Rézzel módosított stroncium-titanát (Cu-SrTiO3) réztartalmának optimalizálása

Optimization of the copper content of copper-modified strontium titanate (Cu-SrTiO3)

Abstract

Catalyst development is still a useful area of science today, mainly because of its wide applicability. Related to this topic, we report a facile method for preparing surface-modified SrTiO₃ photocatalysts performed by copper deposition from an ionic copper solution. The copper-modified samples (0.25–3 wt% Cu content) photooxidized the model pollutant (phenol) 4–5 times faster than the unmodified SrTiO₃. The photocatalytic efficiency is not linearly related to the copper content, therefore, the aim of this work is to optimize the copper content. The highest photoactivity was achieved at 1 wt% copper content. Copper and copper oxide have a plasmonic effect, which increases the recombination time after charge separation. Therefore, more water molecules can be oxidized on the surface, which is the reason for the increased activity.

Kivonat

A katalizátorfejlesztés ma is hasznos területe a tudománynak, főleg a széleskörű alkalmazhatóságuknak köszönhetően. A témához kapcsolódva bemutatunk egy egyszerű szintézist réz-módosított stroncium-titanát előállítására, melynek során réz-oxidot választottunk le réz ionokat tartalmazó oldatból. A rézzel módosított minták (0,25–3 m/m% Cu-tartalom) 4–5-ször gyorsabban fotooxidálták az általunk használt modellszennyezőt (fenol), mint a módosítatlan SrTiO₃. A fotokatalitikus hatásfok nincs lineáris összefüggésben a réztartalommal, ezért a munka célja a réztartalom optimalizálása. A legnagyobb fotoaktivitást az 1 m/m% réztartalommal rendelkező minta érte el. A réz és a réz-oxid plazmonikus hatással rendelkezik, ami megnöveli a töltésszétválasztás utáni rekombinációs időt, így több vízmolekula oxidálódik a felületen, ez az oka a fokozott aktivitásnak.