The object of research, development or design (in Russian) : Нанокомпозитные пленки TiO2/Gr/CdS, наночастицы Ag и Au.

The object of research, development or design (in Kazakh) : TiO2/Gr/CdS нанокомпозитт нанокомпозитті қабыршақтар, Ag және Au нанобөлшектері.

Aim of work (in Russian) : Изучение механизма влияния НЧ металлов на фотокаталитические наноструктуры на основе TiO2/Gr, TiO2/CdS, TiO2/Gr/CdS и их применение для повышения эффективности расщепления молекул воды и фотодеградации органических соединений за счет расширения спектральной чувствительности в видимом диапазоне и улучшенного разделения носителей зарядов.

Aim of work (in Kazakh) : TiO2/Gr, TiO2/CdS, TiO2/Gr/CdS негізіндегі фотокаталитикалық наноқұрылымдарға металдардың HБ әсер ету механизмін зерттеу және оларды көрінетін диапазондағы спектрлік сезімталдықты кеңейту және заряд тасымалдаушыларды бөлуді жақсарту арқылы су молекулаларының бөліну тиімділігін және органикалық қосылыстардың фотодеградациясын жақсарту үшін қолдану.

Методы исследования (на русском) : Экспериментальные исследования проводились методами оптической и лазерной спектроскопии, рентгеновского дифракционного анализа, адсорбции инертного газа, электронной сканирующей и просвечивающей микроскопии, динамического лазерного светорассеяния, импедансной спектроскопии и стационарной вольт-амперометрии при модулированном освещении.

Методы исследования (на казахском) : Эксперименттік зерттеулер оптикалық және лазерлік спектроскопия, рентгендік дифракциялық талдауды, инертті газды адсорбциялауды, электронды сканерлеу және өткізгішті микроскопия, динамикалық лазерлік жарық шашырауы, импеданс спектроскопиясы және модуляцияланған жарықтандыру кезінде стационарлық вольт-амперометрия әдістерімен жүргізілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : – Изучена роль локализованного плазмонного резонанса наночастиц металлов в усилении фотокаталитической активности нанокомпозита TiO2/Gr. Проведено моделирование и расчет оптических свойств, плотности электронных состояний, напряженности электрического поля НЧ Ag и Au различного размера, формы и их положения относительного полупроводника. Подобрана оптимальная концентрация и размеры НЧ металлов обладающих наилучшими фотокаталитическими свойствами. Наиболее оптимальные результаты дает использование НЧ золота диаметром 35 нм с концентрацией в нанокмпозите 10-11 моль/л. – Разработана методика получения нанокомпозитов на основе TiO2, Gr и CdS. Получены данные о влиянии CdS на структурные, морфологические и оптические свойства нанокомпозита TiO2/rGO. На основании полученных данных была подобрана оптимальная конфигурация действующих компонентов для обеспечения наилучшего разделения зарядов и спектральной чувствительности нанокомпозитного материала, где CdS с концентрацией в 5 мас% механически примешивается в нанокомпозит на основе TiO2/Gr. – Опубликовано 7 работ по теме проекта. Из них: 1 (одна) статья в рецензируемом зарубежном или отечественном издании с ненулевым импакт-фактором (рекомендованных КОКСОН), 6 статей в докладах международных и конференций.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : – TiO2/Gr нанокомпозитінің фотокаталитикалық белсенділігін арттырудағы металл нанобөлшектерінің локализацияланған плазмонды резонансының рөлі зерттелді. Оптикалық қасиеттерді, электронды күйлердің тығыздығын, әртүрлі өлшемдегі, пішіндегі Ag және Au НБ электр өрісінің кернеулігін және олардың жартылай өткізгішке қатысты орындарын модельдеу және есептеу жүргізілді. Ең жақсы фотокаталитикалық қасиеттерге ие металл НБ-нің оңтайлы концентрациясы мен мөлшері таңдалды. Ең оңтайлы нәтижелер нанокомпозиттегі концентрациясы 10-11 моль/л болатын диаметрі 35 нм алтын НБ пайдалану арқылы алынады. – TiO2, Gr және CdS негізіндегі нанокомпозиттер алу үшін әдістеме әзірленді. CdS-тің TiO2/rGO нанокомпозитінің құрылымдық, морфологиялық және оптикалық қасиеттеріне әсері туралы деректер алынды. Алынған деректер негізінде нанокомпозиттік материалдың зарядтың ең жақсы бөлінуін және спектрлік сезімталдығын қамтамасыз ету үшін белсенді компоненттердің оңтайлы конфигурациясы таңдалды, мұнда CdS массасы 5% концентрациясы бар TiO2/Gr негізіндегі нанокомпозитке механикалық түрде араласады. – Оның ішінде: нөлдік импакт-факторы бар шетелдік немесе отандық басылымда 1 (бір) мақала, халықаралық конференцияларының баяндамаларында 6 мақала.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В результате реализации проекта будет решена фундаментальная проблема влияния плазмонного эффекта на процесс фотокаталитического разложения воды нанокопозитными материалами на основе TiO2, производных графена (Gr), CdS, и плазмонных НЧ металлов различного состава и формы. Исследование роли морфологии полупроводниковых наноструктур на модификации их физико-химических и фотокаталитических свойств при допировании Gr даст возможность провести сравнительный анализ и отбор материалов с наиболее оптимальными характеристиками. Будет изучен механизм воздействия локализованного плазмонного резонанса НЧ металлов различного состава и формы в усилении фотокаталитической активности нанокомпозитов TiO2/Gr, TiO2/CdS, TiO2/Gr/CdS. Это позволит получить новый материал для фотокатализа с улучшенными адсорбционными и зарядо-транспортными характеристиками, эффективностью светосбора в видимом диапазоне солнечного спектра.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жобаның нәтижесінде TiO2, графен туындылары (Gr), CdS және әртүрлі құрамдағы және пішіндегі плазмоникалық металл НБ негізіндегі нанокомпозиттік материалдармен судың фотокаталитикалық ыдырау процесіне плазмоникалық әсер етуінің түбегейлі мәселесі шешіледі. Жартылай өткізгішті наноқұрылымдардың морфологиясының Gr-мен қоспалау кезінде олардың физика-химиялық және фотокаталитикалық қасиеттерін өзгертудегі рөлін зерттеу салыстырмалы талдау жүргізуге және ең оңтайлы сипаттамалары бар материалдарды таңдауға мүмкіндік береді. TiO2/Gr, TiO2/CdS, TiO2/Gr/CdS нанокомпозиттерінің фотокаталитикалық белсенділігін арттыруда әртүрлі құрамдағы және пішіндегі металл НБ-терінің локализацияланған плазмонды резонансының әсер ету механизмі зерттеледі. Бұл жақсартылған адсорбциялық және зарядты тасымалдау сипаттамаларымен және күн спектрінің көрінетін диапазонында жарық жинау тиімділігімен фотокатализ үшін жаңа материал алуға мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : Не предусмотрено.

