プラズマ化学原子層堆積によって調製されたCo3O4被覆TiO2粉末の光触媒特性

背景

現代産業の急速な発展に伴い、水質汚染が深刻な問題として浮上しています[1、2]。有機染料は毒性作用を示し、汚染された水への光の浸透を減らします[3]。さらに、ほとんどの繊維染料は、化学酸化やその他の従来の廃水処理に対して抵抗力を示します。幸い、TiO ₂ ベースの光触媒は、有機染料に対して優れた分解を示します[4]。 TiO ₂ 毒性が低く、化学的安定性が高く、広範囲の有機汚染物質を除去する触媒活性があるため、人気のある光触媒材料の1つとして広く集中的に研究されてきました[5、6、7]。ただし、光生成された電子正孔対の再結合率が速いため、全体的な量子効率は比較的低くなります[8]。さらに、TiO ₂ の固有の大きなバンドギャップ その光吸収をUV領域に制限します。これは、全日射の4％未満しか占めていません[9、10]。これらの欠陥は、その実用的なアプリケーションを妨げます。したがって、金属/非金属ドーピング[11、12]、色素増感[13]、ヘテロ接合形成[14、15]など、その光触媒活性を改善するためのさまざまなアプローチが検討されてきました。

n型TiO ₂ 間のp-nヘテロ接合の構築が実証されています およびNiOやAg ₂ などのp型半導体 Oは、光生成された電子と正孔の再結合率を低下させるのに有益です[16、17、18]。第一に、p-n接合は半導体界面にビルトイン電位を生成する可能性があります。照明下では、内部電場が光生成された電子正孔対の分離と輸送を促進します[19]。第二に、バンドギャップが小さい半導体は、バンドギャップが大きい触媒の光吸収を高めることができます[20]。さらに、いくつかの半導体は、触媒の安定性を改善し、表面の電気化学反応を促進するために使用することもできます[21]。結果として、光触媒活性は、半導体/半導体ヘテロ接合の形成によって劇的に改善される可能性があります。 Chen etal。 p-n接合NiO / TiO ₂ 光触媒は、メチレンブルー（MB）の分解において改善された光活性を示しました[22]。

Co ₃ O ₄ 、最も用途の広い遷移金属酸化物の1つは、染料の劣化[23、24]、ガスセンサー[25]、リチウムイオン電池[26]、低温でのCOの酸化[27]など、多くの分野で広く適用されています。 、およびH ₂ 世代[28]。 Co ₃ O ₄ 、NiOやAg ₂ のように O、p型半導体に属します。そのバンドギャップ（2.1 eV）は、NiO（3.5 eV）に比べて比較的狭いです。さらに、Ag ₂ よりも優れた化学的安定性を示します OなぜならAg ₂ OはCO ₂ を吸収する傾向があります 空気中でAg ₂ を形成します CO ₃ または、比較的高温で使用するとAgに分解します[28]。 p-n Co ₃ O ₄ / BiVO ₄ またはCo ₃ O ₄ / TiO ₂ 接合部は、BiVO ₄ の単一半導体よりも高い光触媒活性を示しました。 またはTiO ₂ 有機染料の除去[29、30]。

Co ₃ を合成するために、かなりの数の方法が使用されてきました。 O ₄ 化学蒸着（CVD）[31,32,33]、プラズマスプレー[34]、プラズマ支援CVD（PECVD）プロセス[35,36,37]などのベースのナノシステム。 Co ₃ O ₄ / TiO ₂ p-n接合も含浸-堆積-分解法[30]によって製造されています。その後の煆焼と励起が必要であり、排気ガスが発生する可能性があります。

原子層堆積（ALD）は、前駆体蒸気を使用した連続的な自己制限および相補的な表面化学吸着反応に基づく新しい薄膜堆積技術です。 CVD、PECVD、化学溶液法と比較して、大面積の均一性、優れた3次元適合性、膜厚の正確で簡単な制御、柔軟な表面改質、低い処理温度など、独自の利点があります[38]。プラズマ化学種が周期的堆積プロセスの1つのステップで反応性ガスとして使用されるプラズマ強化原子層堆積（PEALD）は、基板温度や前駆体に対する自由度の向上など、熱ALDに比べていくつかのメリットを示します。最近、ALDは、半導体[39]、新エネルギー[40]、光触媒[41]、特にナノ材料の表面改質[42]などのさまざまな分野で、ますます大きな展望と幅広い用途を示しています。

