внешнего источника излучения длительностью от 30 минут до нескольких часов, что приводит к существенному увеличению времени эксперимента и также затрудняет сравнение. Практические подходы к изучению фотокатализа зачастую не находят теоретического обоснования полученных результатов, который бы учитывал, как структурные особенности катализатора, так и форму существования загрязнителя в водных растворах, игнорируя тот факт, что в составе сточных вод помимо органических красителей содержатся, например, антибиотики, болезнетворные бактерии.

В литературе объяснение фотокаталитического эффекта полупроводниковых наночастиц базируется исключительно на исследовании ширины их запрещенной зоны, значение энергии которой существенно превышает энергию используемого источника видимого света. В некоторых случаях приводятся данные о том, что введение допантов в структуру БпОг приводит к увеличению количества дефектов (иногда приводится уточнение, что речь идет о кислородных вакансиях), которые вносят вклад в улучшение фотокаталитической активности. В исследованиях часто упоминаются оба этих термина, однако, не проводится четкой границы между каждым из них и методами их определения, функциями и влиянием каждого из этих

параметров на структуру и функциональные свойства наночастиц. Таким образом, в научной литературе отсутствует детальное объяснение наблюдаемой у широкозонных допированных полупроводников фотокаталитической активности под действием видимого излучения, что в значительной степени затрудняет улучшение их свойств и разработку материалов для очистки сточных вод на их основе.

При отсутствии сравнительной характеристики существующих фотокатализаторов с точки зрения обоснования синтетического подхода, объяснения наблюдаемой фотокаталитической активности материала, изучения влияния структуры на функциональные свойства, а также дефиците информации о влиянии синтетических условий на структурные характеристики, нет возможности выстроить стратегию рационального дизайна материала с заданными характеристиками.

Мы предлагаем комплексный подход по созданию энергоэффективных фотокатализаторов для очистки сточных вод на основе допированных наночастиц диоксида олова, основанный на установлении взаимосвязи: условия синтеза и химический состав - морфологические и структурные параметры - фотокаталические свойства с использованием химического и расчетного подходов, что позволит управлять активностью фотокатализатора путем целенаправленного изменения его параметров.

Научная новизна

1. Разработан оригинальный подход к синтезу допированных ионами Зё-элементов наночастиц диоксида олова с контролируемыми морфологическими и структурными параметрами, показана его эффективность.

2. Разработана и апробирована оригинальная методика оценки количества кислородных вакансий и общих дефектов в структуре наночастиц на основе данных РФЭС и КР-спектроскопии, соответственно.

3. Установлена взаимосвязь между условиями получения наночастиц с широким кругом их морфологических и структурных параметров.

4. Показано, что фотокаталитическая активность наночастиц обусловлена наличием в запрещенной зоне дополнительных уровней.

5. Впервые установлен основной фактор, оказывающий влияние на фотокаталическую активность сферических наночастиц в реакции разложения метиленового синего, показана возможность её предсказания.

6. Впервые показано, что антибактериальная активность сферических наночастиц определяется комбинацией фактора, влияющего на фотокаталическую активность и выраженностью взаимодействия поверхности наночастиц с молекулами кислорода.

Теоретическая и практическая значимость работы

Фундаментальная научная новизна работы заключается в разработке и апробации методики синтеза допированных наночастиц БпОг. Особую значимость имеет выделение морфологических параметров (форма, размер частиц и размер кристаллитов) в отдельную группу и введение в рассмотрение структурных параметров (параметры элементарной ячейки, оценка количества дефектов, оценка количества кислородных вакансий, ширину запрещенной зоны и новый предлагаемый нами параметр - положение допанта в кристаллической структуре), которые в

литературе практически не обсуждаются. Впервые продемонстрированы взаимосвязи между морфологическими и структурными параметрами и фотокаталитическими свойствами и антибактериальной активностью, что позволяет предсказывать состав наночастиц исходя из их параметров и, наоборот, предсказывать необходимые значения параметров для получения требуемых свойств.

Практическая новизна проекта заключается в том, что продемонстрирована возможность использования синтезированных наночастиц для фотокатилического разложения органических соединений на примере модельных растворов органических красителей (метиленовый синий) и изучена антибактериальная активность на примере выживаемости бактерий Е. coli в присутствии фотокаталитических наночастиц под воздействием видимого света. Особую практическую значимость имеет продемонстрированная возможность получить фотокатализаторы, активируемые светом видимого диапазона и возможность проведения фотокаталитических экспериментов с использованием в качестве источника света бытовых широкодоступных диодных ламп, что существенно упрощает и снижает стоимость эксплуатации фотокаталитическх установок. Полученные результаты свидетельствуют о перспективах практического применения созданных и исследованных наноматериалов для фотокаталитической очистки вод с целью решения экологических задач.

Методология и методы исследования

Морфологические и структурные параметры наночастиц были изучены следующими методами: порошковая рентгеновская дифракция, включая рентгенофазовый анализ (РФА), определение параметров решетки по методу Паули и размеров кристаллитов по методу Шеррера; инфракрасная спектроскопия (ПК); оценка удельной поверхности по методу БЭТ; просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), в том числе высокого разрешения, дифракция электронов в выбранной области (SAED), метод энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX); атомно-эмиссионная спектрометрия c индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ПСП); рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС); спектроскопия комбинационного рассеяния (КР); динамическое светорассеяние и определение дзета-потенциала методом электрофоретического рассеяния света.

Для определения значения ширины запрещенной зоны использовался метод абсорбционной спектроскопии. Положение допанта в кристаллической решетке диоксида олова зонные структуры и плотности состояний полученных наночастиц были определены с помощью квантово-химических методов.

Фотокаталитическая активность была изучена методом спектрофотометрии с использованием водного раствора красителя метиленового синего (methylene blue или МВ). Антибактериальная активность изучена методом разведения в агаре с использованием бактерий Е. coli.

Положения, выносимые на защиту

1. Разработанный метод получения допированных ионами Зё-элементов наночастиц диоксида олова с контролируемыми морфологическими и структурными параметрами;

2. Структурные параметры наночастиц (кислородные вакансии и общие дефекты) зависят от условий синтеза и могут быть направленно изменены варьированием природы и концентрации допанта, а также состава реакционной среды;

3. Увеличение количества кислородных вакансий и уменьшение количества общих дефектов приводит к усилению фотокаталической активности сферических наночастиц с размерами менее 5 нм, которая может быть предсказана на основании соотношения этих двух параметров;

4. Наиболее эффективная деградация наблюдалась для образца Cc_ll_SR (наночастицы Co-Sn02 с содержанием кобальта ll мол.%, полученные в ходе медленного формирования наночастиц (slow reaction или SR) при рН=3) (84 % за 60 минут) под действием лампы Orbis и Онлайт, этот же образец демонстрирует 98 % деградации за 30 минут с использованием ксеноновой лампы.

5. Образцы, основной активной частицей которых является супероксид радикал, могут быть использованы для дополнительной антибактериальной обработки (подавление роста бактерий Е. coli составляет 55% для образца Ni_33_SR и 58% для образца Ni_33_FR (наночастицы Ni-Sn02 с содержанием никеля ll мол.% и 33 мол.%, соответственно, полученные в ходе медленного формирования наночастиц (slow reaction или SR) при рН=3)).

Основные результаты

1. Методом осаждения на основании предварительно разработанной для недопированных наночастиц синтетической процедуры получены и комплексно охарактеризованы серии сферических полупроводниковых наночастиц диаметром менее 5 нм состава Ni-Sn02, Cu-Sn02, Co-Sn02 (всего l2 образцов).

2. C использованием оригинальной методики проведена оценка количества кислородных вакансий и общих дефектов в полученных образцах.

3. При помощи квантово-химического расчетного эксперимента установлены положения атомов допантов в кристаллической решетке Sn02, получены зонные структуры и плотности состояний полученных наночастиц, учет различий между образцами проведен с использованием оригинального подхода.

4. Разработан комплексный подход к изучению фотокаталитической активности наночастиц, включающий в себя:

- регистрацию кинетических зависимостей темной адсорбции;

- изучение взаимодействия молекул загрязнителей с поверхностью наночастиц (с разными гранями) квантово-химическими методами;

- регистрацию кинетических зависимостей фотокаталитической активности;

- изучение состава поверхности наночастиц фотокатализатора до какой-либо обработки, после адсорбции и после фотокатализа методом ПК,

- изучение продуктов деградации методом масс-спектрометрии и создание предполагаемой схемы разложения загрязнителя

- проведение «теста на улавливание» для определения активных частиц (02#, e#, h+ и 0Н), участвующих в фоторазложении циклических органических соединений;

- изучение стабильности фотокатализатора в процессе реакции и оценка возможности его повторного использования.

