Введение
Глава 1. Литературный обзор 9
1.1. Общие сведения о структуре диоксида титана 9
1.2. Фотокатализ на основе диоксида титана и основные проблемы такого фотокатализа 13
1.3. Влияние электронных ловушек на фотокаталитические свойства системы на основе диоксида титана 17
1.4. Фермент гидрогеназа. Общие свойства 18
1.4.1. Распространение и классификация гидрогеназ 19
1.4.2. Строение активного центра [NiFej-гидрогеназ 20
1.4.3. Механизм каталитического действия и активация [NiFe] -гидрогеназ 21
1.4.4. Факторы, влияющие на активность и
стабильность гидрогеназ 24
1.4.5. Фотокатализ на системе полупроводник/фермент 24
1.5. Фотокатализ на системе полупроводник/частицы
благородных металлов 26
1.6. Фотокатализ на допированном диоксиде титана 30
Глава 2. Экспериментальная часть 33
2.1. Приготовление рабочих электродов 33
2.1.1. Формирование пленок диоксида титана 33
2.1.2. Высаживание частиц благородных металлов на мезопористую плёнку диоксида титана 35
2.1.3. Формирование фотокатализаторов диоксида титана допированных атомами азота и серы с поглощением в видимом диапазоне света 36
2.1.4. Приготовление электрохимического электрода с иммобилизованной гидрогеназой. Сорбция гидрогеназы 37
2.2. Фотокаталитические свойства образцов допированного диоксида титана 38
2.3. Определение потенциалов плоских зон образцов допированного диоксида титана 39
2.4. Электрохимическая ячейка 39
2.5. Оптические измерения 41
2.5.1. Измерение спектральных свойств образцов допированного диоксида титана 41
2.5.2. Измерение спектральных свойств систем ТЮг/гидрогеназа и ТЮг/наночастицы Au, Ag 41
2.6. Микроскопия 42
Глава 3. Исследование диоксида титана допированного атомами азота и серы 44
3.1.1. Определение потенциала плоских зон образцов допированного диоксида титана 49
3.1.2. ЭПР исследования парамагнитных центров фотогенерируемых в ТІО? 52
3.1.3. Фотокаталитическая активность дотированных образцов 54
3.2 Восстановление ионов серебра до металлического серебра на поверхности допированного атомами N и S диоксида титана 60
Четвертая глава. Исследование мезопористых плёнок диоксида титана с фотодепонированными на них наночастицами золота и серебра .62
4.1. Сравнительное исследование структуры ловушек диоксида титана, а также диоксида титана с нанесенными частицами золота и серебра 62
4.1.1. Электрохимические измерения 62
4.2. Исследование фотокаталитических свойств системы на основе мезопористой пленки диоксида титана с фотодепонированными на нее наночастицами золота и серебра 71
4.2.1. Исследование кинетики восстановления метилвиологена Пі I
с MV до MV на поверности мезопористой плёнки диоксида титана с высаженными на нее наночастицами золота 72
4.2.2. Исследование кинетики восстановления метилвиологена 9-4- 4-
с MV до MV на поверхности мезопористой плёнки ТіОг с фотодепонированными на нее наночастицами серебра 79
4.3. Спектры фотонаведенного поглощения мезопористых пленок ТіОг с фотокаталитически высаженными наночастицами серебра и золота 82
Пятая глава. Исследование системы ТЮг/гидрогеназа 87
5.1. Морфология мезопористых пленок диоксида титана 87
5.2. Фотохимические эксперименты 91
5.2.1. Каталитическая активность гидрогеназы, иммобилизованной на наноструктурированных плёнках диоксида титана 91
5.2.2. Фотокаталитическая активность наноструктурированных пленок диоксида титана, содержащих гидрогеназу 92
5.2.3. Использование различных жертвенных доноров электрона 94
5.2.4. Зависимость фотокаталитической активности пленок Т1О2, содержащих фермент, от интенсивности света 95
5.3. Электрохимические измерения 98
5.3.1. Перенос электрона от ТіОг на реакционный центр гидрогеназы в присутствии дополнительного переносчика заряда метилвиологена 98
5.3.2. Прямой перенос электрона от Ті02 к реакционному центру гидрогеназы 101
5.3.3. Повторная активация электрода 102
Выводы 104
Список литературы
