M. RO[KARI^ s sodel.: TEHNIKA XPS – MO^NO ORODJE ZA KARAKTERIZACIJO FOTOAKTIVNIH KATALIZATORJEV TEHNIKA XPS – MO^NO ORODJE ZA KARAKTERIZACIJO FOTOAKTIVNIH KATALIZATORJEV Matev` Ro{kari~ 1,2 , Gregor @erjav 2 , Albin Pintar 2 ZNANSTVENI ^LANEK 1 Univerza v Mariboru, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, Smetanova ulica 17, 2000 Maribor 2 Kemijski in{titut, Hajdrihova 19, 1001 Ljubljana POVZETEK V tem delu je predstavljena uporaba tehnike XPS pri {tudiju ~i{~enja onesna`enih voda s pomo~jo naprednih oksidacijskih procesov (angl. advanced oxidation processes,A O P )k o tj e heterogena fotokataliza. Za uspe{no fotokatalizo se izvaja razvoj novih katalizatorjev, ki bi bili aktivni ob osvetljevanju z vidno svetlobo in bi imeli bolj{e kvantne izkoristke. Posledi~no bi imeli tudi bolj{o katalitsko aktivnost. Tehnika rentgenske fotoelek- tronske spektroskopije (XPS) je mo~no orodje za karakterizacijo novih sintetiziranih katalizatorjev, saj omogo~a vpogled v mehanizem heterogene fotokatalize ter tako pripomore k bolj{emu razumevanju delovanja katalizatorja. V tem delu so predstavljeni primeri uporabe tehnike XPS iz literature za analizo katalizatorjev s poudarkom na katalizatorju tipa g-C 3 N 4 /TiO 2 in kompozita TiO 2 /Au. Klju~ne besede: rentgenska fotoelektronska spektroskopija, foto- kataliza, TiO 2 , g-C 3 N 4 /TiO 2 , plazmonski efekt, `lahtne kovine XPS technique – a powerful tool for character- ization of photoactive catalysts ABSTRACT This work presents the application of XPS technique to study the cleaning of wastewater with the help of advanced oxidation pro- cesses (AOPs), which also include heterogeneous photocatalysis. For an efficient photocatalysis new catalysts are being developed, which would be visible light active and have a better quantum yield. This would increase the catalytic activity. The X-ray photo- electron spectroscopy (XPS) technique is a powerful tool for the characterization of the newly synthesized catalysts and helps to get an insight into the reaction mechanism. This helps to form a better understanding of the catalysts and enables its optimization. This work presents the practical use of the XPS technique for the characterization of catalysts, with an emphasis on the catalyst type g-C 3 N 4 /TiO 2 and TiO 2 /Au. Keywords: X-ray photoelectron spectroscopy, photocatalysis, TiO 2 , g-C 3 N 4 /TiO 2, plasmonic effect, noble metals 1 UVOD Industrializacija in urbanizacija se iz leta v leto ve~ata, kar ima za posledico pove~ane koli~ine odpadnega materiala, ki je lahko v obliki trdnih, plinastih ali teko~ih odpadkov. Posledi~no se ve~a tudi poraba vode za industrijske procese [1]. V primeru voda predstavljajo predvsem problem onesna`ila, ki niso biolo{ko razgradljiva [2]. Ta onesna`ila, kot je npr. bisfenol A, lahko v veliko primerih delujejo tudi kot endokrini motilci [3]. Endokrini motilci ne motijo le hormonskih sistemov `ivali v naravi, ampak preko prehrambne verige tudi ljudi. Za odstranitev teh snovi iz onesna`enih voda je primerna uporaba naprednih oksidacijskih procesov (angl. advanced oxidation pro- cesses, AOPs). Prednost AOP je, da lahko odstranijo tudi nizke koncentracije {kodljivih molekul [2]. Tako lahko s pomo~jo AOP v idealnem primeru pretvorimo organske molekule do ogljikovega dioksida (CO 2 )i n vode (H 2 O), kar imenujemo popolna mineralizacija [2]. Lahko pa se zgodi le delna mineralizacija, pri ~emer problem predstavljajo novonastale spojine, ki so velikokrat bolj toksi~ne kot prvotna onesna`ila. Za doseganje popolne mineralizacije se je kot dobra izbira izkazal proces heterogene fotokatalize. Kot katalizator se pogosto uporabljajo polprevodniki, kot je npr. titanov dioksid (TiO 2 ), ki pa je katalitsko aktiven le, kadar ga obsvetljujemo z ultravijoli~no (UV) svetlobo. Da omogo~imo uporabo {ir{ega spektra svetlobe in dose`emo bolj{e stopnje minerali- zacije, potekajo raziskave v smeri razvoja katali- zatorjev na osnovi TiO 2 z dodatkom drugih elementov. Lastnosti sintetiziranih katalizatorjev je treba anali- zirati s pomo~jo razli~nih tehnik, kot npr. du{ikova adsorpcija/desorpcija, vrsti~na elektronska mikrosko- pija (angl. scanning electron microscopy, SEM), presevna elektronska mikroskopija (angl. transmission electron microscopy, TEM), rentgenska `arkovna difrakcija (angl. X-ray difraction, XRD), fotolumi- niscen~ne meritve (angl. photoluminiscence, PL), UV-Vis difuzna refleksija (ang. UV-Vis diffuse reflect- ance, UV-Vis-DR), infrarde~a spektroskopija s Fourierjevo transformacijo (angl. Fourier-transform infrared spectroscopy, FTIR), elektrokemijska impe- dan~na spektroskopija (angl. electrochemical imped- ance spectroscopy, EIS) itn. Uporabna je tudi rentgenska fotoelektronska spektroskopija (angl. X-ray photoelectron spectros- copy, XPS), saj lahko tako dolo~imo, ali je titan vezan na ogljik in/ali na du{ik pri uporabi dvokomponent- nega katalizatorja g-C 3 N 4 /TiO 2 . Hao s sodel. [4] je s tehniko XPS pokazal odsotnost vrhov v XPS-spektrih Ti 2p za vezi Ti–C in Ti–N ter s tem ugotovil, da se ti elementi ne vklju~ijo v mre`o TiO 2 , ampak se je g-C 