5. Проведен комплексный анализ данных, полученных с использованием разработанного подхода, установлен основной фактор, оказывающий влияние на фотокаталитическую активность, показано, что он остается неизменным при смене источника излучения и типа перемешивания.

6. Проведено изучение антибактериального действия образцов серии Ni-Sn02, основной активной частицей которых является супероксид радикал, получены положительные результаты.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, заключения, списка литературы, содержащего 140 источников и двух приложений. Материалы изложены на 73 страницах машинописного текста и содержат 11 рисунков и 4 таблицы. Раздел «Литературный обзор» посвящен рассмотрению диоксида олова с точки зрения его применения в фотокаталитической очистке вод. В разделе описывается природа и механизм фотокатализа, детально описаны спорные с точки зрения материаловедения вопросы в области фотокаталитической очистки. Кроме того, описаны различные способы синтеза и структурных свойств допированного диоксида олова, а также рассматривается влияние структурных параметров на другие свойства Sn02. В разделе «Экспериментальная часть» описан метод синтеза наночастиц допированного диоксида олова, приводятся методы их характеризации, а также изучение фотокаталитических и антибактериальных свойств полученных образцов. Раздел «Обсуждение результатов» посвящен установлению взаимосвязи «условия синтеза -морфологические и структурные параметры - фотокаталитические свойства». В разделе детально описываются структурные особенности наночастиц и их влияние на фотокаталитические и антибактериальные свойства.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались в рамках 17 конференций, из них 12 международных:

(1) Photocatalytic activity of tin dioxide nanoparticles doped with 3d elements under visible light: the main influencing factor and ways of its regulation (rus); Podurets A.A., Bobrysheva N.P., Osmolowsky M.G., Osmolovskaya O.M., Voznesenskiy M.A., XXI Conference for Young Scientists "ISC 2022", 56 Декабря, 2022, Санкт-Петербург, Россия, стр. 100; индексируется в РИНЦ (устный доклад)

(2) Фотокаталитическая активность допированных 3d-элементами наночастиц диоксида олова под видимым светом: основной влияющий фактор и пути его регулирования (rus) (отмечено дипломом I степени); Podurets A.A., Bobrysheva N.P., Osmolovskaya О.М., Voznesenskiy M.A., Международная научно-техническая молодежная конференция «Перспективные материалы конструкционного и функционального назначения», 17-21 Октября, 2022, Томск, стр. 253-254; ISBN 978-5-4387-1111-7; индексируется в РИНЦ (устный доклад)

(3) Visible light driven photocatalytic activity of 3d-doped tin dioxide nanoparticles for wastewater remediation: main affecting factor and way for improvement; Podurets A.A., Bobrysheva N.P., Osmolowsky M.G., Voznesenskiy M.A., Osmolovskaya O.M., The Sixth International Scientific Conference "Advances in synthesis and complexing", September 26-30, 2022, Moscow, p. 406; ISBN 978-5-209-11454-3 (устный доклад)

(4) Rational design of Ni-doped SnO2 nanoparticles for organic dyes and bacterial water remediation: synthesis and photocatalytic procedure; Podurets A., Khalidova M.M., Osmolovskaya O.M., International Student Conference "Science and Progress", November 9-11, 2021, Saint Petersburg, Russia, p.61; ISBN 978-5-85263-109-1 (устный доклад)

(5) Application of atomic layer deposition for controlled synthesis of photocatalytic core-shell nanoparticles based on Sn02; A. Podurets, M. K. S. Barr, M. Osmolowsky, N. Bobrysheva, J. Bachmann, O. Osmolovskaya, 3rd International Workshop "Atomic Layer Deposition Russia 2021", September 2730, 2021, Saint Petersburg, Russia, P.84 (стендовый доклад)

(6) The relationship "chemical composition-structural parameters-photocatalytic properties" in 3 d-doped tin dioxide nanoparticles; Podurets A.A., Bobrysheva N.P., Osmolowsky M.G., Voznesenskiy M.A., Osmolovskaya O.M., The XII international conference on chemistry for young scientists "Mendeleev 2021", September 6-10, 2021, Saint Petersburg, Russia, p. 464; ISBN 978-5-9651-1364-4; индексируется в РИНЦ (устный доклад)

(7) Ni-SnO2 nanoparticles for chemical and antibacterial waste water purification: relationship of synthesis conditions, structural parameters and photocatalytic properties (rus); Podurets A.A., Bobrysheva N.P., Osmolowsky M.G., Voznesenskiy M.A., Osmolovskaya O.M., XXII International Conference for Students and Young Scientists "Chemistry and chemical technology in the XXI century". May 17-20, 2021, Tomsk, Russia p. 359-360; ISBN 978-5-4387-0995-4; индексируется в РИНЦ (устный доклад)

(8) Cu-doped SnO2 Nanoparticles: Effect of Synthesis Conditions and Structural Parameters on Photocatalytic Activity (rus); Podurets A.A., Bobrysheva N.P., Osmolowsky M.G., Voznesenskiy M.A., Osmolovskaya O.M., XI Conference for Young Scientists on General and Inorganic Chemistry, April 6-9, 2021, Moscow, p. 269; ISBN 978-5-60437121-7-3; индексируется в РИНЦ (устный доклад)

(9) Approaches to Control the Photocatalytic Activity of Nanosized Heterostructures Based on SnO2 Nanoparticles: Influence of the Nature and Thickness of the Functional Coating (rus) (отмечено дипломом за лучший устный доклад); Podurets A., Osmolowsky M., Bobrysheva N., Bachmann J., Osmolovskaya O., XIX Conference for Young Scientists "ISC Young", December 1-3, 2020, Saint Petersburg, р. 225-226; ISBN 978-5-00105-598-3; индексируется в РИНЦ (устный доклад)

(10) Co-SnO2 Nanoparticles with Controlled Morphological Parameters for Wastewater Treatment and Analytical Applications (rus); Odegova V., Podurets A., Cherkashina K., Bobrysheva N., Osmolowsky M., Bulatov A., Voznesenskiy M., Osmolovskaya O.; XIX Conference for Young Scientists "ISC Young", December 1-3, 2020, Saint Petersburg, р. 61-62; ISBN 978-5-00105-598-3; (соавтор)

(11) Visible light activated photocatalysts based on Co-doped SnO2 nanoparticles for organic dyes and antibiotics degradation (отмечено дипломом за лучший устный доклад); Podurets A., Odegova V., Cherkashina K., Bobrysheva N., International Student Conference "Science and Progress", November 10-12, 2020, Saint Petersburg, p. 78; ISBN 978-5-85263-224-1(устный доклад)

(12) Полупроводниковые наночастицы типа ядро-оболочка состава SnO2@ SnO2 (TiO2, ZnO): синтез, структурные характеристики и влияние строения на фотокаталитическую активность; A. Подурец, M.K.C. Барр, M. Осмоловский, Н. Бобрышева, Ж. Бахманн, O. Осмоловская, VII Conference on nanomaterials "NANO 2020", May 18-22, 2020, , Saint Petersburg, р. 33-34; ISBN 9785-6043996-3-7; индексируется в РИНЦ (устный доклад)

(13) Взаимосвязь между условиями синтеза, структурными характеристиками и функциональными свойствами наночастиц диоксида олова, допированных 3d и 4f элементами; Подурец A.A., Колоколов Д.С., Фомкина A.C., Одегова В.С., Бобрышева Н.П., Осмоловский М.Г., Вознесенский M.A., Осмоловская О.М., VII Conference on nanomaterials "NANO 2020", May 10-12, 2020, Saint Petersburg, р. 31-33; ISBN 978-5-6043996-3-7; индексируется в РИНЦ (устный доклад)

(14) Semiconductor core - shell nanoparticles SnO2@SnO2 (TiO2, ZnO): synthesis, structural characteristics and the effect of structure on photocatalytic activity; A. Podurets, M.K.S. Barr, M. Osmolowsky, N. Bobrysheva, J. Bachmann, O. Osmolovskaya, 7th International School and Conference on Optoelectronics, Photonics, Engineering and Nanostructures "SPBOPEN", April 26-30, 2020, , Saint Petersburg, р. 124-125 (устный доклад)

(15) Influence of transition metal doping on the structural and optical properties of SnO2 nanoparticles; Podurets A., Odegova V., Kechin A., Osmolowsky M., Voznesenskiy M., Bobrysheva N., O. Osmolowskaya, XI Int. Conf. Chem. Young Sci. "Mendeleev 2019," September 9 - 13, 2019, Saint Petersburg, p. 113; ISBN 978-5-9651-1265-4; индексируется в РИНЦ (устный доклад)

(16) Cu-doped Sn02 Nanoparticles: Synthesis and Functional Properties; A. Podurets, N. Bobrysheva, Int. Student Conf. "Science and Progress," November 12-14, 2018, Saint Petersburg, p. 89; ISBN 978-5-98З40-З95-6 (стендовый доклад)

