Титано-марганцеві оксиди. Оптичні та фотокаталітичні властивості

Методом осадження гідроксиду марганцю на поверхню частинок анатазу або рутилу синтезовано та проведено комплексне дослідження нанокристалічних титано-марганцевих оксидів (ТМО) з вмістом Mn 13÷16 % ат. Структуру, морфологію та хімічний склад синтезованих зразків було визначено за допомогою методів дифракції рентгенівських променів (XRD), сканувальної електронної мікроскопії (SEM) з енергодисперсійним аналізом (EDS) та ренгенофлюоресцентного аналізу (XRF). Встановлено, що одержані мішані оксиди являють собою полідисперсні матеріали різного фазового складу, що містять оксиди титану та марганцю, зокрема, TiO₂, Mn₂O₃, та титанат марганцю MnTiO₃. Методами спектроскопії ІЧ поглинання та комбінаційного розсіювання світла (КРС), було досліджено природу поверхневих дефектних станів та фазові перетворення в одержаних матеріалах. З проведеного аналізу спектрів поглинання у видимому та ультрафіолетовому діапазонах спектру (на ділянці енергій квантів 2,4÷6,0 еВ) було встановлено, що присутність оксидів марганцю призводить до підсилення інтенсивності поглинання та значного довгохвильового зсуву границі поглинання світла у досліджуваних зразках ТМО порівняно з чистим TiO₂. Дослідження фотокаталітичної активності ТМО, чистого TiO₂, та TiO₂ допованого катіонами Mn²⁺, проведено за реакцією фотокаталітичного розкладу органічного барвника сафраніну під дією УФ опромінення. У порівнянні з результати, одержаними для чистого TiO_2, виявлено значне підвищення активності зразків TiO₂ (анатазу і рутилу), допованих катіонами Mn²⁺, а також високу фотоактивність ТМО на основі рутилу.