ここでは、Co ₃ をトレースします O ₄ コーティングされたTiO ₂ p-n接合光触媒はALD法で作製した。多段階手順による含浸-堆積-分解法[30]と比較すると、ALD技術は、1段階の堆積と、その後のアニーリングなしの200°Cの低い処理温度しかありません。 Co ₃ の結晶構造、形態、組成、バンドギャップ O ₄ コーティングされたP25粉末は、さまざまな分析技術によって特徴づけられました。 Co ₃ の光触媒活性 O ₄ 紫外線（UV）光照射下でのメチレンブルー（MB）染料の分解における100および200サイクルのコーティングされたP25粉末が深く研究されています。純粋なP25粉末とは対照的に、100サイクルのCo ₃ O ₄ コーティングされたP25p-n接合サンプルは、明らかに向上したUV光触媒効率を示します。 Co ₃ の可能な光触媒メカニズム O ₄ コーティングされたTiO ₂ 粉末も提案されています。

メソッド

市販のTiO ₂ Co ₃ のサポーターとして粉末（P25）を使用しました O ₄ 沈着。 P25粉末を多孔質容器に均一に入れ、PEALDチャンバー（SUNALE R-200、Picosun）に入れました。ジカルボニルシクロペンタジエニルコバルト（CoCp（CO） ₂ 、Strem Chemicals、96％）を45°Cに保ち、室温の酸素プラズマをCo ₃ のコバルト前駆体および酸素源として使用しました。 O ₄ それぞれ沈着。高純度酸素（99.999％）を酸素プラズマ源として使用し、アルゴン（99.999％）をキャリアガスとして使用し、プラズマ出力とO ₂ ガス流量はそれぞれ2500Wと160sccmでした。次に、100サイクルおよび200サイクルのCo ₃ O ₄ PEALDによって200°CでP25粉末上に堆積され、1サイクルは0.2秒のCoCp（CO） ₂ で構成されていました。 投薬、6秒N ₂ パージ、21.5秒O ₂ 血漿投与、および6秒N ₂ パージ。 600サイクルのCo ₃ の場合 O ₄ コーティングされたP25サンプル、酸素プラズマの代わりに流れる酸素（130 sccm）を酸素源として使用しました。 Co前駆体と反応器の温度は変化しなかった。したがって、600サイクルのCo ₃ O ₄ 熱ALDによってP25粉末上に堆積され、1サイクルは2 s CoCp（CO） ₂ で構成されていました。 投薬、8秒N ₂ パージ、5秒O ₂ 投薬、および10秒N ₂ パージ。以前の作業では、PEALD Co ₃ O ₄ カーボンナノチューブ上では、低い堆積速度とアイランド成長モードが示されました[43]。 800サイクルおよび2400サイクルのCo ₃ の厚さ O ₄ それぞれ5nmと20nmでした。粗い堆積面はCo ₃ で覆われていました O ₄ ナノ粒子。したがって、100サイクルおよび200サイクルのCo ₃ O ₄ P25への堆積はまだ核形成段階にある可能性があり、Co ₃ の形成につながる可能性があります。 O ₄ ナノ粒子でコーティングされたTiO ₂ p-n接合構造。

Co ₃ の結晶構造 O ₄ コーティングされたP25粉末は、CuKα線（λ=0.15418 nm）を使用したX線回折（XRD、Rigaku-D / max 2000）によって特徴づけられました。スキャン角度は、40kVおよび40mAで動作する10°から80°の範囲でした。表面の化学的特徴は、励起源としてAlKα放射線（1486.6 eV）を使用して、X線光電子分光法（XPS、Thermo ESCALAB-Thermo fisher K-alpha）によって分析されました。すべての結合エネルギーは、284.6eVのC1sピークを基準にしています。誘導結合プラズマ質量分析（ICP-MS、ThermoXシリーズ2ICP-MS）を実行して、光触媒粉末のCo元素含有量を測定しました。

粉末の微細構造と表面形態は、電界放出型走査電子顕微鏡法（FESEM、Ultra 55、ZRISS）と透過型電子顕微鏡法（TEM、FEI Tecnai G ² ）を使用して特徴づけられました。 F20 S-ツイン）。触媒粉末は、TEM観察のために極薄のカーボンフォイルで銅グリッドに滴下する前に、20分間の超音波振動によってエタノールに完全に分散されました。 Brunauer-Emmett-Teller（BET）の比表面積は、窒素吸着装置（Micromeritics Tristar-3000）を使用して実行されました。