3 N 4 vezal na povr{ini TiO 2 [4]. S pomo~jo tehnike XPS lahko tudi preverimo ali smo med komponentami pridobili `eljeni tip kontakta. Tako je s pomo~jo tehnike XPS Jo s sodel. [5] dokazal nastanek Z-she- matskega kompozitnega katalizatorja g-C 3 N 4 /TiO 2 [5]. @erjav s sodel. [6] je s pomo~jo tehnike XPS razisko- val plazmonski efekt na katalizatorjih TiO 2 + Au, kakor tudi dolo~il vi{ino Schottkyjeve bariere [6]. M. RO[KARI^ s sodel.: TEHNIKA XPS – MO^NO ORODJE ZA KARAKTERIZACIJO FOTOAKTIVNIH KATALIZATORJEV VAKUUMIST 41 (2021) 1–2 19 Tehnika XPS je mo~no orodje za pridobivanje informacij o prisotnih elementih, kemijski sestavi, kemijskem okolju elementov in o razli~nih interak- cijah med komponentami. Analizna globina pri tehniki XPS je okoli 3–6 nm. Ob~utljivost tehnike je okoli 0,5 at.%. V tem delu je najprej na kratko predstavljeno podro~je AOP in fotokatalize. S pomo~jo podatkov iz literature je podrobneje predstavljena uporaba tehnike XPS za preu~evanje lastnosti kompozitnega kataliza- torja g-C 3 N 4 /TiO 2 in spoznanja, ki smo jih pridobili. Prav tako so predstavljeni primeri uporabe tehnike XPS za preu~evanje katalizatorjev TiO 2 + Au. 2 NAPREDNI OKSIDACIJSKI PROCESI (AOP) Napredni oksidacijski procesi so se izkazali kot alternativa biolo{ki obdelavi odpadnih voda. AOP imajo tudi prednosti pred se`igom ekstrahiranih organskih odpadkov, saj se pri se`igu spro{~ajo nevarni plini, kot so poliklorirani dibenzodioksini in poliklorirani dibenzofurani, kar pa se pri AOP ne zgodi [7]. Kljub temu imajo tudi nekatere omejitve: slab{i izkoristki, potreba po uporabi UV-svetlobe (energijsko potratno), potrebna nizka koncentracija onesna`ila ipd. [2,6]. AOP lahko potekajo po dveh reakcijskih poteh: 1. Oksidacija s kisikom (O 2 ) z mokro oksidacijo zraka (angl. wet air oxidation, WAO). Za ta namen potrebujemo tlak 2–15 MPa in temperature med 150 in 320 °C [8]. 2. Oksidacija s pomo~jo energijsko visoko bogatih oksidantov, kot sta ozon in vodikov peroksid in/ali s hidroksilnim radikalom (OH·), generiranim s pomo~jo fotonov (ali katerih drugih reaktivnih intermediatov) [9]. Z ekonomskega stali{~a je zanimiv radikal OH·, saj nastane s pomo~jo katalizatorja (polprevodnika), ki ga obsevamo s svetlobo izbrane valovne dol`ine ob sobnih pogojih in uporabi netoksi~nih materialov[10]. Svetloba mora imeti dovolj energije, da vzbudi nosilce naboja. Torej mora imeti ve~jo ali enako energijo, kot je {irina prepovedanega pasu oziroma energijske {pranje polprevodnika [1]. Ob prisotnosti katalizatorja (heterogena fotokata- liza) iz mno`ice molekul vode nastanejo radikali OH·. Ti radikali imajo oksidacijski potencial 2,8 V vs SHE (standardna vodikova elektroda), ki je bolj pozitiven od oksidacijskega potenciala za ozon (2,07 V vs NHE), vodikov peroksid (1,78 vs NHE) ali katero drugo reaktivno klorovo spojino [11]. Radikal OH· radikal je prav tako neselektiven in ima veliko kon- stanto hitrosti reakcije [9]. Reakcija med onesna`ilom in radikalom OH· lahko poteka po {tirih razli~nih poteh: 1. radikalska adicija 2. abstrakcija vodika 3. prenos elektrona 4. radikalska kombinacija [9] Reakcije za~etka napada OH· so v splo{nem zapisane v kemijskih ena~bah (1) do (5). RH + OH· H 2 O+R· (1) 2OH· H 2 O 2 (2) R·+ H 2 O 2 ROH + OH· (3) R+O 2 ROO· (4) ROO·+ RH ROOH + R· (5) Kot vidimo, napad radikala OH· povzro~i veri`no reakcijo. Ta se lahko nato zaklju~i z nastankom CO 2 in H 2 O, torej do popolne mineralizacija onesna`ila ali z delno mineralizacijo, kjer se reakcija ustavi `e pri vmesnih stopnjah razgradnje. Stopnja mineralizacije in pot razgradnje pa sta odvisni od samega onesna`ila, kakor tudi od izbora katalizatorja, vira svetlobe itn. [7]. Za nastanek radikala OH· npr. TiO 2 absorbira svetlobo z dolo~eno valovno dol`ino (UV-podro~je) in nastane par fotogeneriranega elektrona (e – ) in vrzeli (h + ), kar je prikazano v kemijski ena~bi (6) [2]. TiO 2 hv ⎯→ ⎯ TiO 2 +e – +h + (6) Fotogenerirani elektroni imajo tako sposobnost reducirati dolo~ene kovine in pomagati tvoriti iz O 2 superoksidni anionski radikal O·. Nasprotno pa vrzeli oksidirajo adsorbirane spojine na katalizatorju, kot sta H 2 O ali OH – , do radikalov OH· [2]. Katalizatorji, ki lahko adsorbirajo velike koli~ine H 2 O ali ionov OH – , imajo tako veliko prednost. Posledi~no so za`elene ve~je specifi~ne povr{ine, saj omogo~ajo ve~jo adsorpcijo [12]. Reakcija fotokatalize s pomo~jo TiO 2 pa ima tudi dve veliki pomanjkljivosti: 1. Za nastanek nosilcev naboja (par elektron-vrzel) je pri TiO 2 potrebna UV-svetloba. 