(17) Features of the Formation of Composite Nanoparticles on the Basis of Aqueous Solutions of SnO2 and Copper and Nickel Ions; A. Podurets, A. Pochivalov, C. Vakh, N. Bobrysheva, M. Osmolowsky, O. Osmolowskaya, A. Bulatov, V Int. Conf. Colloid Chem. Physicochem. Mech., Saint Petersburg, 2018, p. 281; ISBN 978-5-9651-1173-2; индексируется в РИНЦ (стендовый доклад)

Публикации

По материалу диссертации опубликовано 22 печатные работы, из них 17 тезисов докладов на конференциях (10 из них проиндексированы в РИНЦ) и 5 статей в журналах, индексируемых в наукометрических базах РИНЦ, WoS и Scopus:

1. Christina Vakh, Aleksei Pochivalov, Anastasiia Podurets, Natalia Bobrysheva, Olga Osmolovskaya and Andrey Bulatov; "Tin oxide nanoparticles modified by copper as novel catalysts for the luminol-H2O2 based chemiluminescence system"; Analyst. 2019. Vol. 144. P. 148-151; DOI: 10.1039/c8an01868e

2. Anastasiia Podurets, Daniil Kolokolov, Mai'ssa K.S. Barr, Eugenii Ubyivovk, Mikhail Osmolowsky, Natalia Bobrysheva, Julien Bachmann, Olga Osmolovskaya; "Enhanced visible-light photocatalytic activity of core-shell oxide nanoparticles synthesized by wet chemical precipitation and atomic layer deposition"; Appl. Surf. Sci. 2020. Vol. 533, № August. P. 147520; DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.147520.

3. Anastasiia Podurets, Valeria Odegova, Ksenia Cherkashina, Andrey Bulatov, Natalia Bobrysheva, Mikhail Osmolowsky, Mikhail Voznesenskiy, Olga Osmolovskaya; "The Strategy for Organic Dye and Antibiotic Photocatalytic Removal for Water Remediation in an Example

of Co-Sn02 nanoparticles"; J. Hazard. Mater. 2022. Vol. 436, № May. P. 129035; DOI: 10.2139/ssrn.4009606.

4. Anastasiia A. Podurets, Evgenii V. Beletskii, Evgenii V. Ubyivovk, Natalia P. Bobrysheva, Mikhail G. Osmolowsky, Mikhail A. Voznesenskiy, Olga M. Osmolovskaya; "Vis-driven Cu-Sn02 nanoparticles for water remediation - Enhancing of photocatalytic efficiency and other defect-related properties"; Mater. Chem. Phys. 2022. Vol. 290, № July. P. 126589; DOI: 10.1016/j.matchemphys.2022.126589.

5. Anastasiia Podurets, Maria Khalidova, Ludmila Chistyakova, Natalia Bobrysheva, Mikhail Osmolowsky, Mikhail Voznesenskiy, Olga Osmolovskaya; "Experimental and computational study of Ni-doped SnO2 as a photocatalyst and antibacterial agent for water remediation: The way for a rational design"; J. Alloys Compd. 2022. Vol. 926. P. 166950; DOI: 10.1016/j.jallcom.2022.166950.

Личный вклад автора

Личный вклад автора состоял в сборе и анализ литературных данных, активном участии в постановке целей и задач исследования и путей их достижения, планировании и проведении экспериментальных работ, подготовки докладов для научных конференций и написании статей.

Автор участвовала в разработке процедуры получения фотокатализаторов на основе допированных ионами 3d металлов наночастиц SnO2 с использованием метода химического осаждения, проводила комплексную характеризацию полученных наночастиц с использованием различных экспериментальных методов и анализ результатов квантово-химических расчетов, самостоятельно обрабатывала и интерпретировала полученные результаты. Автор внесла значительный вклад в разработку протокола по комплексному изучению фотокаталитических свойств полученных образцов под воздействием видимого излучения, и проводила все соответствующие эксперименты. Автор принимала деятельное участие в обсуждении научных результатов, в том числе посвященных установлению взаимосвязи между морфологическими и структурными параметрами и фотокаталитическими свойствами допированных наночастиц и в выдвижении и проверке гипотезы об увеличении фотокаталитической активности с уменьшением количества общих дефектов и ростом числа кислородных вакансий. Также автор участвовала в изучении антибактериальных свойств наночастиц и в проведении анализа полученных результатов, в том числе с привлечением данных квантово-химических расчетов.

Связь работы с научными программами, планами и темами

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Санкт-Петербургский Государственный Университет» (Институт Химии, кафедра общей и неорганической химии).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Подурец Анастасия Александровна, 2023 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Strokal М. et al. Urbanization: an increasing source of multiple pollutants to rivers in the 21st century // npj Urban Sustain. Springer US, 2021. Vol. 1, № 24. P. 1-13.

2. Al-Hamdi A.M., Rinner U., Sillanpaa М. Tin dioxide as a photocatalyst for water treatment: A review // Process Saf. Environ. Prot. 2017. Vol. 107. P. 190-205.

3. Zhu S., Wang D. Photocatalysis: Basic principles, diverse forms of implementations and emerging scientific opportunities // Adv. Energy Mater. 2017. Vol. 7, № 23. P. 1-24.

4. Chandran D. et al. Structural, optical, photocatalytic, and antimicrobial activities of cobalt-doped tin oxide nanoparticles // J. Sol-Gel Sci. Technol. Springer US, 2015. Vol. 76, № 3. P. 582-591.

5. Bae S. et al. Dye decolorization test for the activity assessment of visible light photocatalysts: Realities and limitations // Catal. Today. Elsevier B.V., 2014. Vol. 224. P. 21-28.

6. Amininezhad S.M. et al. The Antibacterial Activity of Sn02 Nanoparticles against Escherichia coli and Staphylococcus aureus // Zahedan J. Res. Med. Sci. 2015. Vol. 17, № 9. P. e1053.

7. Al-Hada N.M. et al. Thermal calcination-based production of Sn02 nanopowder: An analysis of Sn02 nanoparticle characteristics and antibacterial activities // Nanomaterials. 2018. Vol. 8, № 4. P. 1-18.

8. Sinha T. et al. Green and Environmentally Sustainable Fabrication of Ag-Sn02 Nanocomposite and Its Multifunctional Efficacy As Photocatalyst and Antibacterial and Antioxidant Agent // ACS Sustain. Chem. Eng. 2017. Vol. 5, № 6. P. 4645-4655.

9. Bhawna et al. Synthesis, Antimicrobial Activity, and Photocatalytic Performance of Ce-doped Sn02 Nanoparticles // Front. Nanotechnol. 2020. Vol. 2. P. 1-7.

10. Manjula N., Selvan G. Magnetic and antibacterial properties of Zr-doped Sn02 nanopowders // J. Mater. Sci. Mater. Electron. Springer US, 2017. Vol. 28, № 20. P. 15056-15064.

11. Sathishkumar M., Geethalakshmi S. Enhanced photocatalytic and antibacterial activity of Cu:Sn02 nanoparticles synthesized by microwave assisted method // Mater. Today Proc. Elsevier Ltd., 2020. Vol. 20. P. 54-63.

12. Thamiz Selvi R. et al. Comparative studies on structural, optical, and biological properties of Sn02 and Ni-doped Sn02 nanocrystals // Mater. Res. Express. 2019. Vol. 6, № 12.

13. Asaithambi S. et al. Influence of Ni Doping in Sn02 Nanoparticles with Enhanced Visible Light Photocatalytic Activity for Degradation of Methylene Blue Dye // J. Nanosci. Nanotechnol. 2019. Vol. 19, № 8. P. 4438-4446.

14. Retamoso C. et al. Effect of particle size on the photocatalytic activity of modified rutile sand (Ti02) for the discoloration of methylene blue in water // J. Photochem. Photobiol. A Chem. Elsevier B.V., 2019. Vol. 378. P. 136-141.

15. Amano F., Ishinaga E., Yamakata A. Effect of particle size on the photocatalytic activity of W03 particles for water oxidation // J. Phys. Chem. C. 2013. Vol. 117, № 44. P. 22584-22590.

16. Mondal K., Sharma A. Recent advances in the synthesis and application of photocatalytic metalmetal oxide core-shell nanoparticles for environmental remediation and their recycling process // RSC Adv. Royal Society of Chemistry, 2016. Vol. 6, № 87. P. 83589-83612.

17. Yan J. et al. Understanding the effect of surface/bulk defects on the photocatalytic activity of Ti02: Anatase versus rutile // Phys. Chem. Chem. Phys. 2013. Vol. 15, № 26. P. 10978-10988.