Co ₃ の光触媒活性 O ₄ コーティングされたTiO ₂ メチレンブルー（MB）の分解中の粉末は、100 W UV LEDランプ（UVEC-411）の照射下で評価されました。システム温度を約25°Cに維持するために、循環冷却水が採用されました。ランプは反応液から15cm離れたところにありました。 50ミリグラムの触媒を50mL MBの水溶液（37.4 mg / L）に加えました。照明の前に、混合溶液を光のない状態で3時間撹拌して、吸着平衡を達成しました。所定の照射時間ごとに、混合物の約4 mLを取り出し、遠心分離によって分離して、懸濁した固体触媒を除去しました。分解プロセスは、UV-vis吸収スペクトル（UV-3600、島津製作所、日本）によって監視され、残留MBの濃度は、664nmでの最大吸収を測定することによって定量的に分析されました。

Co ₃ の可視光光触媒活性 O ₄ コーティングされたTiO ₂ 粉末は、水溶液中のメチルオレンジ（MO）の分解によっても評価されました。 420 nmのカットオフフィルターを備えたソーラーシミュレーター（300 W Xeランプ、MircoSolar300、PerfectLight）は、可視光を照射します。残留MOの濃度は、464nmでのMOの最大吸収を測定することによって決定されました。

Mott-Schottkyプロットは、電気化学作業ステーション（CHI Instruments CHI760E）を使用して、暗所で1および2kHzの周波数で測定されました。 52ミリグラムのP25または200サイクルのCo ₃ O ₄ コーティングされたP25粉末と18mgのヨウ素を、超音波振動により50mLのアセトンに分散させました。次に、混合スラリーを15 Vで2分間、フッ素ドープ酸化スズ（FTO）導電性ガラスに電気めっきしました。電気化学的測定は、3電極構成を使用して、室温で1 MNaOH電解質で実施されました。作用電極には、光触媒を用いて作製したままのFTOガラスを採用しました。白金メッシュ（1cm×2cm）とAg / AgClを、それぞれ対極と参照電極として使用しました。 MB、P25、および200サイクルのCo ₃ の等電点（IEP） O ₄ 水溶液中のコーティングされたP25は、ゼータ電位測定（Malvern Zetasizer、Nano ZS 90ゼータ）を使用して決定されました。

結果と考察

XRDを使用して、サンプルの相構造を決定しました。図1は、純粋なP25および200サイクルのCo ₃ のXRDパターンを示しています。 O ₄ -コーティングされたP25パウダー。どちらのサンプルも、標準的なアナターゼ型TiO ₂ の同様の特徴的なピークを示しています。 （JCPDSカード番号：21–1272）、Co ₃ 以降の結晶構造に明らかな変化がないことを示唆しています O ₄ コーティング。さらに、両方のサンプルの結晶子サイズは、Scherrerの式から20±2nmと推定できます。

純粋なP25および200サイクルのCo ₃ のXRDパターン O ₄ コーティングされたP25パウダー

SEMとTEMを利用して、純粋なP25と200サイクルのCo ₃ の形態と微細構造を観察しました。 O ₄ 図2a–dに示すように、コーティングされたP25粉末。純粋なP25と200サイクルのCo ₃ O ₄ コーティングされたP25サンプルは、同様の形態と15〜30 nmの結晶子サイズを示しています（図2a、b）。図2e、fに示すように、ナノ粒子のサイズ分布もカウントされました。これは、ガウス曲線に適合させることができます。純粋なP25および200サイクルのCo ₃ の結晶子サイズの計算された平均値 O ₄ コーティングされたP25粉末は、それぞれ〜25.8および〜26.2 nmです。これは、SEM観察で小さなナノ粒子を簡単に無視できるため、XRDの結果よりもわずかに大きくなります。これらのナノ粒子は一緒に凝集して、50〜100nmのより大きなクラスターを形成します。図2cの高分解能TEM（HRTEM）画像では、局所倍率で十分に結晶化したTiO ₂ 明確な格子縞のあるナノ結晶は、純粋なP25粉末で見ることができます。 200サイクル後のPEALDCo ₃ O ₄ 、より大きな結晶性TiO ₂ 上にあるいくつかの小さなアモルファスナノ粒子を特に識別できます。 図2dの矢印でマークされているように、直径2〜3nmの表面。以前の研究[43]に基づくと、これらの小さなナノ粒子はPEALD由来のCo ₃ であるはずです。 O ₄ 島の成長モードで。 TEMおよびXRDの結果と組み合わせると、CoイオンはCo ₃ として存在すると推定できます。 O ₄ TiO ₂ に付着したアモルファスナノ粒子 Ti ⁴⁺ の占有の代わりに粉末表面 TiO ₂ の位置 格子。

