СТРУКТУРА, ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ТА ФОТОКАТАЛІТИЧНА АКТИВНІСТЬ НАНОКОМПОЗИТІВ ZnO, ЛЕГОВАНИХ Y2O3

Abstract

Нанокомпозити ZnO, леговані Y3+, з різним вмістом Y2O3 (1-5 %) отримано методом Печіні з нітратних розчинів. Розчини нітратів Zn2+ та Y3+ попередньо отримували розчиненням оксидів цинку та ітрію з вмістом основного компонента 99,99 % в азотній кислоті. Досліджено вплив легування оксидом ітрію на мікроструктуру, морфологію, оптичні властивості та фотокаталітичну активність нанопорошків ZnO. Властивості нанопорошків досліджували методами рентгенофазового аналізу, скануючої електронної мікроскопії (РЕМ), енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії. На дифрактограмах отриманих порошків ZnO, легованих Y2O3 присутня в основному одна фаза.  За результатами СЕМ порошки мали конгломератну структуру. Нелегований ZnO має середній розмір частинок 43 нм, тоді як середній розмір частинок ZnO, легований Y3+ коливається від 63 до 79 нм. Встановлено, що морфологія частинок порошку в першу чергу залежить від вмісту в матеріалі Y3+. Вимірювання комбінаційного розсіяння показує, що зразки ZnO, леговані Y2O3, мають інтенсивну та чітко виражену моду A1TO, яка може бути пов’язана з деформацією частинок порошку. У спектрах фотолюмінесценції порошків ZnO зі збільшенням концентрації Y2O3 спостерігаються смуги при 400 нм, зумовлені появою домішок, які викликають дефекти міжвузлового цинку та цинкових вакансій та їх розширення зі зсувом у довгохвильову область. Фотокаталітичні властивості нанопорошків ZnO, легованих оксидом ітрію, досліджували з використанням метилового оранжевого як модельного барвника з опроміненням лампою Osram Ultra-Vitalux (300 Вт). Результати досліджень вказують на те, що отримані порошки є потенційними кандидатами для практичного застосування у фотокаталізі.