2. Kvantni izkoristek je majhen, saj se elektron in vrzel hitro rekombinirata [2]. Zato je velika potreba po razvoju katalizatorja na osnovi TiO 2 , ki bi katalitsko deloval ob uporabi son~ne/vidne (Vis) svetlobe in posledi~no ne bi potreboval tako majhnih valovnih dol`in (velike energije) za uspe{no fotokatalizo. Hkrati pa naj bi imel po~asnej{o rekombinacijo nosilcev naboja. Kot primer modificiranega katalizatorja lahko podamo industrij- ski katalizator Degussa P25, ki vsebuje anatazni in rutilni polimorf TiO 2 . Posledi~no se je upo~asnila rekombinacija zaradi lo~itve nosilcev naboja med obema polimorfoma [12]. Prav tako ima Degussa P25 ugodno kristalno strukturo, velikost delcev, povr{insko kislost, naravo in {tevilo mest za pasti ter druge ugodne lastnosti, ki so zna~ilnost dobrega fotokatali- zatorja [12]. M. RO[KARI^ s sodel.: TEHNIKA XPS – MO^NO ORODJE ZA KARAKTERIZACIJO FOTOAKTIVNIH KATALIZATORJEV 20 VAKUUMIST 41 (2021) 1–2 Kljub temu pa ima katalizator pomanjkljivost, to je uporaba UV-svetlobe. Ne le, da so UV-svetilke ener- gijsko potratne, je problemati~no tudi recikliranje le-teh po prenehanju njihove uporabe. Ve~ina UV-svetilk {e dan danes namre~ vsebuje `ivo srebro. Na trg prihajajo tudi UV-diode, ki porabijo manj energije in imajo ve~jo `ivljenjsko dobo [1]. Vseeno pa poteka razvoj katalizatorjev, ki bi jih lahko upo- rabili za generiranje nosilcev naboja tudi z vidno svetlobo ali v idealnem primeru celo s son~no svet- lobo. Tako je npr. Grag s sodel.[3] uporabil kodopiran N,Co–TiO 2 , katerega je uspe{no uporabil za razgradnjo bisfenola A (BPA) ob uporabi son~ne svetlobe. To jim je omogo~il t. i. rde~i premik (angl. red shift), kar pomeni, da se je absorpcija svetlobe pomaknila proti ve~jim valovnim dol`inam. Ta rde~i premik je posledica dopiranja TiO 2 z du{ikom (N) in kobaltom (Co), kar je spremenilo elektronsko struk- turo katalizatorja. Prav tako se s tem podalj{ajo tudi `ivljenjske dobe nosilcev naboja [3]. Ob kombinaciji TiO 2 s plemenitimi kovinami lahko s pomo~jo plaz- monskih lastnosti plemenitih kovin (Au, Ag, Pt) prav tako spro`imo kataliti~no aktivnost TiO 2 pri osvetlje- vanju z vidno svetlobo [6]. Izbira in koncentracija dopanta sta pomembna parametra, saj lahko prevelike koli~ine dopanta delujejo kot centri za rekombinacije nosilcev naboja. @erjav s sodel. [13] je uporabil kombinacijo dveh polprevodnikov: TiO 2 in -Bi 2 O 3 . Tako so omogo~ili aktivnost pri uporabi vidne svetlobe in s kombinacijo dveh polprevodnikov podalj{ali `ivljenjsko dobo nosilcev naboja. Uporaba drugega polprevodnika je tudi ekonomsko smiselna, saj so cenej{i kot pa pogosto uporabljene `lahtne kovine. Prav tako niso toksi~ni kot nekatere druge kovine prehoda (kot npr. kadmij) [13]. Tudi dodatek reduciranih grafenskih oksidov (rGO) z ustreznim prevodnim pasom omo- go~a podalj{anje `ivljenjske dobe nosilcev naboja. Tako je @erjav s sodel. [14] pokazal, da rGO delujejo kot mre`a, po kateri lahko prehajajo fotogenerirani elektroni [14]. Da izbolj{amo aktivnost izbranega katalizatorja, ga lahko dopiramo tudi z drugimi kovinami in nekovi- nami ter organskimi polimeri, ki imajo polprevodni{ke lastnosti [15]. Hao s sodel. [4] je tako uspe{no sintetiziral kompozit g-C 3 N 4 /TiO 2 , ki je bil aktiven v vidnem obmo~ju in imel podalj{ano `ivljenjsko dobo nosilcev naboja. Zaradi mezoporozne/makroporozne strukture katalizatorja so dosegli tudi dober snovni prenos. Uporabo g-C 3 N 4 so utemeljili s tem, da je g-C 3 N 4 stabilen organski polprevodnik, ki je netok- si~en in ima prepovedan pas energije 2,7 eV, kar mu omogo~a aktivnost v vidnem podro~ju. Dodatno lahko g-C 3 N 4 kot dodatek k TiO 2 ustvari stik (angl. junction), ki lo~i nosilce nabojev in tako podalj{a njihovo `ivljenjsko dobo. Posledi~no se izbolj{a aktivnost fotokatalizatorja [4]. Drugi avtorji so se tudi lotili preu~evanja bolj kompleksnih katalizatorjev, sestav- ljenih iz ve~ razli~nih komponent [15]. 3TiO 2 IN g-C 3 N 4 – KARAKTERIZACIJA S POMO^JO TEHNIKE XPS Ve~ji ekonomski vlo`ek pri uporabi kompozitnih materialov je utemeljen z dejstvom, da imajo kompo- zitni materiali manj omejitev, kot so velika vrednost prepovedanega pasu, kratka `ivljenjska doba nosilcev naboja itn. kot pa njihove posami~ne komponente. Primer je kombinacija materialov g-C 3 N 4 in TiO 2 , saj ima g-C 3 N 4 o`ji prepovedani pas (2,7 eV), ki je manj{i kot pa v primeru ~istega TiO 2 (3,2 eV). Manj{a vred- nost prepovedanega pasu omogo~a katalitsko aktiv- nost kompozita ob uporabi vidne svetlobe. Uporaba g-C 3 N 4 je smiselna tudi zato, ker izkazuje dobro termi~no stabilnost, kakor tudi dobro fotoelektri~no prevodnost [16]. Prednost polprevodnika g-C 3 N 4 je {e v tem, da ga lahko pridobimo s preprostimi sinteznimi postopki iz razli~nih prekurzorjev. Tako ga lahko sintetiziramo iz uree, tiouree ali njune me{anice, kar vpliva na morfo- logijo g-C 3 N 4 [17]. Pridobimo ga lahko tudi iz melamina, pri ~emer so potrebne temperature sinteze vi{je kot 500 °C, da reakcija pote~e popolnoma [18]. Sinteza lahko poteka tudi preko guanidin hidroklorida in kasnej{ega raztapljanja v koncentrirani `veplovi (VI) kislini, da se pridobi g-C 3 N 4 z visokim poten- cialom adsorpcije in aktivnosti [19]. Sintetiziran g-C 3 N 4 se nato zdru`i s TiO 2 ,k ii m a lahko ponovno razli~no morfologijo in dolo~en poli- morf. Tako lahko za sintezo TiO 2 uporabimo tetrabutil ortotitanat (angl. tetabutyl orthotitanate, TBOT), iz katerega s pomo~jo tehnike elektrospininga ustvarimo kompozitni material g-C 3 N 4 /TiO 2 v enem koraku [16]. Sintezo kompozitnega materiala lahko izvedemo tudi s kalciniranjem me{anice melamina in prekurzorja TiO 2 pri dolo~eni temperaturi [20]. Jo s sodel. [5] je