In-situ molybdenum doping of TiO2 layers during anodization

Wysoka absorpcja w świetle ultrafioletowym oraz względnie mała wartość przerwy wzbronionej sprawiają, że tlenek tytanu(IV) jest jednym z najczęściej badanych materiałów półprzewodnikowych. Jego bardzo istotnym zastosowaniem jest wykorzystanie do przeprowadzania procesu fotoelektrochemicznego rozkładu wody, w wyniku którego można otrzymać wodór, będący odnawialnym źródłem energii. Wydajność katalityczna tlenku tytanu(IV) jest jednak ograniczona, dlatego jego domieszkowanie tlenkami metali przejściowych stało się istotnym przedmiotem badań.Przeprowadzono badania nad wpływem przygotowania folii tytanowej do syntezy oraz domieszkowania molibdenem na morfologię i parametry fizykochemiczne otrzymywanych warstw tlenkowych. Przyjęto metodę wprowadzenia tlenku molibdenu(VI) do materiału przez dodatek odpowiednich jonów do elektrolitu, w którym prowadzono anodyzację.Otrzymane materiały scharakteryzowano za pomocą szeregu technik spektroskopowych i elektrochemicznych, po czym określono i porównano ich właściwości fizyczne oraz wydajność katalityczną w procesie fotoelektrochemicznego rozkładu wody. Sprawdzono w ten sposób możliwość stosowania łatwo syntezowalnego kompozytu TiO2/MoO3 o unikalnej morfologii do procesu generowania wodoru.

High absorption in ultraviolet light range and a relatively small band gap make titanium(IV) oxide one of the most often studied semiconductors. Its application in water photoelectrolysis is very important as it allows to produce hydrogen, which is a renewable energy source. However, titanium(IV) oxide’s catalytic efficiency is limited, so doping it with transition metal oxides became an important object of research.Studies were carried out to examine the impact of preparing titanium foil and molybdenum-doping on morphology and physicochemical parameters of synthesized oxide layers. Molybdenum(VI) oxide was introduced into the material by addition of ions to the electrolyte in which the anodization was carried out.The obtained materials were characterized by using various spectroscopic and electrochemical techniques. Their physical properties and catalytic efficiency in the photoelectrochemical water splitting process were determined. This way, the possibility of using an easily synthesized TiO2/MoO3 composite with a unique morphology for the hydrogen generation was examined.