Level of implementation (in Kazakh) : Қарастырылмаған.

Efficiency (in Russian) : В результате реализации проекта будут улучшены разделение носителей зарядов и поглощения света в видимом диапазоне нанокопозитных материалов на основе TiO2 и производных (оксидов) графена (Gr) с помощью частиц CdS и плазмонных наночастиц (НЧ) металлов. Композитный материал на основе TiO2, CdS и НЧ металла позволит поглощать электромагнитное излучение в видимом диапазоне, а производные графена в сочетании с НЧ металлов дадут возможность увеличить эффективность разделения электрон-дырочных пар и избежать быстрые рекомбинационные процессы на поверхности фотокатализатора.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаны іске асыру нәтижесінде CdS бөлшектерін және плазмалық металл нанобөлшектерін (НБ) қолдану арқылы TiO2 және графен (Gr) туындылары (оксидтері) негізіндегі нанокомпозиттік материалдардың көрінетін диапазонында заряд тасымалдаушылардың бөлінуі және жарықты сіңіру жақсарады. TiO2, CdS және металл НБ негізіндегі композитті материал көрінетін диапазонда электромагниттік сәулеленуді жұтуға мүмкіндік береді, ал графен туындылары фотокатализаторлық процесс бетіндегі металл НБ-мен үйлесімде электронды-тесік жұптарын бөлу тиімділігін арттыруға және жылдам рекомбинацияны болдырмауға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Наноплазмоника, материаловедение, фотокатализ, водородная энергетика.

Field of application (in Kazakh) : Наноплазмоника, материалтану, фотокатализ, сутегі энергетикасы.