s pomo~jo hidrotermalne sinteze pripravil nanocevke TiO 2 (angl. TiO 2 nanotubes, TNT), na katere je z uporabo mokre impregnacije nanesel g-C 3 N 4 , pridob- ljen s kalcinacijo melamina [5]. Li s sodel. [21] je pridobil kompozitni material tako, da je najprej sinte- tiziral votle nanodelce TiO 2 (angl. TiO 2 nanoparticles, TNP), katere je nato zdru`il z melaminom in me{anico sonificiral, posu{il in ponovno kalciniral [21]. Obsta- jajo {e {tevilni drugi pristopi sinteze kompozitnih materialov. Sintetizirane materiale je treba podrobno analizi- rati, da se lahko razi{~ejo mehanizmi nastanka in izbolj{anje aktivnosti pri izbrani svetlobi. Tako je Jo s sodel. [5] izvedel meritve XPS na katalizatorjih M. RO[KARI^ s sodel.: TEHNIKA XPS – MO^NO ORODJE ZA KARAKTERIZACIJO FOTOAKTIVNIH KATALIZATORJEV VAKUUMIST 41 (2021) 1–2 21 g-C 3 N 4 , TNP, TNT, kompozit s 5-odstotno vsebnostjo g-C 3 N 4 in kompozit s 3-odstotno vsebnostjo g-C 3 N 4 . Tako so raziskali kemijsko sestavo povr{in kataliza- torjev in njihovo pripadajo~o oksidacijsko stanje. Z meritvami XPS so potrdili prisotnost ogljika in du{ika, kar nakazuje na uspe{no sintezo katalizatorja g-C 3 N 4 /TiO 2 . V preglednem spektru niso bili prisotni nepri~akovani vrhovi, kar ka`e na veliko ~istost produktov. S pomo~jo izmerjenih spektrov XRD in na podlagi meritev XPS so sklepali na uspe{no sintezo Z-shematskega kompozitnega materiala. Na podlagi meritev visokolo~ljivega spektra Ti 2p so sklepali, da je valenca titana v TiO 2 enaka {tiri [5]. Prav tako se je pozicija vrhov premaknila proti bolj pozitivnim vezavnim energijam glede na vezavne energije ~istih komponent. Slednje je povezano z nastankom pove- zave med komponentama g-C 3 N 4 in TiO 2 v kompozitni katalizator po Z-shemi. Pri analizi visokolo~ljivega spektra C 1s za ~isti g-C 3 N 4 je bil prisoten vrh za ogljik (284,8 eV) in vrh za ogljik v vezi C–N–C od g-C 3 N 4 (288,3 eV). V kompozitnih materialih se je ponovno zmanj{ala intenziteta vrhov v primerjavi s ~istimi komponen- tami. Prav tako je pri{lo tudi do premika vrhov v XPS-spektru C 1s proti bolj pozitivnim vezanim energijam kot v primeru XPS spektrov C 1s za ~iste komponente. Iz tega so sklepali na uspe{no sintezo kompozitnega katalizatorja po Z-shemi. V primeru manj{e koncentracije g-C 3 N 4 v kompozitnih materialih so se posledi~no tudi zmanj{ali vrhovi v XPS-spektru C 1s. Obstoj vrha za vez C–N–C je kazal na ohranitev g-C 3 N 4 v vseh kompozitnih materialih. Izvedli so {e analizo visokolo~ljivega spektra N 1s, kjer so ponovno detektirali vrhove za du{ikove vezi, prisotne v materialu g-C 3 N 4 , ki so se v kompozitu obna{ali enako kot v osnovnem materialu. S pomo~jo tehnik, kot so XRD, SEM, TEM in HR-TEM, so {e dodatno potrdili uspe{no sintezo Z-shematskega kompozitnega mate- riala [5]. Podobno analizo kot Jo s sodel. [5] je predstavil tudi Li s sodel. [21] za karakterizacijo votlih nano- krogel (angl. hollow spheres, HS) TiO 2 , zdru`enih z g-C 3 N 4 (HS-gCNTO 2 ). Dolo~ili so prisotnost vrhov v XPS-spektrih za kisik O 1s, ogljik C 1s, du{ik N 1s in titan Ti 2p na povr{ini vzorca (slika 1e). Hkrati so tudi potrdili odsotnost kontaminantov, kar je prikazano na sliki 1e. V spektru C 1s (slika 1a) so dolo~ili signal za ogljik, kakor tudi vrh za sp 3 -vezan ogljik. S pomo~jo dekonvolucije so v spektru N 1s (slika 1b) dolo~ili prisotnost vrhov za hibridiziran piridinski du{ik in terciarni du{ik, ki sta zna~ilna za g-C 3 N 4 . Visoko- lo~ljivi spekter O 1s (slika 1c) je pokazal prisotnost vezi Ti–O, kakor tudi prisotnost povr{inskih skupin –OH. S pomo~jo spektra Ti 2p (slika 1d) so ugotovili, da ima titan oksidacijsko stanje {tiri. V primeru kom- pozitnih materialov (HS-gCNTO 2 ) so opazili zmanj- {anje intenzitete vrhov in premik proti bolj pozitivnim vezavnim energijam v primeru spektov C 1s in N 1s (sliki 1a in b) glede na pozicijo signala v spektrih ~istih komponent. Opazili so tudi majhen premik vrhov v visokolo~ljivih spektrih O 1s in Ti 2p (sliki 1c in d) glede na pozicijo signala v spektrih ~istih kom- ponent. Razlike v pozicijah vrhov so pripisali inte- rakciji g-C 3 N 4 in TiO 2 ter posledi~no tvorjenega nano-heterospoja [21]. Hao s sodel.[4] je uporabil tehniko XPS za pregled mezo/makroporoznega kompozita g-C 3 N 4 /TiO 2 .V preglednem spektru so dolo~ili vrhove le za titan, kisik, ogljik in du{ik, kar ka`e na visoko ~istost kom- pozitnih materialov. V primeru ~istega g-C 3 N 4 je bil v visokolo~ljivem spektru O 1s prisoten vrh za povr{inske skupine –OH. Visokolo~ljivi spekter C 1s ~istega TiO 2 je dokazal prisotnost adsorbiranega ogljika, saj je bil v visokolo~ljivem spektru C 1s prisoten vrh za ogljik. Tega so opazili tudi pri ~istem g-C 3 N 4 in kompozitnem materialu ter ga je posledi~no treba upo{tevati pri interpretaciji spektrov. V primeru visokolo~ljivega spektra N 1s so zaznali vrh, ki je bil M. RO[KARI^ s sodel.: TEHNIKA XPS – MO^NO ORODJE ZA KARAKTERIZACIJO FOTOAKTIVNIH KATALIZATORJEV 22 VAKUUMIST 41 (2021) 1–2 Slika 1: Pregledni in visokolo~ljivi spektri XPS: (a) spekter C 1s za g-C 3 N 4 in HS-gCNTO 2 ; (b) spekter N 1s za g-C 3 N 4 in