13

Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (4), 540–547

Study of photocatalytic activity in two light ranges of Sr₂Mn_0.4Ti_0.6O₄ oxide with the K₂NiF₄-type structure

Tatyana I. Chupakhina – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia; chupakhina@yandex.ru
Olga I. Gyrdasova – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia; gyrdasova@ihim.uran.ru
Anastasya M. Uporova – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia
Larisa Y. Buldakova – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia
Mikhail Y. Yanchenko – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia
Dzhavid V. Mamedov – Zavoisky Physical-Technical Institute, FRC Kazan Scientific Center of RAS, Kazan, Russia
Yulia A. Deeva – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia
Inna V. Baklanova – Institute of Solid State Chemistry UB RAS, Ekaterinburg, Russia

Corresponding author: Tatyana I. Chupakhina, chupakhina@yandex.ru

PACS 82.65.+r

DOI 10.17586/2220-8054-2024-15-4-540-547

ABSTRACT The photocatalytic properties of single-phase sample Sr₂Mn_0.4Ti_0.6O₄ is studied as a representative of a series of Sr₂Mn_xTi_1-xO₄ solid solutions (x = 0.05, 0.15, 0.25, 0.4) obtained by the SHS. The sample annealed at 1200 °C is characterized by a uniform distribution of Sr, Ti and Mn in the oxidation degree (4+) inside the aggregates, the average size of which does not exceed 1 μm. According to UV-Vis-NIR spectroscopy data, a narrowing of the band gap of Sr₂TiO₄ from 3.16 to 1.8 eV is observed when it is doped with 40 mol% of manganese. This is due to the high photoactivity of Sr₂Mn_0.4Ti_0.6O₄ in the HQ oxidation reaction in UV and blue light.

KEYWORDS nanostructured strontium titanate, Raddlesden–Popper structures, oxidative photocatalysis

ACKNOWLEDGEMENTS The work was supported by RCF, project No. 24-23-20123. The UV-Vis-NIR spectrum was recorded on equipment of the Center for Joint Use “Spectroscopy and Analysis of Organic Compounds” at the Postovsky Institute of Organic Synthesis, UB RAS.

FOR CITATION Chupakhina T.I., Gyrdasova O.I., Uporova A.M., Buldakova L.Y., Yanchenko M.Y., Mamedov D.V., Deeva Y.A., Baklanova I.V. Study of photocatalytic activity in two light ranges of Sr₂Mn_0.4Ti_0.6O₄ oxide with the K₂NiF₄-type structure. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15 (4), 540–547.

Download

[In Russian] Чупахина Т. И., Гырдасова О. И., Упорова А. М., Булдакова Л. Ю., Янченко М. Ю., Мамедов Д. В., Деева Ю. А., Бакланова И. В.

Исследование фотокаталитической активности в двух световых диапазонах оксида Sr₂Mn_0.4Ti_0.6O₄ со структурой типа K₂NiF₄

АННОТАЦИЯ Изучены фотокаталитические свойства однофазного образца Sr₂Mn_0.4Ti_0.6O₄ как представителя серии твердых растворов Sr₂Mn_xTi_1-xO₄ (x = 0,05; 0,15; 0,25; 0,4), полученного методом СВС. Образец, отожженный при 1200 °С, характеризуется равномерным распределением Sr, Ti и Mn степени окисления (4+) внутри агрегатов, средний размер которых не превышает 1 мкм. По данным UV-Vis-NIR -спектроскопии при легировании его 40 мол% марганца наблюдается сужение запрещенной зоны Sr₂TiO₄ с 3,16 до 1,8 эВ. Это связано с высокой фотоактивностью Sr₂Mn_0.4Ti_0.6O₄ в реакции окисления HQ в УФ и синем свете.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА наноструктурированный титанат стронция, структуры Раддлесдена-Поппера, окислительный фотокатализ