SEM（ a 、 b ）およびHRTEM（ c 、 d ）純粋なP25および200サイクルのCo ₃ の画像 O ₄ コーティングされたP25粉末と粒度分布（ e 、 f ）。 a 、 c 、 e 純粋なP25パウダー。 b 、 d 、 f 200サイクルのCo ₃ O ₄ コーティングされたP25パウダー

さらに、PEALD Co ₃ の影響 O ₄ P25の比表面積についても調べた。 BET表面積は112.6および104.0m ² 純粋なP25およびCo ₃ の場合は/ g O ₄ それぞれコーティングされたP25粉末なので、Co ₃ O ₄ P25粉末への堆積は、P25の比表面積にわずかな影響を及ぼします。

XPSは、PEALD100サイクルCo ₃ がある場合とない場合のサンプルの化学組成を調査するために実行されました。 O ₄ コーティング。両方のサンプルは、Ti2pおよびO1sスペクトルに対してほぼ同じ信号を示しています。図3aでは、464.6および458.9eVのダブレットをTi ⁴⁺ に割り当てることができます。 2p _1/2 およびTi ⁴⁺ 2p _3/2 スピン軌道相互作用エネルギーが5.7eVのTi–O結合のピークは、TiO ₂ の値と一致しています。 。図3bに示すように、O1sスペクトルは2つのピークにデコンボリューションできます。 529.9 eVの強いピークは、O–Ti結合に割り当てることができます。 532.2 eVで結合エネルギーが高い弱いピークは、サンプル表面に吸収されたOH種に起因します[44]。 Co ₃ のO1sピーク O ₄ 〜529.8 eV [43]に配置する必要があります。これは、O–Ti結合と区別するのが困難です。計算されたTi：Oの原子比は約1.00：2.13であり、基本的にTiO ₂ の組成と一致しています。 。ただし、100サイクルのCo ₃ のCo信号 O ₄ -コーティングされたP25粉末は弱すぎて検出できません。 Co含有量がXPSの検出限界を下回っている可能性があるという事実に起因する可能性があります。したがって、ICP-MSを使用して、純粋なP25および100サイクルのCo ₃ のCo含有量を測定しました。 O ₄ -コーティングされたP25パウダー。純粋なP25および100サイクルのCo ₃ のCo含有量がわかります O ₄ コーティングされたP25は、それぞれ0.13および3.63ppmです。したがって、Co ₃ をトレースします O ₄ 確かにPEALDによってP25粉末に堆積されます。さらに、XPSは600サイクルのCo ₃ の分析にも使用されました。 O ₄ -サーマルALDによって調製されたコーティングされたP25サンプル。弱いCo2pスペクトルは、〜0.6％のCo原子パーセント含有量で認識できます。

100サイクルCo ₃ のXPSスペクトル O ₄ -コーティングされたP25パウダーと純粋なP25パウダー。 a Ti2p。 b O 1s

図4aは、純粋なP25およびCo ₃ の室温UV-可視拡散反射スペクトルを記録しています。 O ₄ -200および600サイクルでコーティングされたP25サンプル。純粋なP25と200サイクルのCo ₃ O ₄ コーティングされたP25サンプルは、ほぼ同じ光吸収スペクトルを示しますが、600サイクルのCo ₃ O ₄ 熱ALDに由来するコーティングされたP25サンプルは、400〜700 nmの可視範囲、特に400〜500 nmの領域で比較的強い吸収を示します。これは、Co ³⁺ のd-d遷移に起因します。 またはCo ²⁺ イオン。

a UV-可視拡散反射スペクトルおよび（ b ）純粋なP25、200サイクルおよび600サイクルのCo ₃ の対応するバンドギャップ決定プロット O ₄ コーティングされたP25パウダー