HS-gCNTO 2 ; (c) spekter O 1s za TiO 2 in HS-gCNTO 2 ; (d) spekter Ti 2p za TiO 2 in HS-gCNTO 2 ; (e) pregledni spektri za TiO 2 , g-C 3 N 4 , HS-gCNTO 2 “reprinted (adapted) with permis- sion from [21]. Copyright (2021) American Chemical Soci- ety”. asimetri~en in je imel spektralno zna~ilnost (raz{iritev vrha pri vezavni energiji 400,2 eV), iz ~esar so sklepali, da sta se zdru`ila dva vrhova za du{ik: hibridiziran piridinski du{ik in terciarni du{ik (N–C 3 ). V kompozitnem materialu so izmerili premik vrha proti bolj pozitivnim vezavnim energijam v primeru vrha za piridinski du{ik kot v primeru ~iste kom- ponente, iz ~esar so sklepali, da je pri{lo do interakcije med obema komponentama. S pomo~jo dekonvolucije visokolo~ljivega spektra Ti 2p so prav tako potrdili prisotnost vrhov za Ti 2p 3/2 in Ti 2p 1/2 s pripadajo~ima vezavnima energijama 458,7 eV in 464,5 eV. Iz tega so sklepali, da je prisoten titan z valenco 4+. Oba vrhova sta brez spremembe prisotna tudi v kompozitnih materialih. Posledi~no nastanek kompozita ne vpliva na valenco titana v TiO 2 . V primeru visokolo~ljivega spektra O 1s so opazili vrh za vez Ti–O, kakor tudi za povr{inske skupine –OH. Odsotnost vrhov za Ti–N ali Ti–C ka`e na dejstvo, da je ves g-C 3 N 4 prisoten na povr{ini in se ne vklju~uje v mre`i TiO 2 . Rezultati meritev XPS so bili v skladu z rezultati meritev XRD, FTIR, TEM in UV-Vis [4]. Tehniko XPS za pregled kompozita g-C 3 N 4 /TiO 2 je prav tako uporabil Liu s sodel. [16], kjer je v preglednem XPS spektru detektiral le vrhove za titan, kisik, du{ik in ogljik. Posledi~no so sklepali na uspe{no sintezo kompozita brez prisotnosti ne~isto~. V visokolo~ljivem spektru O 1s je bil prisoten vrh pri 530,1 eV, ki pripada titanu v vezi Ti–O, kakor tudi vrh pri 532,2 eV, ki pripada ogljiku v vezi C=O. Iz tega so sklepali, da je bil prekuzor tetrabutil ortotitanat (angl. tetabutyl orthotitanate, TBOT) v procesu kalcinacije pretvorjen v TiO 2 . Uspe{no sintezo g-C 3 N 4 so potrdili s pomo~jo visokolo~ljivih spektrov C 1s in N 1s, v katerih so bili prisotni karakteristi~ni vrhovi za g-C 3 N 4 . Iz rezultatov meritev XPS, XRD, TEM, UV in PL so sklepali na uspe{no sintezo heterogenega stika v kompozitnem materialu [16]. Na sliki 2 je prikazana uporaba XPS-tehnike za iskanje vzrokov pove~anja katalitske aktivnosti in karakterizacije fotokatalizatorja g-C 3 N 4 /TiO 2 /hektorit (angl. hectorite), ki ga je sintetiziral You s sodel. [22]. V preglednem spektru za TiO 2 /hektorit so detektirali vrhove za ogljik, fluor, kisik, silicij, magnezij in titan. V primeru kompozita s g-C 3 N 4 so detektirali {e signal za du{ik, a v tem primeru ne tudi za fluor. Iz pre- glednih spektrov (slika 2a) so sklepali na naslednje: (i) prisotnost du{ika v trikomponentnem kompozitu nakazuje na prisotnost g-C 3 N 4 , (ii) odsotnost signala za fluor ne pomeni odsotnosti fluora; njegova koncen- tracija je lahko namre~ pod mejo ob~utljivosti (angl. limit of detection, LOD) in (iii) v obeh preglednih spektrih niso zaznali natrija ali litija. Posledi~no sta se zamenjala z ioni hidratiranega titana ali vodikovega iona med procesom sinteze TiO 2 /hektorit. V visokolo~ljivem spektru F 1s (slika 2b)z a TiO 2 /hektorit je prisoten vrh pri 685,2 eV, ki pripada fizikalno adsorbiranemu fluoru. Prisotnost fluora na TiO 2 posledi~no obrazlo`i rezultate UV-Vis-DR in PL, kjer so izmerili mo~no absorpcijo v UV-podro~ju in detektirali vrhova za kisikove vrzeli (angl. oxygen va- cancies, Vo) pri 464 in 525 nm v PL-analizi. To je tudi skladno z avtorji Rehole s sodel. [39] Song s sodel. [40] in Choudhury s sodel. [41], ki so ugotovili mo`nost nastanka Vo, kadar je TiO 2 dopiran s fluorom. Rezultati XPS-meritev so jim posledi~no omogo~ili potrditev te hipoteze. S pomo~jo spektra C 1s (slika 2c) so potrdili pri- sotnost g-C 3 N 4 , saj so zaznali karakteristi~na signala pri vezavnih energijah 288,1 in 284,6 eV. Opazili so premik vrha proti manj{im vezavnim energijam v primeru kompozita v primerjavi s ~istim g-C 3 N 4 .Z a kompozit so opazili enak premik tudi v primeru spektra N 1s (slika 2d), kjer so dolo~ili vrhove, zna- ~ilne za g-C 3 N 4 . Posledi~no so ponovno potrdili uspe{no sintezo g-C 3 N 4 in njegovo vklju~itev v kom- pozitni material. V primeru spektra O 1s (slika 2e) sta bila prisotna dva vrhova pri vezavnih energijah 530,0 eV in 532,1 eV. Vrh pri vezavni energiji M. RO[KARI^ s sodel.: TEHNIKA XPS – MO^NO ORODJE ZA KARAKTERIZACIJO FOTOAKTIVNIH KATALIZATORJEV VAKUUMIST 41 (2021) 1–2 23 Slika 2: XPS-spektri za TiO 2 /hektorit (angl. hectorite), g-C 3 N 4 in g-C 3 N 4 /TiO 2 /herkorit: (a) pregledni spekter; (b) spekter F 1s; (c) spekter C 1s; (d) spekter N 1s, (e) spekter O 1s; (f) spekter Ti 2p “Reprinted from Materials, Facile Synthesis of g-C 3 N 4 /TiO 2 /Hectorite Z-Scheme Composite and Its Visible Photocatalytic Degradation of Rhodamine B. Rong You, Junyang Shen, Menghan Hong, Jinrui Li, Xiaomin Hong. 22, 2020, Materials, p. 5304". 