18. Rashad M.M. et al. Decomposition of Methylene Blue on Transition Metals Doped Sn02 Nanoparticles // CLEAN - Soil, Air, Water. John Wiley & Sons, Ltd, 2014. Vol. 42, № 5. P. 657663.

19. Colmenares J.C., Xu Y.-J. Heterogeneous photocatalysis // Surface and Nanomolecular Catalysis

/ ed. Colmenares J.C., Xu Y.-J. Springer, 2016. P. 416.

20. Xu C. et al. Nanostructured materials for photocatalysis // Chem. Soc. Rev. Royal Society of Chemistry, 2019. Vol. 48, № 14. P. 3868-3902.

21. Sudha D., Sivakumar P. Review on the photocatalytic activity of various composite catalysts // Chem. Eng. Process. Process Intensif. Elsevier B.V., 2015. Vol. 97. P. 112-133.

22. Nurlaela E., Ziani A., Takanabe K. Tantalum nitride for photocatalytic water splitting: concept and applications // Mater. Renew. Sustain. Energy. Springer Berlin Heidelberg, 2016. Vol. 5, № 4. P. 1-21.

23. Yang X. et al. Recent advances in photodegradation of antibiotic residues in water // Chem. Eng. J. Elsevier, 2021. Vol. 405. P. 126806.

24. Liu X. et al. Synergy of adsorption and visible-light photocatalytic degradation of methylene blue by a bifunctional Z-scheme heterojunction of WO3 /g-C3N4 // Appl. Surf. Sci. Elsevier B.V., 2017. Vol. 405. P. 359-371.

25. Xu Z. et al. Visible light-driven Ag3PO4@resin core-shell microspheres for photocatalytic degradation of methylene blue // Chem. Phys. Lett. Elsevier B.V., 2021. Vol. 772. P. 138591.

26. Rashad M.M. et al. Decomposition of Methylene Blue on Transition Metals Doped SnO2 Nanoparticles. 2011. Vol. 33, № 0. P. 1-47.

27. Ragupathy S., Sathya T. Photocatalytic decolourization of brilliant green by Ni doped SnO2 nanoparticles // J. Mater. Sci. Mater. Electron. Springer US, 2018. Vol. 29, № 10. P. 8710-8719.

28. Al-Hamdi A.M., Rinner U., Sillanpää M. Tin dioxide as a photocatalyst for water treatment: A review // Process Saf. Environ. Prot. Institution of Chemical Engineers, 2017. Vol. 107. P. 190205.

29. Entradas T. et al. Synthesis of sub-5 nm Co-doped SnO2 nanoparticles and their structural, microstructural, optical and photocatalytic properties // Mater. Chem. Phys. Elsevier B.V, 2014. Vol. 147, № 3. P. 563-571.

30. Huang H. et al. Needle-like Zn-doped SnO2 nanorods with enhanced photocatalytic and gas sensing properties // Nanotechnology. 2012. Vol. 23, № 10.

31. Davis M. et al. Enhanced photocatalytic performance of Fe-doped SnO2 nanoarchitectures under UV irradiation: Synthesis and activity // J. Mater. Sci. 2013. Vol. 48, № 18. P. 6404-6409.

32. Mazloom J., Ghodsi F.E., Golmojdeh H. Synthesis and characterization of vanadium doped SnO2 diluted magnetic semiconductor nanoparticles with enhanced photocatalytic activities // J. Alloys Compd. Elsevier B.V., 2015. Vol. 639. P. 393-399.

33. Mani R., Vivekanandan K., Jegatheesan A. High performance photocatalytic activity of pure and Ni doped SnO2 nanoparticles by a facile wet chemical route // J. Mater. Sci. Mater. Electron. Springer US, 2018. Vol. 29, № 8. P. 6308-6315.

34. Chen D. et al. Convenient fabrication of Ni-doped SnO2 quantum dots with improved photodegradation performance for Rhodamine B // J. Alloys Compd. Elsevier B.V, 2019. Vol. 788. P. 929-935.

35. Vadivel S., Rajarajan G. Influence of Cu doping on structural, optical and photocatalytic activity of SnO2 nanostructure thin films // J. Mater. Sci. Mater. Electron. Springer US, 2015. Vol. 26, № 8. P. 5863-5870.

36. Babu B. et al. Enhanced visible light photocatalytic activity of Cu-doped SnO2 quantum dots by solution combustion synthesis // J. Alloy. Compd. J. 2017. Vol. 703. P. 330-336.

37. Soltan W. Ben et al. Vanadium doped SnO2 nanoparticles for photocatalytic degradation of methylene blue // J. Mater. Sci. Mater. Electron. Springer US, 2017. Vol. 28, № 21. P. 1582615834.

38. Bhuvaneswari K. et al. Enhanced photocatalytic activity of ethylenediamine-assisted tin oxide (Sn02) nanorods for methylene blue dye degradation // Mater. Lett. Elsevier B.V., 2020. Vol. 276. P.128173.

39. Perumal V. et al. Enhancing the photocatalytic performance of surface - Treated Sn02 hierarchical nanorods against methylene blue dye under solar irradiation and biological degradation // Environ. Res. Elsevier Inc., 2022. Vol. 209? № December 2021. P. 112821.

40. Wang Q. et al. Z-scheme heterostructure of Fe-doped Sn02 decorated layered g-C3N4 with enhanced photocatalytic activity under simulated solar light irradiation // Opt. Mater. (Amst). Elsevier B.V., 2020. Vol. 101, № March. P. 109769.

41. Dohcevic-Mitrovic Z.D. et al. Influence of oxygen vacancy defects and cobalt doping on optical, electronic and photocatalytic properties of ultrafine Sn02-s nanocrystals // Process. Appl. Ceram. 2020. Vol. 14, № 2. P. 102-112.

42. Nasir Z. et al. Co-precipitation synthesis and characterization of Co doped Sn02 NPs, HSA interaction via various spectroscopic techniques and their antimicrobial and photocatalytic activities // Int. J. Biol. Macromol. Elsevier B.V., 2017. Vol. 94. P. 554-565.

43. Mani R., Vivekanandan K., Vallalperuman K. Synthesis of pure and cobalt (Co) doped Sn02 nanoparticles and its structural, optical and photocatalytic properties // J. Mater. Sci. Mater. Electron. Springer US, 2017. Vol. 28, № 5. P. 4396-4402.

44. Sakwises L. et al. Effect of Mn-substituted Sn02 6particle toward photocatalytic degradation of methylene blue dye // Results Phys. Elsevier, 2017. Vol. 7. P. 1751-1759.

45. Ran L. et al. Highly crystalline Ti-doped Sn02 hollow structured photocatalyst with enhanced photocatalytic activity for degradation of organic dyes // CrystEngComm. Royal Society of Chemistry, 2015. Vol. 17, № 22. P. 4225-4237.

46. Chen H. et al. Synthesis and characterization of Ni doped Sn02 microspheres with enhanced visible-light photocatalytic activity // RSC Adv. 2015. Vol. 5, № 69. P. 56401-56409.

47. Kandasamy M. et al. Ni-Doped Sn02 Nanoparticles for Sensing and Photocatalysis // ACS Appl. Nano Mater. 2018. Vol. 1, № 10. P. 5823-5836.

48. Magalhaes P. et al. Titanium dioxide photocatalysis: fundamentals and application on photoinactivation // Adv. Mater. Sci. 2017. Vol. 51. P. 91-129.

49. Properties P. et al. Influence of Surface Defects and Size on Photochemical Properties of Sn02 Nanoparticles // Materials (Basel). 2018. Vol. 11, № 904. P. 1-12.

50. Hao L. et al. 0xygen Vacant Semiconductor Photocatalysts // Adv. Funct. Mater. 2021. Vol. 31, № 25. P. 1-32.

51. Podurets A. et al. Enhanced visible-light photocatalytic activity of core-shell oxide nanoparticles synthesized by wet chemical precipitation and atomic layer deposition // Appl. Surf. Sci. 2020. Vol. 533. P. 147520.

52. Murugalakshmi M. et al. Unravelling the visible light-assisted catalytic prowess of an n-n type In2S3/Ce02 Z-scheme heterojunction towards organic and inorganic water pollution mitigation // New J. Chem. Royal Society of Chemistry, 2021. Vol. 45, № 8. P. 4046-4060.

53. Heng S. et al. Construction of 2D polyoxoniobate/RG0 heterojunction photocatalysts for the enhanced photodegradation of tetracycline // Appl. Surf. Sci. 2021. Vol. 553. P. 149505.

54. Guo M. et al. Bi2W06-Bi0Cl heterostructure with enhanced photocatalytic activity for efficient degradation of oxytetracycline // Sci. Rep. Nature Publishing Group UK, 2020. Vol. 10, № 1. P. 1-13.

