Структура и фотокаталитическая активность допированных железом покрытий диоксида титана, нанесенных электронно-лучевым испарением

Abstract

Методом электронно-лучевого испарения с последующим отжигом на воздухе получены тонкие пленки диоксида титана, легированного железом. С использованием методов рентгеноструктурного анализа, рентгенофотоэлектронной спектроскопии и атомно-силовой микроскопии установлен характер влияния концентрации железа, температуры отжига на температуру фазового перехода анатаз–рутил, размер кристаллитов и морфологию поверхности покрытий. Показано, что фотокаталитическая активность тонких покрытий Fe–TiO2 в реакции фоторазложения красителя метиловый оранжевый выше, чем у нелегированных пленок. Наиболее высокую активность проявляют покрытия, содержащие 2 моль % железа, отожженные при 600 °C. Iron doped TiO2 thin films (Fe–TiO2) were prepared by electron beam evaporation (EBE) method and annealing at different temperatures in the air. The effects of the amount of Fe doping and the annealing temperature on the phase transformation, crystallite size, and surface morphology of these films were investigated by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and atomic force microscopy. The photocatalytic activity of the films was evaluated by degradation of methyl orange in its solution. Experimental results indicate that the optimal doping concentration was 2 mol % and the best annealing temperature was 600 °C.