532,1 eV so pripisali kisiku v Si–O v mre`i silicija in vrh pri vezavni energiji 530,0 eV pa so pripisali kisiku v Ti–O v mre`i TiO 2 . Odsotnost signala za povr{inske skupine –OH v spektru O 1s je bila pri~akovana, saj sinteza kompozita TiO 2 /hektorit poteka v kislem, kjer se bolje adsorbira fluor. Posledi~no le-ta zasede ve~jo povr{ino na katalizatorju in onemogo~i vezavo hidroksilnih skupin. V primeru spektra O 1s so prav tako opazili nasproten trend kot v primeru spektrov C 1s in N 1s, saj so se vezavne energije v kompozitu premaknile proti bolj pozitivnim vrednostnim vezavne energije kot v primeru ~iste komponente. Pomik vezavne energije proti bolj pozitivnim vrednostim so opazili tudi v primeru spektra Ti 2p (slika 2f). Prisotnost vrhov v spektru Ti 2p pri 458,8 in 464,5 eV nakazuje na prisotnost Ti 4+ v mre`i TiO 2 . Izvedli so tudi teste aktivnosti, kjer je bil najbolj aktiven trikomponentni kompozit. Za obrazlo`itev aktivnosti so uporabili tehniko XPS, s katero so doka- zali prisotnost Ti 3+ , ki ugodno vpliva na fotokatalitsko aktivnost. Nadalje so s pomo~jo analize XPS obraz- lo`ili zmanj{anje intenzitete PL, namre~ bolj pozitivna vezavna energija (Ti 2p in O 1s) za kompozit g-C 3 N 4 /TiO 2 /hektorit v primerjavi s posami~nimi komponentami pomeni manj{o elektronsko gostoto. Verjetno je to posledica prenosa elektronov iz TiO 2 (premik vezavnih energij proti bolj pozitivnim vrednostim v primeru kompozita v spektrih Ti 2p in O 1s v primerjavi s ~istimi komponentami) v g-C 3 N 4 (premik vezavnih energij proti bolj negativnim vrednostim v primeru kompozita v spektrih C 1s in N 1s v primerjavi s ~istimi komponentami). Dodatno hektorit pomaga pri lo~itvi elektronov in vrzeli, kar se odra`a v vezavnih energijah [22]. Podobno je tudi Kurse s sodel. [23] uporabil tehniko XPS za spremljanje prenosa nosilcev naboja [23]. Qui s sodel. [24] je s pomo~jo tehnike XPS dokazal prisotnost `elenih elementov in prisotnost TiO 2 ter g-C 3 N 4 . S spremembami intenzitete in premiki vrhov so potrdili ne le prisotnost obeh kom- ponent, ampak tudi interakcije med njimi zaradi sprememb vezavne energije k bolj pozitivnim ali bolj negativnim vrednostim. Tako so potrdili uspe{no sintezo `elenih kompozitov [24]. Podobno je naredil tudi Yu s sodel. [25], ki je prav tako preveril sestavo katalizatorjev na povr{ini s pomo~jo tehnike XPS[25]. Wang s sodel.[26] je uporabil tehniko XPS za pregled uspe{nosti sinteze p–n kompozita p-TiO 2 QDs in -C 3 N 4 , kateri vsebuje kvantne pike TiO 2 (angl. quan- tum dots, QD). V primeru XPS-meritve n-tipa TiO 2 so izmerili vrh v visokolo~ljivem spektru Ti 2p pri vezavni energiji 458,4 eV. V primeru kompozita se je vrh premaknil proti bolj pozitivnim vezavnim ener- gijam v primerjavi s ~istimi komponentami, iz ~esar so sklepali na prisotnost titanovih vrzeli in posledi~no prisotnost QD TiO 2 polprevodni{kega tipa p [26]. 4 XPS-ANALIZE KATALIZATORJEV TiO 2 , DOPIRANIH Z ZLATOM (Au) Tehnika XPS je tudi uporabna za analizo drugih katalizatorjev in njihovih pojavov, kot je Au/TiO 2 , kjer se zgodi plazmonski pojav. @erjav s sodel. [6] je s pomo~jo tehnike XPS dolo~il vi{ino Schottkyjeve bariere (angl. Schottky barrier height, SBH) in njen vpliv na katalitsko aktivnost po obsevanju z vidno svetlobo fotokatalizatorja TiO 2 + Au. Na sliki 3 so prikazani visokolo~ljivi XPS-spektri katalizatorjev na osnovi TiO 2 v obliki nanodelcev (angl. titanium dioxide nanoparticles, TNP) in nanopal~k (angl. titanium dioxide nanorods, TNR): visokolo~ljivi XPS-spektri Ti 2p (sliki 3a in d),O1s (sliki 3b in e)i nA u4 f( sliki 3c in f). V primeru visokolo~ljivega spektra Ti 2p sta prisotna dva vrhova (pri vezavnih energijah 465,0 eV in 459,2 eV), ki pripadata spinskima orbitalama Ti 2p 1/2 in Ti 2p 3/2 .T e vezavne energuije ka`ejo, da je titan v oksidacijskem stanju 4+. Iz visokolo~ljivih spektrov Ti 2p in O 1s je @erjav s sodel. [6] ugotovil, da nanos zlata ne vpliva na kemijsko stanje nosilca, saj se vrhovi v XPS spektrih niso spremenili. V primeru nanosa zlata so zaznali signal za Au 4f, kljub majhni debelini nanosa. Tukaj se je izkazala prednost tehnike XPS, saj ima ni`jo ob~utljivost (LOD) kot tehnika XRD (pri XRD niso zaznali signala za zlato). V XPS spektru Au 4f so zaznali dva zna~ilna vrhova: 83,9 eV (Au 4f 7/2 ) in 87,6 eV (Au 4f 5/2 ). Zaradi prisotnosti teh vrhov so sklepali, da je ve~ino zlata v kovinskem stanju. Odstopanje od pri~akovane vrednosti 84,0 eV je @erjav s sodel. [6] pojasnil z mo~nimi interakcijami med kovino in pol- prevodnikom TiO 2 , saj so potrdili nastanek povezave med njima s pomo~jo drugih tehnik (PL, UV-Vis-DR, EIS). V primeru nosilca TNR je prisoten {e dodatni vrh pri 86,9 eV v XPS spektru Au 4f, kateri lahko pripada Au 2 O 3 ali drugim zvrstem, ki vsebujejo Au 3+ . Tak{nih specij na povr{ini TNP ni bilo zaznati, kar ka`e na vpliv nosilca na samo zlato. S pomo~jo tehnike XPS so izmerili tudi maksimum valen~nega pasu (angl. valence band maximum, VBM), kar je prikazano na sliki 4. Glede na Fermijev nivo so bili izmerjeni VBM za ~iste nosilce 3,07 eV za TNP (slika 4a) in 3,09 eV za TNR (slika 4b). V kompozitih so se te vrednosti zmanj{ale, in sicer na 2,76 eV za TNP + Au in 2,92 za TNR + Au. Zmanj- {anje VBM je posledica prenosa naboja in