55. Zheng X. et al. Efficient solar-light photodegradation of tetracycline hydrochloride using BiV04 / Mo0% composites // Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp. 2021. Vol. 621. P. 126599.

56. Wen X.J. et al. Fabrication of Sn02 Nanopaticles/BiOI n-p Heterostructure for Wider Spectrum Visible-Light Photocatalytic Degradation of Antibiotic Oxytetracycline Hydrochloride // ACS Sustain. Chem. Eng. 2017. Vol. 5? № 6. P. 5134-5147.

57. Yang X. et al. Construction of porous-hydrangea BiOBr/BiOI n-n heterojunction with enhanced photodegradation of tetracycline hydrochloride under visible light // J. Alloys Compd. 2021. Vol. 864. P.158784.

58. Hu X. et al. Multidimensional assembly of oxygen vacancy-rich amorphous Ti02-Bi0Br-sepiolite composite for rapid elimination of formaldehyde and oxytetracycline under visible light // J. Colloid Interface Sci. 2020. Vol. 574. P. 61-73.

59. Dai Y. et al. High photocatalytic degradation efficiency of oxytetracycline hydrochloride over Ag/AgCl/BiV0& plasmonic photocatalyst // Solid State Sci. 2019. Vol. 96. P. 105946.

60. Bennemla M.? Chabani M.? Amrane A. Photocatalytic Degradation of Oxytetracycline in Aqueous Solutions with TiO2 in Suspension and Prediction by Artificial Neural Networks // Int. J. Chem. Kinet. 2016. Vol. 48? № 8. P. 464-473.

61. Pereira J.H.O.S. et al. Photocatalytic degradation of oxytetracycline using TiO2 under natural and simulated solar radiation // Sol. Energy. 2011. Vol. 85? № 11. P. 2732-2740.

62. Huang Y. et al. Synthesis and Applications of Nanomaterials With High Photocatalytic Activity on Air Purification // Novel Nanomaterials for Biomedical? Environmental and Energy Applications. 2018. P. 299-325.

63. Patel G.H. et al. Sol-gel synthesis and thermal characterization of SnO2 nanoparticles // Phys. B Condens. Matter. 2021. Vol. 613. P. 412987.

64. Sarkar A.? Khan G.G. The formation and detection techniques of oxygen vacancies in titanium oxide-based nanostructures // Nanoscale. 2019. Vol. 11? № 8. P. 3414-3444.

65. Mizusaki J. et al. High temperature gravimetric study on nonstoichiometry and oxygen adsorption of SnO2 // J. Solid State Chem. 1990. Vol. 88? № 2. P. 443-450.

66. Yang Y.? Wang Y.? Yin S. Oxygen vacancies confined in SnO2 nanoparticles for desirable electronic structure and enhanced visible light photocatalytic activity // Appl. Surf. Sci. 2017. Vol. 420. P. 399-406.

67. Ahmed A. et al. Improved photocatalytic activity of Sr doped SnO2 nanoparticles: A role of oxygen vacancy // Appl. Surf. Sci. J. 2018. Vol. 463. P. 976-985.

68. Janczarek M.? Kowalska E. Defective dopant-free TiO2 as an efficient visible light-active photocatalyst // Catalysts. 2021. Vol. 11. P. 1-21.

69. Zhou W.? Fu H. Defect-mediated electron-hole separation in semiconductor photocatalysis // Inorg. Chem. Front. 2018. Vol. 5? № 6. P. 1240-1254.

70. Bright C.I. Deposition and Performance Challenges of Transparent Conductive Oxides on Plastic Substrates // Transparent Electronics: From Synthesis to Applications. 2010. P. 103-140.

71. Ocana M. et al. A vibrational study of uniform SnO2 powders of various morphologies // Solid State Ionics. 1993. Vol. 63-65. P. 170-177.

72. Dieguez A. et al. Morphological analysis of nanocrystalline SnO2 for gas sensor applications // Sensors Actuators? B Chem. 1996. Vol. 31? № 1-2. P. 1-8.

73. Ningthoujam R.S.? Kulshreshtha S.K. Nanocrystalline SnO2 from thermal decomposition of tin citrate crystal: Luminescence and Raman studies // Mater. Res. Bull. 2009. Vol. 44? № 1. P. 5762.

74. Chacko S. et al. Nanostructural and surface morphological evolution of chemically sprayed SnO2 thin films // Appl. Surf. Sci. 2008. Vol. 254? № 7. P. 2179-2186.

75. Li P.G. et al. Facile route to straight SnO2 nanowires and their optical properties // J. Alloys

Compd. 2009. Vol. 477, № 1-2. P. 515-518.

76. Liu Y., Yang F., Yang X. Size-controlled synthesis and characterization of quantum-size Sn02 nanocrystallites by a solvothermal route // Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp. 2008. Vol. 312, № 2-3. P. 219-225.

77. Sun S.H. et al. Raman scattering study of rutile Sn02 nanobelts synthesized by thermal evaporation of Sn powders // Chem. Phys. Lett. 2003. Vol. 376, № 1-2. P. 103-107.

78. Shek C.H., Lin G.M., Lai J.K.L. Effect of oxygen deficiency on the Raman spectra and hyperfine interactions of nanometer Sn02 // Nanostructured Mater. 1999. Vol. 11, № 7. P. 831-835.

79. Drabeski R.G. et al. Raman and photoacoustic spectroscopies of Sn02 thin films deposited by spin coating technique // Vib. Spectrosc. 2020. Vol. 109. P. 103094.

80. Zuo J. et al. Study of the Raman spectrum of nanometer Sn02 // J. Appl. Phys. 1994. Vol. 75, № 3. P. 1835-1836.

81. Die Guez A. et al. The complete Raman spectrum of nanometric Sn02 particles // J. Appl. Phys. 2001. Vol. 90. P. 1550-1557.

82. Babu B. et al. Enhanced visible light photocatalytic activity of Cu-doped Sn02 quantum dots by solution combustion synthesis // J. Alloys Compd. Elsevier B.V, 2017. Vol. 703. P. 330-336.

83. Entradas T. et al. Synthesis of sub-5 nm Co-doped Sn02 nanoparticles and their structural , microstructural , optical and photocatalytic properties // Mater. Chem. Phys. Elsevier B.V, 2014. Vol. 147, № 3. P. 563-571.

84. Meleshko A.A. et al. Antibacterial inorganic agents: efficiency of using multicomponent systems // Russ. J. Infect. Immun. 2020. Vol. 10, № 4. P. 639-654.

85. Alavi M., Rai M. Recent advances in antibacterial applications of metal nanoparticles (MNPs) and metal nanocomposites (MNCs) against multidrug-resistant (MDR) bacteria // Expert Rev. Anti. Infect. Ther. Taylor & Francis, 2019. Vol. 17, № 6. P. 419-428.

86. Singh R., Smitha M.S., Singh S.P. The role of nanotechnology in combating multi-drug resistant bacteria // J. Nanosci. Nanotechnol. 2014. Vol. 14, № 7. P. 4745-4756.

87. Slavin Y.N. et al. Metal nanoparticles: Understanding the mechanisms behind antibacterial activity // J. Nanobiotechnology. BioMed Central, 2017. Vol. 15, № 1. P. 1-20.

88. Roy A. et al. Green synthesis of silver nanoparticles: Biomolecule-nanoparticle organizations targeting antimicrobial activity // RSC Adv. Royal Society of Chemistry, 2019. Vol. 9, № 5. P. 2673-2702.

89. Zeng Y. et al. Enhanced visible light photocatalysis and mechanism insight for novel Z-scheme MoS2/Ag2S/AgV0x ternary heterostructure with fast interfacial charges transfer // J. Alloys Compd. Elsevier, 2022. Vol. 908. P. 164642.

90. Chinnathambi A. Synthesis and characterization of spinel FeV204 coupled Zn0 nanoplates for boosted white light photocatalysis and antibacterial applications // J. Alloys Compd. Elsevier, 2022. Vol. 890. P. 161742.

91. Manohar A. et al. Synthesis and characterization of Zn0 nanoparticles for photocatalysis, antibacterial and cytotoxicity in kidney cancer (A498) cell lines // J. Alloys Compd. Elsevier, 2021. Vol. 874. P. 159868.

92. Bhattacharya P., Neogi S. Antibacterial properties of doped nanoparticles // Rev. Chem. Eng. 2019. Vol. 35, № 7. P. 861-876.

93. Santos C. et al. Waste water treatment processes explained [Electronic resource] // 0zzi Kleen Water & Waste Water. 2010. № April. URL: https://ozzikleen.com.au/waste-water-blog/waste-water-treatment-processes-explained.

