Ukrainian Journal of Physical Optics 

Thonglim P., Sirivichai M., Thanjai O. and Locharoenrat K.

Department of Physics, Faculty of Science, King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang, Bangkok 10520, Thailand
 

Download this article

Abstract. Gold nanoparticles embedded into a ZnO film are prepared with a simple spin-coating technique. Photocatalytic performance of the film is studied under irradiation with the visible light. We suggest to increase the amount of Au nanoparticles in the ZnO matrix (from 0 to 400 mg in our particular case) to improve photocatalytic efficiency of the film via a combination of plasmonic-resonance and Schottky-barrier effects. We choose Fe²⁺ as a model representative of metals available in the wastewater. It is demonstrated that the ZnO/Au films with increased Au content reduce efficiently the amount of ferrum ions in the water solution. In particular, the film with the content ratio ZnO:Au = 1:2 serves as a good absorber for removing Fe²⁺ in case if their initial concentration is equal to 0.2 mM.

Keywords: nanoparticles, photocatalysts, plasmonics, semiconductors, Schottky structures

PACS:  77.55.Hf, 78.40.Fy, 78.40.Kc, 78.67.Bf
UDC: 535.343
Ukr. J. Phys. Opt. 19 60-68
doi: 10.3116/16091833/19/1/60/2018
Received: 02.10.2017

Анотація. Наночастинки золота, вбудовані в плівку ZnO, виготовлено за допомогою простої технології покриття за методом центрифугування. Фотокаталітичні характеристики плівки вивчено за умови опромінення видимим світлом. Запропоновано збільшувати кількість наночастинок Au у матриці ZnO (у нашому конкретному випадку – від 0 до 400 мг) для поліпшення фотокаталітичної ефективності плівки, що досягають завдяки сукупній дії ефектів плазмонного резонансу та бар’єра Шотткі. У якості типового представника металів, наявних у стічних водах, обрано Fe2+. Показано, що плівки ZnO/Au із підвищеним вмістом Au ефективно зменшують кількість іонів заліза у водному розчині. Зокрема, плівка зі співвідношенням вмісту ZnO:Au = 1:2 слугує хорошим поглиначем для видалення іонів Fe2+ у разі, якщо їхня початкова концентрація дорівнює 0,2 мМоль.