直接バンドギャップ半導体の場合、吸収端と光子エネルギーの関係（hν ）次のように書くことができます[45]：

（αhν ） ² = A （hν − E _g ）ここで A は直接バンドギャップ半導体の吸収定数です。吸収係数（α）は、Kubelka-Munk理論に従って散乱スペクトルと反射スペクトルから決定されます。直接バンドギャップエネルギーは、図4bに示すように、プロットの接線の切片から推定できます。 200サイクルのCo ₃ のバンドギャップ O ₄ コーティングされたP25粉末は、約3.41±0.02 eVであり、純粋なTiO ₂ とほぼ同じです。 Coの負荷量が非常に少ないため（ICP-MSでは〜ppm）、粉末（3.38±0.02 eV）。 600サイクルのCo ₃ O ₄ コーティングされたP25サンプルは、Coの負荷が比較的高いため（XPSで約0.6原子％）、2つのバンドギャップを示します。 3.20±0.03eVのより大きなバンドギャップは、TiO ₂ に由来します。 一方、2.47±0.03 eVのはるかに小さいバンドギャップは、Co ₃ に関連している可能性があります。 O ₄ コーティング。 ALD由来のCo ₃ O ₄ コーティングのバンドギャップは、Co ₃ の文献値2.3eVよりもわずかに広くなっています。 O ₄ 溶液ベースの合成によるナノスフェア（〜20 nm）[46]。

MBは光触媒を評価するためのプローブとして一般的に使用されており、その分解メカニズムは十分に解明されています。図5a–cは、純粋なP25、100サイクル、および200サイクルのCo ₃ の存在下でのUV光下でのMBの光触媒分解を示しています。 O ₄ それぞれコーティングされたP25光触媒。 MBの最大吸収は664nmにあります。吸収強度は、MBの劣化に対応して、すべてのサンプルのUV光照射下で時間とともに減少します。図5dは、すべてのサンプルの光触媒分解曲線をプロットしたものです。純粋なP25とCo ₃ の両方 O ₄ コーティングされたP25粉末は、UV光の下でMBを劣化させる可能性があります。一方、触媒を含まないUV光ではMBの劣化はほとんど見られず、MBがUV光下で安定していることを示しています。ただし、100サイクルまたは200サイクルのCo ₃ O ₄ コーティングされたP25粉末は、純粋なP25粉末と比較してはるかに高い光触媒活性を示します。 Co ₃ の分解効率 O ₄ コーティングされたP25は1.5時間でほぼ100％に達する可能性がありますが、純粋なP25のそれはわずか約80％です。

さまざまな触媒を使用したMB溶液のUV-可視吸収および分解曲線。 a 純粋なP25。 b 100サイクルのCo ₃ O ₄ 。 c 200サイクルのCo ₃ O ₄ コーティングされたP25触媒。 d MBの劣化曲線

Co ₃ の複合触媒の安定性を判断するために、リサイクルテストも実施されました。 O ₄ -コーティングされたP25パウダー。 200サイクルのCo ₃ では、光触媒効率の低下は見られません。 O ₄ -MB光分解で3回繰り返し使用した後のコーティングされたP25サンプル。

Co ₃ の強化された光触媒活性 O ₄ コーティングされたP25粉末は、Co ₃ 間のp-n接合の形成に起因する可能性があります。 O ₄ およびTiO ₂ 。図6は、200サイクルのCo ₃ がある場合とない場合のP25のMott-Schottkyプロットを記録しています。 O ₄ コーティング。純粋なP25サンプルは、正の傾きを持つMott-Schottkyプロットを示し、電子キャリアを備えたn型半導体を示唆しています。負の傾きを持つMott-Schottkyプロットは、正孔キャリアを備えたp型半導体を意味します。 200サイクルのCo ₃ の場合 O ₄ コーティングされたP25触媒では、Mott-Schottkyプロットで同様の値を持つ正と負の勾配の共存を同時に観察でき、サンプルでのp-n接合の形成を示しています。これは、光生成された電子正孔対の分離に役立ちます[18、22、47]。

