Plasma electrolytic synthesis and characterization of bismuth-containing oxide films on titanium

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Bismuth-containing films on titanium were formed by single-stage plasma electrolytic oxidation (PEO) in pulsed mode in an electrolyte with dispersed particles containing metallic bismuth. The surface morphology and composition of the obtained films were studied by scanning electron microscopy, X-ray phase analysis, Energy-dispersive analysis and X-ray photoelectron spectroscopy. Modification of Ti/TiO2 films with bismuth leads to the appearance of anodic photocurrents in the visible region of the spectrum, a shift in the potentials of flat bands to the cathode region and an increase in the concentration of charge carriers. It is shown that the characteristics and properties of the obtained film composites are noticeably affected by the pulse duration t (0.02 or 0.05 s). At t = 0.02 s, films containing cubic particles with a diameter of 0.2 to 1 μm with an increased bismuth content are formed. Such films have a small band gap of 1.62 eV and exhibit the highest photoelectrochemical activity under the influence of visible light.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

D. Popov

Far Eastern Federal University; Institute of Chemistry, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: vasileva.ms@dvfu.ru
Ресей, Vladivostok; Vladivostok

M. Vasilyeva

Far Eastern Federal University; Institute of Chemistry, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: vasileva.ms@dvfu.ru
Ресей, Vladivostok; Vladivostok

V. Kuryavyi

Institute of Chemistry, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: vasileva.ms@dvfu.ru
Ресей, Vladivostok

V. Korochentsev

Institute of Chemistry, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: vasileva.ms@dvfu.ru
Ресей, Vladivostok

V. Egorkin

Institute of Chemistry, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: vasileva.ms@dvfu.ru
Ресей, Vladivostok

Әдебиет тізімі

  1. Cheng G., Liu X., Xiong J. // Chem. Eng. J. 2024. P. 157491. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157491
  2. Bopape D.A., Ntsendwana B., Mabasa F.D. // Heliyon. 2024. V. 10. P. E39316. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e39316
  3. Ali T., Ahmed A., Alam U. et al. // Mater. Chem. Phys. 2018. V. 212. P. 325. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.03.052
  4. Maeda K., Domen K. // J. Phys. Chem. Lett. 2010. V. 1 P. 2655. https://doi.org/10.1021/jz1007966
  5. Barbosa M.O., Moreira N.F.F., Ribeiro A.R. et al. // Water Res. 2016. V. 94. P. 257. https://doi.org/10.1016/j.watres.2016.02.047
  6. Fujishima A., Rao T.N., Tryk D.A. // J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2000. V. 1. P. 1. https://doi.org/10.1016/S1389-5567(00)00002-2
  7. Liu Z., Wang Q., Tan X. et al. // Alloys Compd. 2020. V. 815. P. 152478. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152478
  8. Chen Y., Chen D., Chen J. et al. // Alloys Compd. 2015. V. 651. P. 114. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.08.119
  9. Pellegrino G., Mineo G., Strano V. et al. // Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Asp. 2025. V. 705. P. 135738. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2024.135738
  10. Borilo L.P., Mal’chik A.G., Kuznetsova S.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2014. V. 59. P. 1065. https://doi.org/10.1134/S0036023614100039
  11. Ilsatoham M.I., Alkian I., Azzahra G. et al. // Results Eng. 2023. V. 17. P. N100991. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.100991.
  12. Cai N., Mai Y., Su R. et al. // Mater. Lett. 2024. V. 365. P. 136464. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2024.136464
  13. Alizad S., Fattah-alhosseini A., Karbasi M. et al. // Ceram. Int. 2024. V. 50. № 22. P. 45083. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.08.347
  14. Vasilyeva M.S., Lukiyanchuk I.V., Budnikova Yu.B. et al. // ChemPhysMater. 2024. V. 3. № 3. P. 293. https://doi.org/10.1016/j.chphma.2024.03.003
  15. Vasilyeva M.S, Lukiyanchuk I.V., Sergeev A.A. et al. // Surf. Coat. Technol. 2021. V. 424. P. 127640. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127640
  16. Rogov A.B. // Mater. Chem. Phys. 2015. V. 167 P. 136. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2015.10.020
  17. Rogov A.B., Terleeva O.P., Mironov I.V. et al. // Appl. Surf. Sci. 2012. V. 258. P. 2761. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.10.128
  18. Amsheeva A.A. // J. Anal. Chem. 1978. V. 33. № 6. P. 814. WOS:A1978GF08000003
  19. Moulder F., Stickle W.F., Sobol P.E. et al. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy, Eden Prairie: Physical Electronics, USA, 1995. 262 p.
  20. Salmanzadeh-Jamadi Z., Habibi-Yangjeh A., Khataee A. // J. Ind. Eng. Chem. 2024. V. 143. P. 354. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2024.08.037
  21. Liang Y.-C., You S.-Y., Chen B.-Y. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V 23. P. 12024. https://doi.org/10.3390/ijms231912024
  22. He Y., Cai J., Zhang L. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2014. V. 53. № 14. P. 5905. https://doi.org/10.1021/ie4043856
  23. Muñoz A.G. // Electrochim. Acta. 2007. V. 52. № 12. P. 4167. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2006.11.035
  24. Tsui L., Homma T., Zangari G. // J. Phys. Chem. C. 2013. V. 117. № 14. P. 6979. https://doi.org/10.1021/jp400318n
  25. Schneider M., Schroth S., Schilm J. et al. // Electrochim. Acta. 2009. V. 54. № 9. P. 2663. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2008.11.003

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Formation curves of samples: 1 – Ti/Bi(0.02); 2 – Ti/Bi(0.05).

Жүктеу (92KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. SEM images of samples: a, c – Ti/Bi(0.02), b – Ti/Bi(0.05) and d – energy dispersive spectrum of particles.

Жүктеу (756KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. X-ray photoelectron spectra of Bi4f (a, b), Ti2p (c, d) and O1s (d, f) for samples: a, c, d – Ti/Bi(0.02); b, d, f – Ti/Bi(0.05).

Жүктеу (538KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Diffuse absorption spectra of samples (a) and Tauc plots (b) for samples: 1 – Ti/Bi(0.02); 2 – Ti/Bi(0.05).

Жүктеу (152KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Photocurrent profiles under the action of UV (a) and visible (b, c) light for samples: 1 – Ti/Bi(0.02); 2 – Ti/Bi(0.05) and 3 –Ti/TiO2. a, b – without applying a potential, c – with applying a potential of 0.6 V.

Жүктеу (160KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. a) Nyquist diagrams; b) Mott–Schottky diagrams for samples: 1 – Ti/Bi(0.02); 2 – Ti/Bi(0.05) and 3 –Ti/TiO2.

Жүктеу (146KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».