nastanka SBH na stiku titanovega dioksida in skupka zlata. SBH nastane kot potencialna bariera za elektrone, ki se premikajo z zlata na nosilec iz titanovega dioksida, ko se poravnata Fermijeva nivoja obeh komponent. S M. RO[KARI^ s sodel.: TEHNIKA XPS – MO^NO ORODJE ZA KARAKTERIZACIJO FOTOAKTIVNIH KATALIZATORJEV 24 VAKUUMIST 41 (2021) 1–2 pomo~jo XPS so tako dolo~ili SBH za TNP + Au (0,31 eV) in TNR + Au (0,16 eV). Zaradi manj{e vrednosti SBH »vro~i elektroni« (elektroni, ki so pridobili veliko vrednost kineti~ne energije zaradi pospe{ka v elektri~nem polju plazmonske kovine ob obsevanju s svetlobo) v TNR + Au la`je prehajajo z zlata v TNR in se jim tako podalj{a `ivljenjska doba. To se sklada tudi z meritvami PL in EIS, kjer so opazili ve~jo `ivljenjsko dobo nosilcev naboja TNR + Au v primerjavi s TNP + Au. V primeru TNP + Au morajo namre~ »vro~i elektroni« premostiti ve~jo vrednost SBH in se posledi~no aglomerirajo ter se hitreje rekombinirajo. S tem se jim zmanj{a `ivljenjska doba, v kateri bi lahko sodelovali v procesu fotokatalize. S pomo~jo analiz XPS in ostalih meritev (PL, UV-Vis-DR, EIS) so avtorji raziskave potrdili vzrok aktivnosti kom- pozitov v vidni svetlobi. Ta le`i v injeciranju »vro~ih elektronov« in prenosa plazmonske resonan~ne ener- gije (angl. plasmonic resonance energy transfer, PRET) ter u~inkoviti separaciji in migraciji nosilcev naboja zaradi dovolj nizke SBH v obeh kompozitih [6].s Tudi drugi avtorji so raziskovali sistem TiO 2 + Au. Tako je Kurse s sodel. [23] opazoval spreminjanje va- lence titana ob nanosu zlata zaradi dalj{ega ~asovnega obsevanja med rentgensko analiza. Ob ~asu ni~ so opazili pri~akovane odzive prete`no z zvrstmi Ti 4+ , katere so imele prisotnega nekaj Ti 3+ . Ugotovili so, da se zlato nahaja v kovinski obliki. Prav tako so s pomo~jo izmerjenega valen~nega pasu raziskovali interakcije zlata z nosilcem. Tako so ugotovili, da delci zlata interagirajo z vezmi Ti–O na povr{ini nosilca. Zato je vezavna energija vrha bolj negativna v visokolo~ljivem XPS-spektru Ti 2p v primerjavi s ~isto komponento[23]. Pri {tudiju sistema TiO 2 +Au so tehniko XPS zaradi njene {iroke uporabnosti uporabili tudi {tevilni drugi avtorji [36–38]. M. RO[KARI^ s sodel.: TEHNIKA XPS – MO^NO ORODJE ZA KARAKTERIZACIJO FOTOAKTIVNIH KATALIZATORJEV VAKUUMIST 41 (2021) 1–2 25 Slika 4: Dolo~itev VBM ~istih TiO 2 nosilcev (~rna ~rta) in kompozitov TiO 2 + Au (rde~a ~rta TNP nosilec/modra ~rta TNR nosilec) s pomo~jo tehnike XPS. (Za interpretacijo barve se naj bralec obrne na spletno verzijo tega ~lanka) “Reprinted from Applied Surface Science, 543, Gregor @erjav, Janez Zava{nik, Janez Kova~, Albin Pintar, The influ- ence of Schottky barrier height onto visible-lihgt triggered photocatalytic activity of TiO 2 + Au composites, 148799-148809, Copyright (2021), with permission from Elsevier [OR APPLICABLE SOCIETY COPYRIGHT OWNER]” Also Lancet special credit – [6]. “Reprinted form The Lancet, 543, Gregor @erjav, Janez Zava{nik, Janez kova~, Albin Pintar, The influence of Schottky barrier height onto visi- ble-lihgt triggered photocatalytic activity of TiO 2 +Aucom - posites, 148799-148809, Copyright (2021), with permission from Elsevier.” Slika 3: XPS-spektri ~istega nosilca TiO 2 (~rna ~rta) in TiO 2 +Au (rde~a ~rta TNP nosilec/modra ~rta TNR nosilec): visokolo~ljivi spektri Ti 2p ((a) in (d)), O 1s ((b) in (e)) ter Au 4f ((c) in (f)). “Reprinted with permission from Applied Sur- face Science, 543, Gregor @erjav, Janez Zava{nik, Janez Kova~, Albin Pintar, The influence of Schottky barrier height onto visible-light triggered photocatalytic activity of TiO 2 + Au composites, 148799-148809, Copyright (2021), with permission from Elsevier [OR APPLICABLE SOCIETY COPY- RIGHT OWNER]” Also Lancet special credit - [6]. “Re- printed form The Lancet, 543, Gregor @erjav, Janez Zava{nik, Janez kova~, Albin Pintar, The influence of Schottky barrier height onto visible-lihgt triggered photocatalytic activity of TiO 2 + Au composites, 148799-148809, Copyright (2021), with permission from Elsevier.” 5 SKLEP [tevilne raziskave so pokazale, da je tehnika XPS mo~no orodje za analizo povr{in katalizatorjev. Tehnika omogo~a dolo~itev elementne sestave, detek- cijo ne~isto~ na povr{inah ter oksidacijsko stanje, valenco in kemijsko okolje elementov. V ~lanku smo pripravili pregled rezultatov analiz XPS iz literature, ki se nana{ajo na dva heterogena kompozitna katali- zatorja za napredno oksidacijo. Obravnavali smo sisteme g-C 3 N 4 /TiO 2 ,T iO 2 in Au. Tako so v primeru katalizatorjev tipa g-C 3 N 4 /TiO 2 v spektrih XPS prisotni vrhovi za titan Ti 2p, kisik O 1s, ogljik C 1s in du{ik N 1s. Iz njihovih vezavnih energij lahko sklepa- mo na oksidacijsko stanje prisotnih elementov. Tehnika XPS je tudi uporabna za detekcijo povr{insko adsorbiranega ogljika iz atmosfere, prisotnosti vode ali hidroksilnih funkcionalnih skupin. Omogo~a tudi preverbo uspe{nosti sinteze ~istega g-C 3 N 4 , kakor tudi uspe{nega nastanka kompozitov z drugimi polprevod- ni{kimi materiali, uspe{ne impregnacije s plemenito kovino itn. Z uporabo tehnike XPS