Structural and optical properties of AgCl-sensitized TiO2 (TiO2 @AgCl) prepared by a reflux technique under alkaline condition Translated title: Propriedades estruturais e ópticas de TiO 2 sensibilizado com AgCl (TiO 2 @AgCl) preparado por técnica de refluxo em condição alcalina

Abstract

Abstract The AgCl-sensitized TiO2 (TiO2@AgCl) has been prepared from the precursor of TiO2-rutile type which on its surface adsorb chloride anion (Cl-) and various amounts of silver using AgNO3 as starting material: AgNO3/(AgNO3+TiO2) mass ratio of 0.00, 1.14, 3.25, 6.38 and 10.32%. Reflux under alkaline condition was the employed technique. All samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) and diffuse reflectance UV-vis spectroscopy. The sample without the addition of AgNO3 was analyzed by scanning electron microscope and surface area analyzer. The morphology of the sample showed a distribution of microspheres of approximately 0.5 to 1.0 µm and the specific surface area was 68 m2/g. XRD patterns indicated that the sample without the addition of AgNO3 contained two types of TiO2: rutile (major) and anatase (minor), whereas the samples with the addition of AgNO3 consisted of one phase of AgCl and two types of TiO2: rutile and anatase. The bandgaps of the samples were in the range of 2.97 to 3.24 eV, which were very close to the bandgap of intrinsic TiO2 powder. The presence of 0.8, 2.6 and 4.4 wt% of AgCl in each sample resulted in an additional bandgap in visible light region of 1.90, 1.94 and 2.26 eV, respectively, whereas the presence of 9.4 wt% of AgCl in the sample resulted in two bandgaps in visible light region of 1.98 and 1.88 eV.

Translated abstract

Resumo O TiO2 sensibilizado com AgCl (TiO2@AgCl) foi preparado a partir do precursor de tipo TiO2-rutilo que na sua superfície adsorve o ânion cloreto (Cl-) e várias quantidades de prata utilizando AgNO3 como material de partida: relação de massa AgNO3/(AgNO3+TiO2) de 0,00, 1,14, 3,25, 6,38 e 10,32%. O refluxo em condições alcalinas foi a técnica empregada. Todas as amostras foram caracterizadas por difração de raios X (DRX) e espectroscopia UV-vis de reflectância difusa. A amostra sem adição de AgNO3 foi analisada em microscópio eletrônico de varredura e analisador de área de superfície. A morfologia da amostra mostrou uma distribuição de microesferas de aproximadamente 0,5 a 1,0 µm e a área superficial específica foi de 68 m2/g. Os difratogramas de DRX indicaram que a amostra sem adição de AgNO3 continha dois tipos de TiO2: rutilo (principal) e anatásio, enquanto as amostras com adição de AgNO3 apresentaram uma fase de AgCl e dois tipos de TiO2: rutilo e anatásio. As energias da banda proibida (bandgaps) das amostras foram na faixa de 2,97 a 3,24 eV, muito próximas da bandgap de TiO2 intrínseco. A presença de 0,8, 2,6 e 4,4% em massa de AgCl em cada amostra resultou em bandgap adicional na região da luz visível de 1,90, 1,94 e 2,26 eV, respectivamente, enquanto a presença de 9,4% em massa de AgCl na amostra resultou em dois bandgaps na região da luz visível de 1,98 e 1,88 eV.