94. Vakh C. et al. Tin oxide nanoparticles modified by copper as novel catalysts for the luminol-

H2O2 based chemiluminescence system // Analyst. Royal Society of Chemistry? 2019. Vol. 144. P. 148-151.

95. Podurets A. et al. The Strategy for Organic Dye and Antibiotic Photocatalytic Removal for Water Remediation in an Example of Co-SnO2 nanoparticles // J. Hazard. Mater. Elsevier B.V.? 2022. Vol. 436. P. 129035.

96. Podurets A.A. et al. Vis-driven Cu-SnO2 nanoparticles for water remediation - Enhancing of photocatalytic efficiency and other defect-related properties // Mater. Chem. Phys. Elsevier B.V.? 2022. Vol. 290. P. 126589.

97. Podurets A. et al. Experimental and computational study of Ni-doped SnO2 as a photocatalyst and antibacterial agent for water remediation: The way for a rational design // J. Alloys Compd. Elsevier? 2022. Vol. 926. P. 166950.

98. Waseda Y.? Matsubara E.? Shinoda K. Scattering and Diffraction // X-Ray Diffraction Crystallography. 2011. P. 67-106.

99. Abello L. et al. Structural characterization of nanocrystalline SnO2 by X-ray and Raman spectroscopy // J. Solid State Chem. 1998. Vol. 135? № 1. P. 78-85.

100. Kolesnikov I.E. et al. Morphology and doping concentration effect on the luminescence properties of SnO2:Eu3+ nanoparticles // J. Alloys Compd. 2020. Vol. 822. P. 153640.

101. Vakh C. et al. Chemical and computational strategy for design of "switchable" sorbent based on hydroxyapatite nanoparticles for dispersive micro-solid phase extraction of tetracyclines // J. Hazard. Mater. Elsevier B.V.? 2021. Vol. 419. P. 126504.

102. Sadetskaya A. V. et al. Correlative experimental and theoretical characterization of transition metal doped hydroxyapatite nanoparticles fabricated by hydrothermal method // Mater. Charact. Elsevier Inc.? 2021. Vol. 173. P. 110911.

103. Kang S. et al. Low temperature fabrication of Fe2O3 nanorod film coated with ultra-thin g-C%N4 for a direct z-scheme exerting photocatalytic activities // RSC Adv. Royal Society of Chemistry? 2018. Vol. 8? № 59. P. 33600-33613.

104. Balouiri M.? Sadiki M.? Ibnsouda S.K. Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review // J. Pharm. Anal. Elsevier? 2016. Vol. 6? № 2. P. 71-79.

105. Log and Percent Reductions in Microbiology and Antimicrobial Testing [Electronic resource]. URL: https://microchemlab.com/information/log-and-percent-reductions-microbiology-and-antimicrobial-testing.

106. Complex metal ions - ligand excgange reactions [Electronic resource]. URL: https://www.chemguide.co.uk.

107. Saito T. Chemistry of Transition Metals // Introductory Chemistry Series (3). 1996. P. 110-153.

108. Ibarguen C.A. et al. Synthesis of SnO2 nanoparticles through the controlled precipitation route // Mater. Chem. Phys. 2007. Vol. 101? № 2-3. P. 433-440.

109. Ethiraj A.S.? Kang D.J. Synthesis and characterization of CuO nanowires by a simple wet chemical method // Nanoscale Res. Lett. Springer Open Ltd? 2012. Vol. 7? № 1. P. 70.

110. Bhattacharjee A.? Ahmaruzzaman M. CuO nanostructures: Facile synthesis and applications for enhanced photodegradation of organic compounds and reduction of p-nitrophenol from aqueous phase // RSC Adv. 2016. Vol. 6? № 47. P. 41348-41363.

111. Ahmad N.? Khan S. Effect of (Mn-Co) co-doping on the structural? morphological? optical? photoluminescence and electrical properties of SnO2 // J. Alloys Compd. Elsevier B.V? 2017. Vol. 720. P. 502-509.

112. Wan W. et al. 2D SnO2 nanosheets: Synthesis? characterization? structures? and excellent sensing performance to ethylene glycol // Nanomaterials. 2018. Vol. 8? № 2. P. 1-19.

113. Haridas D. et al. Effect of thickness of platinum catalyst clusters on response of Sn02 thin film sensor for LPG // Sensors Actuators, B Chem. 2011. Vol. 153, № 1. P. 89-95.

114. Giribabu G. et al. Effect of Mg doping on the structural and optical properties of CdS nanoparticles synthesized by co-precipitation method // J. Nano- Electron. Phys. 2012. Vol. 4, № 4.

115. Zulfiqar et al. Variation in luminescence and bandgap of Zn-doped Sn02 nanoparticles with thermal decomposition // J. Mater. Sci. Mater. Electron. Springer US, 2016. Vol. 27, № 9. P. 9541-9549.

116. Tuschel D. Why are the Raman spectra of crystalline and amorphous solids different? // Spectroscopy. 2017. Vol. 32, № 3. P. 26-33.

117. Povarnitsyn M.E. et al. Vibrational Analysis of Silicon Nanoparticles Using Simulation and Decomposition of Raman Spectra // Phys. Rev. Appl. American Physical Society, 2020. Vol. 14, № 1. P. 1-10.

118. Colomban P. How Raman Spectra of Nanomaterials are Related to Disorder and Particle/Domain Size? An 0verview // Quantum Matter. 2014. Vol. 3, № 4. P. 361-380.

119. Aragon F.H. et al. Evidences of the evolution from solid solution to surface segregation in Ni-doped Sn02 nanoparticles using Raman spectroscopy // J. Raman Spectrosc. 2011. Vol. 42, № 5. P.1081-1086.

120. Ben Haj 0thmen W. et al. Effect of high Fe doping on Raman modes and optical properties of hydrothermally prepared Sn02 nanoparticles // Mater. Sci. Semicond. Process. 2018. Vol. 77. P. 31-39.

121. Bonu V. et al. Invoking forbidden modes in Sn02 nanoparticles using tip enhanced Raman spectroscopy // J. Raman Spectrosc. 2015. Vol. 46, № 11. P. 1037-1040.

122. Li L.J. et al. Photoluminescence and field-emission properties of Cu-doped Sn02 nanobelts // Appl. Phys. A Mater. Sci. Process. 2010. Vol. 99, № 4. P. 865-869.

123. Yu K., Xiong Y. Microstructural change of nano grain assemblages with the annealing temperature // Phys. Rev. B - Condens. Matter Mater. Phys. 1997. Vol. 55, № 4. P. 2666-2671.

124. Kumar V. et al. Role of Cu in engineering the optical properties of Sn02 nanostructures: Structural, morphological and spectroscopic studies // Appl. Surf. Sci. Elsevier B.V., 2018. Vol. 444. P. 552-558.

125. Dehbashi M., Aliahmad M. Experimental study of structural and optical band gap of nickel doped tin oxide nanoparticles // Int. J. Phys. Sci. 2012. Vol. 7, № 37. P. 5415-5420.

126. Ali M.Y. et al. Effect of Ni doping on structure, morphology and opto-transport properties of spray pyrolised Zn0 nano-fiber // Heliyon. Elsevier Ltd, 2020. Vol. 6, № 3. P. e03588.

127. Zheng Y. et al. Hierarchical flower-like nickel(II) oxide microspheres with high adsorption capacity of Congo red in water // J. Colloid Interface Sci. Elsevier Inc., 2017. Vol. 504. P. 688696.

128. Chang M.H., Liu H.S., Tai C.Y. Preparation of copper oxide nanoparticles and its application in nanofluid // Powder Technol. 2011. Vol. 207, № 1-3. P. 378-386.

129. Masuda Y. et al. Exfoliation of layers in NaxCo02 // J. Nanosci. Nanotechnol. 2006. Vol. 6, № 6. P. 1632-1638.

130. Pradhan A.C., Paul A., Rao G.R. Sol-gel-cum-hydrothermal synthesis of mesoporous Co-Fe@Ah03-MCM-41 for methylene blue remediation // J. Chem. Sci. Journal of Chemical Sciences, 2017. Vol. 129, № 3. P. 381-395.

131. NIST Chemistry WebBook-Methylene blue [Electronic resource]. 2000. Vol. 18, № 2. P. 6-8.

132. Khan M.R. et al. Quantitative determination of methylene blue in environmental samples by solid-

phase extraction and ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry: A green approach // RSC Adv. Royal Society of Chemistry? 2014. Vol. 4? № 64. P. 34037-34044.

133. Wolski L.? Ziolek M. Insight into pathways of methylene blue degradation with H2O2 over mono and bimetallic Nb? Zn oxides // Appl. Catal. B Environ. Elsevier? 2018. Vol. 224. P. 634-647.