prav tako ugoto- vimo prisotnost in vrsto interakcij med obema kompo- nentama v heterogenem sistemu. S tehniko XPS lahko analiziramo tudi elektronske lastnosti in valen~ni pas katalizatorjev. Prikazali smo meritev SBH v va- len~nem pasu v primeru kompozitov TiO 2 in plaz- monske kovine Au. Izsledki XPS analize so tudi v pomo~ pri interpretaciji katalitske aktivnosti katali- zatorjev. Tehnika XPS je zelo uporabna na podro~ju heterogene fotokatalize in je komplementarna tehnikam FTIR, XRD, PL, UV-Vis-DR itn. 6 LITERATURA [1] V. Viano, O. Sacco, D. Sannino, Journal of Cleaner Production, 210 (2019) 10, 1015–1021 [2] R. Andreozzi, V. Caprio, A. Insola, R. Marotta, Catalysis Today,53 (1999) 1, 51–59 [3] A. Grag, T. Singhania, A. Singh, S. Sharma, S. Rani, A. Neogy, S. R. Yadav, V. K. Sangal, N. Grag, Scientific Reports, 9 (2019) 765, 1–13 [4] R. Hao, G. Wang, H. Tang, L. Sun, C. Xu, D. Han, Applied Catalysis B: Environmental, 187 (2016) 15, 47–58 [5] W.-K. Jo, T. S. Natarajan, Chemical engineering Journal, 281 (2015) 1, 549–565 [6] G. @erjav, J. Zava{nik, J. Kova~, A. Pintar, Applied Surface Science, 543 (2021), 148799 [7] M. Rein, Proceedings of the Estonian Academy of Science Chemistry, 50 (2001) 2, 59–80 [8] L. Y. Zou, Y. Li, Y.-T. Hung, Wet Air Oxidation for Waste Treatment, Humana Press Inc, New Jersey, 2007, 575–605 [9] Y. Deng, R. Zhao, Current Pollution Reports, (2015) 1, 167–176 [10] G. @erjav, A. Pintar, Catalysts, 10 (2020) 4, 395 [11] R. Al-Rasheed, Water treatment by heterogeneous photocatalysis an overview, The SWCC Acquired Experience Symposium, Jeddah, 2005 [12] G. Li, S. Ciston, Z. V. Saponjic, L. Chen, N. M. Dimitrijevic, T. Rajh, K. A. Gray, Journal of Catalysis, 253 (2008) 1, 105–110 [13] G. @erjav, J. Ter`an, P. Djinovi}, Z. Barbieroková, T. Hajdu, V. Brezová, J. Zava{nik, J. Kova~, A. Pintar, Catalysis Today, 361 (2021), 165–175 [14] G. @erjav, P. Djinovi}, A. Pintar, Catalysis Today, 315 (2018), 237–246 [15] M. Nasr, C. Eid, R. Habchi, P. Miele, M. Bechelany, ChemSusChem, 11 (2018), 3023–3047 [16] H. Liu, Z.-G. Zhang, H.-W. He, X.-X. Wang, J. Zhang, Q.-Q. Zhang, Y.-F. Tong, H.-L. Liu, S. Ramakrishna, S.-Y. Yan, Y.-Z. Long, Nanomaterials, 8 (2018) 10, 842 [17] A. Mishra, A. Mehta, S. Kainth, S. Basu, Journal of Materials Sci- ence, 53 (2018), 13126–13142 [18] Z. Mo, X. She, Y. Li, L. Liu, L. Huang, Z. Chen, Q. Zhang, H. Xu, H. Li, RSC Advances, 123 (2015) 5, 101522–101562 [19] L.-R. Zou, G.-F. Huang, D.-F. Li, J.-H. Liu, A.-L. Pan, W.-Q. Huang, RSC Advances, 89 (2016) 6, 86688–86694 [20] J. Wang, J. Huang, H. Xie, A. Qu, International Journal of Hydro- gen Energy, 39 (2014) 12, 6354–6363 [21] C. Li, Z. Lou, Y. Yang, Y. Wang, Y. Lu, Z. Ye, L. Zhu, Langmuir,35 (2019) 3, 779–786 [22] R. You, J. Chen, M. Hong, J. Li, X. Hong, Materials, 13 (2020) 22, 5304 [23] N. Kurse, S. Chenakin, Applied Catalysis A: General, 391 (2011) 1-2, 367–376 [24] J. Qiu, Y. Feng, X. Zhang, X. Zhang, M. Jia, J. Yao, RSC Advances, 18 (2017) 7, 10668–10674 [25] B. Yu, F. Meng, M. W. Khan, R. Qin, X. Liu, Ceramics Interna- tional, 46 (2020) 9, 13133–13143 [26] S. Wang, F, Wang, Z. Su, X. Wang, Y. Han, L. Zhang, J. Xiang, W. Du, N. Tang, Catalysts, 9 (2019) 5, 439 [27] D. A. Skoog, F. J. Holler, S. R. Crouch, Principal of Instrumental Analysis, Thomson Brooks/Cole, Canada, 2007 [28] P. J. Paterl, P. H. Parsania, Biodegradable and Biocompatible Poly- mer Composites, Woodhead Publishing, Rajkot, 2018, 55–79 [29] XPS: a powerful tool for the investigations of photocatalytic sur- faces, https://areeweb.polito.it/ricerca/phocscleen/PhocscleenPapers PDF/Session1/Castellino.pdf, zadnji~ dostopano: 11.5.2021 [30] D. A. Skoog, F. J. Holler, S. R. Crouch, Principles of Instrumental Analysis, Thomson Higher Education, Belmont, 2007 [31] H. Bubert, H. Jennet, Surface and Thin Film Analysis: Principles, Instrumentation, Applications, Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim, 2002 [32] B. D. Ratnes, D. G. Castner, Electron Spectroscopy for Chemical Analysis, John Wiley & Sons Ltd, Chichester, 2002, 47–112 [33] M. Fin{gar, Microchemical Journal, 159 (2020), 105495 [34] L. Ma, G. Wang, C. Jiang, H. Baom Q. Xu, Applied Surface Sci- ence, 430 (2018), 263–272 [35] S. P. Chenakin, G. Melaet, R. Szukiewiez, N. Kruse, Journal of Ca- talysis, 312 (2014), 1–11 [36] Z. Jiang, W. Zhang, L. Jin, X. Yang, F. Yu, J. Zhu, W. Huang, The Journal of Physical Chemistry C, 111 (2007) 33, 12434–12439 [37] X. Yu, X. Jin, X. Chen, A. Wang, J. Zhang, J. Zhang, Z. Zhao, M. Gao, L. Razzari, H. Liu, ACS Nano, 14 (2020) 10, 13876–13885 [38] I. M. Arabatzis, T. Stergiopoulos, D. Andreeva, S. Kitova, S. G. Neophytides, P. Falaras, Journal of Catalysis, 220 (2003) 1, 127–135 [39] L. Rebohle, J. von Borany, H. Fröb, W. Skorupa, Applied Physics B, 71 (2000), 131–151 [40] C. F. Song, M. K. Lü, P. Yang, D. Xu, D. R. Yuan, Zhin Solid Films, 413 (2002) 1–2, 155–159 [41] B. Choudhury, A. Choudhury, Current Applied Physics, 13 (2013) 6, 1025–1031 M. RO[KARI^ s sodel.: TEHNIKA XPS – MO^NO ORODJE ZA KARAKTERIZACIJO FOTOAKTIVNIH KATALIZATORJEV 26 VAKUUMIST 41 (2021) 1–2