純粋なP25とCo ₃ のMott-Schottkyプロット O ₄ -暗所で周波数が1および2kHzの1MNaOH水溶液でコーティングされたP25

図7は、Co ₃ のエネルギー準位と電子正孔移動の概略図を示しています。 O ₄ –TiO ₂ p-n接合構造。 Co ₃ O ₄ TiO ₂ よりもはるかに小さいバンドギャップ（〜2.4 eV）を示します （〜3.4 eV）。紫外線を照射すると、両方のCo ₃ で電子正孔対が生成されます。 O ₄ およびTiO ₂ 。図7のエネルギー準位構造によれば、光生成された電子はCo ₃ の伝導帯から移動します。 O ₄ TiO ₂ のそれに 。対照的に、正孔はTiO ₂ の価電子帯から注入されます。 Co ₃ のそれに O ₄ 。その結果、TiO ₂ の伝導帯に高濃度の電子と正孔が形成されます。 Co ₃ の価電子帯 O ₄ 、 それぞれ。電子と正孔のペアの再結合は、光生成された電子と正孔の分離により効果的に妨げられます。分離された電子と正孔は、光触媒表面に吸着された反応物と自由に反応し、光触媒活性を高めます。したがって、Co ₃ O ₄ –TiO ₂ p-n接合構造は、純粋なTiO ₂ よりも優れた光触媒特性を示します。 。

Co ₃ のエネルギー準位と電子正孔運動の概略図 O ₄ –TiO ₂ UV光照射下のp-n接合構造

さらに、MBの吸収に対する等電点（IEP）の影響を評価するために、図8に示すように、ゼータ電位測定を使用してIEPを検出しました。MB、純粋なP25、および200-のIEPサイクルCo ₃ O ₄ 水溶液中のコーティングされたP25は、それぞれ5.37、6.74、および7.42であると決定されます。 MB色素とP25またはCo ₃ のpH値 O ₄ コーティングされたP25水性懸濁液は6.68と測定されます。 IEPの結果によると、MB色素は正味の負電荷を帯びていますが、両方の触媒は正電荷を帯びています。さらに、Co ₃ O ₄ コーティングされたP25粉末は、純粋なP25よりも正電荷があります。したがって、Co ₃ O ₄ コーティングはP25へのMBの吸着を促進する可能性があり、これは光触媒活性の向上に有益です。

MB、P25、およびCo ₃ のゼータ電位 O ₄ -pH値の関数としての水溶液中のコーティングされたP25

最後に、Co ₃ を使用したメチルオレンジ（MO）の光分解試験 O ₄ コーティングされたP25粉末も可視光照射下で実施されました。 200サイクルのCo ₃ O ₄ コーティングされたP25サンプルは、MOの分解に対して光触媒活性を示しません。微量のCo ₃ しか存在しないことが原因と考えられます。 O ₄ P25表面に。トレースCo ₃ O ₄ 触媒反応を刺激するのに十分な可視光を吸収できません。そのため、600サイクルのCo ₃ を用意しました。 O ₄ より多くのCo ₃ を導入するためのサーマルALDによるコーティングされたP25サンプル O ₄ P25粉末へのナノ粒子。 MO色素の分解における光触媒活性は、可視光照射（λ）下で調べられました。 図9に記録されているように、≥420nm）。600サイクルのCo ₃ O ₄ コーティングされたP25は、120分で約26％のMOの劣化を伴う、目に見える光触媒活性を示します。これは、Co ₃ を検討することで説明できます。 O ₄ 図4d [28]で確認されているように、バンドギャップが狭い（〜2.4 eV）ため、可視光下でのナノ粒子の活性。

600サイクルのCo ₃ の目に見える光触媒活性 O ₄ -コーティングされたP25パウダー。 a 紫外可視吸収と b 可視光照射下でのMO溶液の分解曲線

結論

要約すると、Co ₃ O ₄ コーティングされたP25p-n接合粉末光触媒は、PEALDによって首尾よく調製されました。これらの修飾P25粉末の構造、形態、組成、およびバンドギャップは体系的に特徴付けられています。紫外線下でのMB分解の光触媒活性は深く研究されてきました。 P25粉末のアナターゼ構造と結晶子サイズは、100サイクルおよび200サイクルのCo ₃ の後も変化しません。 O ₄ 沈着。ただし、UV光の下では、Co ₃ O ₄ コーティングされたP25粉末は、1.5時間でほぼ100％の分解率を示します。 UV光触媒活性は、純粋なP25粉末と比較して明らかに強化されています。光触媒粉末のMott-Schottkyプロットは、Co ₃ でのp-nヘテロ接合形成を確認します。 O ₄ –TiO ₂ 光生成された電子正孔対の分離に有益なナノコンポジット材料。さらに、IEPの結果は、Co ₃ O ₄ コーティングは、P25粉末へのメチレンブルーの有機染料の吸着を促進する可能性があります。とりわけ、ALDは、表面改質によって効果的なp-n接合光触媒を構築するための有望で強力な技術です。