134. Wu L. et al. Degradation of methylene blue by dielectric barrier discharge plasma coupled with activated carbon supported on polyurethane foam // RSC Adv. Royal Society of Chemistry? 2019. Vol. 9? № 45. P. 25967-25975.

135. Shirafuji T. et al. Matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometric analysis of degradation products after treatment of methylene blue aqueous solution with three-dimensionally integrated microsolution plasma // Jpn. J. Appl. Phys. 2016. Vol. 55? № 1.

136. Houas A. et al. Photocatalytic degradation pathway of methylene blue in water // Appl. Catal. B Environ. 2001. Vol. 31? № 2. P. 145-157.

137. Djurisic A.B.? He Y.? Ng A.M.C. Visible-light photocatalysts: Prospects and challenges // APL Mater. AIP Publishing? LLC? 2020. Vol. 8? № 3. P. 1-24.

138. Kim S.S. et al. Promotion of acceptor formation in SnO2 nanowires by e-beam bombardment and impacts to sensor application // Sci. Rep. 2015. Vol. 5? № 2. P.1-12.

139. Soltan W. Ben et al. Vanadium doped SnO2 nanoparticles for photocatalytic degradation of methylene blue // J. Mater. Sci. Mater. Electron. Springer US? 2017. Vol. 28? № 21. P. 1582615834.

140. Epand R.M.? Epand R.F. Lipid domains in bacterial membranes and the action of antimicrobial agents // Biochim. Biophys. Acta - Biomembr. Elsevier B.V.? 2009. Vol. 1788? № 1. P. 289-294.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица 1. Фотокаталитические свойства наночастиц Sn02."-" информация отсутствует

Образец и концентрация Форма, размер Eg (эВ) Концентрация загрязнителя Источник света Фотодеградация «Темная» адсорбция Циклы Анализ побочных продуктов Ссылки

Sni-xCOx02-5 (X = Сферы, МВ 20 мл, БпОг-б 100%,

0, 1, 3, 5 мол.%), менее 3 4-4.2 эВ 5 мг л#*, 15 Вт УФ Бщ-хСохОг-б 50% 60 мин - + [33]

150 мг л-1 нм рН=6 60 мин

Co-Sn02 (0, 1, 3, 5 мол. %) 30 мкг л-1 Сферы 30-40 нм - МВ 25 мкг/л УФ 92% 60 мин 60 мин - - [34]

CO-Sn02 (0, 3, 5 мол. %) Сферы, 32-35 нм 3.58-3.12 эВ Фенол и бензойная кислота 10 мг л#* УФ Фенол 71%, бензойная кислота 76% 100 мин 30 мин 7 - [35]

CO-Sn02 (0, 0.1, 0.2, 0.3 мол. %), 0.1 г Сферы, 14.3 нм 3.80, 3.84, 3.76, 3.65 эВ МВ 25 мл 10-5 M УФ 150 Вт ксеноновая лампа (0sram) 180 мин - - - [18]

Сферы,

Zno.3Sno.7O2 100 мг БпОг 5.8 Sn02 3.8, МВ 250 мл, 150 Вт БпОг ~5%,

нм, {п- Zn- Sn02 10-5 M, ксеноновая гп-БпОг -90% 30 мин 5 - [18]

БпОг 7.8 нм 3.11 эВ рН=7 лампа УФ 210 мин

Mn-Sn02 БпОг -40%,

(10-50 масс. %), Блоки 3.6 эВ МВ 50 мг л1 УФ Мп-БпОг -30% 4 ч 4 ч - - [36]

ТьБпОг (10, 20 апё 50 мол.%) 12.5 мг

Полые сферы, диаметр 300 нм

БпОг 3.65, ТьБпОг 3.2-3.4 эВ

МВ 50 мл, 20 мг л1

300 Вт ртутная лампа (УФ)

и 350 Вт ксеноновая

лампа (видимый)

УФ: БпОг -15%,

ТьБпОг 92% Видимый: БпОг -25%, ТьБпОг 54% 135 мин

М-БпОг (0, 1, 3, 5, 7 мол. %), ! 25 мг

Сферы, 15-40 нм

3.71-3.46 эВ

МВ 100 мл, 10"3 М

Галогеновая лампа (видимый свет)

БпОг -5%, М-БпОг -70% 60 мин

30 мин

[13]

М-БпОг (0, 0.1, 0.2, 0.3 мол. %), 0.1 г

Сферы, 6.1 нм

3.80, 3.84, 3.76, 3.65 эВ

МВ 25 мл, 10"5 М

150 Вт УФ ксеноновая лампа (Овгат)

10 % 180 мин

[18]

М-БпОг (Бп/М 5:1, 3:1, 2:1, 1:1 мол.) 0.05 г

Сферы, 3-6 мкм

БпОг 3.59, М-БпОг 3.15 эВ

Родамин 50 мл, 10"5 М

Ксеноновая лампа

БпОг 100%, М-БпОг 33% 40 мин

15% 3-4 часа

1Л

[38]

М-БпОг (0, 0.025, 0.050, 0.075, 0.100, 0.125 М) 0.150 г

Сферы, 25-30 нм

БпОг 3.71 М-БпОг: 3.62, 3.63, 3.54, 3.51, 3.66 эВ

Бриллиантовы й зеленый 100 мл

5 мг/л, рН=6.5

Солнечный свет (между 11.00 ат и 02.00 рт)

БпОг 81%, М-БпОг 97% 105 мин

[27]

М-БпОг (1, 3, 5, 7 ат. %) 0.3 г л"1

Сферы, 20 нм

3.46, 3.39, 3.27, 3.20 эВ

Родамин 5, 15, 20 ррт

Видимый свет

50% 180 мин

[39]

5

4

М-БпОг (0, 3, 5 мол. %) Сферы, 36-17 нм 3.58, 3.33, 3.11 эВ Фенол, бензойная кислота и метиловый оранжевый (МО) УФ Фенол 55-65%, бензойная кислота 72-89%, МО 74-95% 100 мин - - - [40]

М-БпОг (0, 1, 3, 5 мол. %) 10 мг Сферы, 3-5 нм 3.85, 3.69, 3.66, 3.64 эВ Родамин 50 мл 10 мг/л ксеноновая лампа 500 Вт БпОг 52.8% М-БпОг 91.5% 28 мин 30 мин - - [41]

Си-БпОг (0, 5, 10 масс. %) Пленки БпОг 3.68, Си- БпОг МВ 25 мл, 15 мг л#* 125 Вт ртутная БпОг 59%, Си-БпОг 88% 30 мин - - [42]

- 3.32 эВ (видимый) 120 мин

Си-БпОг (0.01, 0.03, 0.05 мол. %), 100 мг Агломера ты 2.2-3.02 эВ МО 20 ррт, Ксеноновая лампа 99%, 80 мин 30 мин - - [43]

Агрегир

ованные

¡-БпОг (2, 6, 10 ат. %), 100 мг наночаст иц, БпОг 22.8 нм, V- БпОг 14.6-11.6 нм 3.25 2.75 эВ МВ 100 мл, 10 мг л1 125 Вт ртутная УФ БпОг 34 %, ¡-БпОг 60% 40 мин 30 мин - - [44]

250 Вт

БпОг, 100 мг л"1 Наностер жни - 2.81 -3.37 эВ МВ 100 мл, 20 мг л1 ртутная лампа (видимый свет) 48-96.3% 90 мин 30 мин 3 - [45]

Сферы,

БпОг, 50 мг диаметр 60 - 110 нм, стержни <1 мкм З.60 эВ, З.56 эВ, З.52 эВ МВ 100 мл, 5 10"5 М Солнечный свет 92.47-98.57% 80 мин 45 мин 4 - [46]

Ре-БпО2 Слоистые З00 Вт

декорированный слоями g-CзN4 (1, 2, З масс. %), гетеростр уктуры, диаметр 2.7 эВ, З.1 эВ, З.5З эВ МВ 50 мл, 20 мг л#* ксеноновая лампа (видимый БпОг -10%, Бе-БпОг 100% 70 мин З0 мин З - [47]

100 мг 10-40 нм свет)

Таблица 2. Получение наночастиц БпОг допированных ионами Зё элементов

Ссылка Допант

Метод/ рН агент, рН реакционной среды/ обработка наночастиц

Концентрация допанта

Форма

Размер

Е§, эВ

Соосаждение /№ОН 5М, рН=10/ [18] N1 Высушивание при 80 0С 24 часа и обжиг в трубчатой печи при 800 0С З0 мин

0? 0.1, 0.2, 0.З мол. %

Сферическая

БпОг 5.8 нм М-БпОг 11.8 нм

З.80, З.84, З.76, З.65 эВ

[46]

N1

Смешивание растворов с последующей ГТО (гидротермальная обработка) при 180 0С 5 часов/ Высушивание при 60 0С 24 часа, кальцинирование З50 0С 5 часов

