Фотоэлектрокаталитическое окисление этиленгликоля на поверхностно-модифицированных TiO2 нанотрубчатых электродах для получения водорода : научное издание
Библиографическое описание:Фотоэлектрокаталитическое окисление этиленгликоля на поверхностно-модифицированных TiO2 нанотрубчатых электродах для получения водорода : научное издание / Н. А. Зосько, Т. А. Кенова, О. П. Таран. - Текст : непосредственный // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. - 2025. - Т. 18, № 4. - С. 650-663. - Работа выполнена в рамках государственного задания Института химии и химической технологии СО РАН (проект 0287-2021-0012) с использованием оборудования Красноярского регионального центра коллективного пользования ФИЦ КНЦ СО РАН. - ISSN 1998-2836. - ISSN 2313-6049.
Аннотация:Исследован процесс фотоокисления этиленгликоля (ЭГ) на нанотрубчатых TiO2 электродах, синтезированных анодным окислением титановой фольги, в водных электролитах с различным значением рН (5.9, 13.6) и концентрацией ЭГ (0.01-10М). Методами хроноамперометрии, линейной развертки потенциала, электрохимической импедансной спектроскопии (ЭИС) показано, что электрохимическая восстановительная активация электродов циклической вольтамперометрией (ЦВА) приводит к увеличению плотности поверхностных состояний. Это способствует эффективному разделению экситонов e<sup>-</sup>/h<sup>+</sup>, увеличению скорости переноса заряда на межфазной границе электрод/электролит и, соответственно, плотности фототока. Установлено, что добавление ЭГ увеличивает фототок, величина которого зависит от концентрации ЭГ в растворе, рН и состояния поверхности фотоанода. Данные ЭИС коррелируют с результатами измерения переходного фототока и указывают на то, что окисление воды и окисление ЭГ являются конкурирующими процессами, а окисление ЭГ протекает по различным механизмам, с прямым и непрямым переносом дырок к адсорбированным на поверхности электрода молекулам
The photooxidation of ethylene glycol (EG) on nanotube TiO2 electrodes synthesized by anodization of titanium foil was studied in aqueous electrolytes at different pH levels (5.9 and 13.6) and EG concentrations (0.01 to 10 M). Chronoamperometry, linear potential scanning, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were shown that electrochemical reduction activation of electrodes by cyclic voltammetry (CV) leads to an increase in the surface states density. This contributes to the effective e-/h+ exciton separation, an increase in the charge transfer rate at the electrode/electrolyte interface, and, accordingly, the photocurrent density. The photocurrent was found to increase with EG addition, with this magnitude being affected by EG concentration, pH level, and the surface state of the photoanode. The EIS results aligned with transient photocurrent measurements, indicating a competition between water oxidation and EG oxidation. EG oxidation proceeded through various pathways, including both direct and indirect hole transfer to molecules adsorbed on the electrode surface