Бп:№= 5:1, З:1, 2:1, 1:1 (молярное соотношение)

Сферическая От 5-6 до 1.5 мкм

БпОг З.59 Ni-SnО2 З.15 эВ

[27] Ni Осаждение при температуре 60 0C/ Дигидрат щавелевой кислоты 0.75 М/ Высушивание при 100 0C 5 0, 0.025, 0.050, 0.075, 0.100, 0.125 М Сферическая 25-30 нм SnO2 3.71 Ni-SnO2: 3.62, 3.63, 3.54, 3.51, 3.66

часов, обжиг при 410 0C 2 часа эВ

[47] Ni Соосаждение/ 8 М NH&OH, рН=9/ Высушивание при 80 0C 4 часа, кальцинирование при 600 0С 4 часа 1, 3, 5, 7 ат. % Сферическая 20-27 нм 3.46, 3.39, 3.27, 3.20 эВ

Осаждение/ 1М NaOH, рН=8/ 3.58, 3.33, 3.11 эВ

[33] Ni Высушивание при 70-80 0С, 0, 3, 5 мол. % Сферическая 35-15 нм

кальцинирование при 600 0C 3 часа

Смешивание растворов с 3.85, 3.69, 3.66, 3.64 эВ

[34] Ni последующей ГТО при 160 0С 8 часов/ Высушивание 60 0C 12 часов 0, 1, 3, 5 мол. % Сферические < 5 нм

Осаждение/ NH&OH, рН=9/

[13] Ni Высушивание при 100 0С 12 часов, кальцинирование при 600 0С 5 часов 0, 1, 3, 5, 7 мол. % Сферические 20-50 нм 3.71-3.46 эВ

[82] Cu Смешивание растворов/ кальцинирование при 450 0С 0.01, 0.03, 0.05 мол. % Квантовые точки Агломерированные наночастицы 3.02-2.2 эВ

[35] Cu Смешивание и нанесение пленок на стекло при 60-70 0С в течении 1 часа/ NH&OH, рН=8/ Обжиг при 500 0С 2 часа 0, 1, 5, 10 масс. % Пленки Толщина 39.7, 37.2, 34.24, 31.56 нм SnO2 3.68 Cu-SnO2 10% 3.32 эВ

Микроволновый ГТС при 140 0С 10

[41] Co мин/ NaOH, рН=8/ Высушивание при 80 0С 1, 3, 5 мол. % Квазисферическая 2.3 нм 4-4.2 эВ

[83] Co Осаждение с последующей ГТО при 2000С 12 часов/ 4M NH&OH 0.005, 0.01, 0.03, 0.05, 0.10, 0.15 мол. % Квазисферическая 3.5 нм 3.72-3.19 эВ

[4З] Co Ocaждeниe/ lM NaOH, pH=8/ Bыcyшивaниe пpи 6OO 0C З zaca O, З, S мoл. % Cфepичecкaя 42-З2 нм З^8-З.12 эB

[42] Co Coocaждeниe пpи 8O0C ^cm^b^ чacoв/ NH4OH, pH=8/ Bыcyшивaниe O, l, З, S мoл. % Aгpeгиpoвaнныe нaнoчacтицы ЗO-4O нм -

^и 4O 0C

Coocaждeниe/ NaOH SM, pH=lO/

[l8] Co Bыcyшивaниe пpи 8O 0C 24 чaca и oбжиг в тpyбчaтoй печи пpи 8OO 0C ЗO мин O, O.l, O.2, O3 мoл. % Cфepичecкaя SnO2 S.8 нм Co-SnO2 14.З нм З.8O, З.84, З.76, З^ эB

Transmittance (%)

о

о " 3401^-— 041 ( п о 3400 О О

S ш < m 3 с 3000 2500 СЮ 2376\ _11_FR ы W I "П

3 er о о _

о 3.

5¡ 0- 1627 1627

о _ О-Н 1445 < СЮ 1046 / 1024

О - М-0 /- 545 е— 544 Сиь г

Transmittance (%) «

Рисунок 3. Просвечивающая микроскопия высокого разрешения (ПЭМ) и изображения ЗАЕБ для образцов М-ЗпОг: (а, Ь) ПРЯ, (с, с!) 33_РЯ; (е, ^ 11_8Я, (о, Ь) 33_8Я; Элементный анализ ЕБХ образца ЗЗ_РЯ (1): О (]), Бп (к), N1 (1).

С

1000 пт

С

1000 пт

Рисунок 4. Просвечивающая микроскопия высокого разрешения (ПЭМ) и изображения БАЕБ для образцов Си-БпОг: (а, Ь) 11_РЯ, (с, ё) ЗЗ_РЯ; (е, Г) 11_ХЯ, Ь) ЗЗ_БЯ

Рисунок 5. Просвечивающая микроскопия высокого разрешения (ПЭМ) и изображения SAED для образцов Со-SnO!: (a, b) 11FR, (с, d) 33 FR; (е, f) 11SR, (g, h) 33SR

2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 20 40 60 80 100 120 5 10 15 20

Рисунок 6. Распределение по размерам для Со-SnO!

1000 800 600 400 200 Binding Energy (eV)

Sn3d5/2 e

A 487.10

/Д.486.70

Sn3d3/2

I) 495.50 6

/Д495.Ю s.

I /1

«

с

p

// \ с

/ \ J k__ J VNL33_SR

VNMJLSR

500 495 490 485

Binding Energy (eV)

870 865 860 855 Binding Energy (eV)

1000 800 600 400 200 Binding Energy (eV)

500 495 490 485

Binding Energy (eV)

870 865 860 855 Binding Energy (eV)

Рисунок 7. Спектры РФЭС образцов Ni-SnCh: общая съемка наночастиц Ni-SnCh (survey) (a, b), Sn3d (с, d), Ni2p (e, f).

с

a

Binding energy (eV)

Binding energy (eV)

Binding energy (eV)

1200 1000

Binding energy (eV)

Binding energy (eV)

Binding energy (eV)

Рисунок 8. Спектры РФЭС образцов Cu-SnCh: общая съемка наночастиц Cu-SnCh (survey) (a, b), Sn3d (с, d), Cu2p (e, f).

X _i C! 0 ° 7 ,5" cw "«•Л О СО i l*> 4i m О <Л |co_33_sr)

___|co_ii_sra

1200 1000 800 600 400 200 Binding energy (eV)

■0 _, = II w O^U, \nA 1 WH*-^ 0 5 СО icq 33 FW _|CO_11_Fr|

Со2рз/2

778.46

Co2pi/2 ¿Шк 1

791.70

N.

Co_33_SR

778.34

792.82 , liu À

T%i

Cb_11_SR____

Binding energy (eV)

Со2рз/2

Co2pi/2 780.61

737.37

Co_33_FR / V*4^

780.53

796.87

Co_11_SR Sn3d5/2

Sn3d3/2 A

A I A 487.37 eV

/ \ 496.23 eV I à. «488.90 eV

492 488

Binding Energy (eV)

Co_33_SR Sn3d5/2

A 487.33 eV

Sn3d3/2 л «

M|495.73 eV

il

500 496 492 488 484

Binding Energy (eV)

Co_11_ FR Sn3ds/2 j N/v. 489.26 eV

Sn3d3/2 / >487.22 eV

ДН/А 497.64 eV У

/ / \ 495.63 eV sk I

a

с

e

d

f

1200 1000

Binding energy (eV)

Binding energy (eV)

Binding Energy (eV)

Binding Energy (eV)

Рисунок 9. Спектры РФЭС образцов Co-SnCh: общая съемка наночастиц Co-Sn02 (survey) (a, b), Со2р (с, d), Sn3d (e-h)

540 538 536 _ 534 532 530 528 526 540 538 536 _ 534 532 530 528 526 540 538 536 _ 534 532 530 528 526 540 538 536 534 532 530 528 526

Binding energy (eV)

Binding energy (eV)

Binding energy (eV)

Binding energy (eV)

Рисунок 10. Спектры РФЭС Ois (a, b, c, d) и спектры KP (e, f, g, h) для Ni-Sn02

Рисунок 11. Спектры РФЭС Ois (a, b, c, d) и спектры KP (e, f, g, h) для Cu-Sn02

d Ni 11 SR

С

а

Co_33_SR

Ois

С

536 534 532 530 528 526 536 534 532 530 528 526 536 534 532 530 528 526 536 534 532 530 528 526

Binding Energy (eV)

Binding Energy (eV)

Binding Energy (eV)

Binding Energy (eV)

627 А1д

Рисунок 12. Спектры РФЭС Ois (a, b, с, d) и спектры КР (e, f, g, h) для Co-Sn02

h

Таблица 3. Моды KP спектров

Моды

Образцы o Sn-O Дефекты Sn-o