В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Зәкиевой Жадыры Ермекқызы на тему «Моделирование фотокаталитического расщепления воды на поверхности допированного BaTiO3» по образовательной программе «8D05323 – Техническая физика».
Диссертация выполнена на кафедре «Технической физики» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.
Язык защиты - казахский
Официальные рецензенты:
Сергеев Даулет Максатович – к.ф.-м.н., ассоциированный профессор, подполковник, начальник кафедры конструкции и эксплуатации радиоэлектронного оборудования РГУ «Военный институт Сил воздушной обороны имени дважды Героя Советского Союза Т.Я. Бегельдинова» МО РК, (г. Актобе, Республика Казахстан);
Ильясов Бауыржан – доктор философии (PhD), IT University, (г. Астана, Республика Казахстан).
Временные члены Диссертационного совета:
Усеинов Абай Бакытжанович – доктор философии (PhD), ассоциированный профессор кафедры «Ядерная физика, новые материалы и технологии» ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, (г. Астана, Республика Казахстан);
Жусупбеков Куаныш Абаевич – доктор философии (PhD), постдокторант Атырауского университета имени Х. Досмухамедова, (г. Атырау, Республика Казахстан);
Жантурина Нургуль – к.ф.-м.н., ассоциированный профессор, Актюбинский региональный государственный университет им. К.Жубанова, (г. Актобе, Республика Казахстан);
Научные консультанты:
Инербаев Талгат Муратович – к.ф.-м.н., доцент кафедры «Техническая физика» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева, (г. Астана, Республика Казахстан);
Абуова Айсулу Усеновна – доктор философии (PhD), ассоциированный профессор кафедры «Техническая физика» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева, (г. Астана, Республика Казахстан);
Мастриков Юрий Аркадьевич – Dr.rer.nat., Ведущий научный сотрудник Института физики твердого тела Латвийского университета, (г. Рига, Латвия).
Защита состоится: 31 января 2025 года 16:00 часов в Диссертационном совете по направлению подготовки кадров «8D053 – Физические и химические науки» по образовательной программе «8D05323 – Техническая физика» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Проведение заседания диссертационного совета в смешанном (онлайн и офлайн) формате.
Ссылка: http://surl.li/hncjpc
Адрес: г. Астана, ул. К. Сатпаева 2, Главный корпус, ауд. № 302.
Аннотация (рус.): Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертации является квантово-химическое моделирование фотокатализаторов на основе перовскитного материала BaTiO3. Эффективность поглощения солнечного света будет улучшена путем расширения края поглощения частиц оксида в видимом диапазоне путем допирования атомами родия. Также исследуется термодинамика расщепления воды на чистых и модифицированных родием (001) поверхностях BaTiO3. Это будет достигнуто за счет оптимизации состава и структуры сложных оксидных наночастиц на основе результатов первопринципных расчетов методами теории функционала плотности (DFT) и современных крупномасштабных расчетов. Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи: 1. Первопринципное компьютерное моделирование электронных и оптических свойств (001) поверхности перовскита BaTiO3. 2. Выбор эффективных легирующих добавок для усиления поглощения солнечного света на (001) поверхности перовскита BaTiO3. 3. С помощью современных методов провести гибридные расчёты (HSE06) для прогнозирования эффективности фотокатализаторов при расщеплении молекул воды на чистой и допированной атомом родия (001) поверхности перовскита BaTiO3. Исследовать термодинамику процесса расщепления молекулы воды на (001) поверхности перовскитного материала BaTiO3. Научная новизна исследования. 1. Впервые показано, что при замене ионов Ba2+ на терминированной поверхности BaO ионами Rh3+ обмен происходит внутри кристаллической решетки, в результате чего ионы Ba2+ не участвуют в процессе фотокатализа. Это открытие позволяет более точно понять механизмы взаимодействия ионов на поверхности BaTiO3 и их влияние на эффективность фотокатализа. Кроме того, установлено, что ионы Rh3+ обеспечивают поглощение света при энергиях 2,5 эВ (500 нм) и выше, что связано с электронными переходами Rh-4d→Ti-3d. Это расширяет спектральный диапазон поглощения материала, что может существенно повысить его эффективность в фотокаталитических процессах, особенно в области видимого света. 2. Впервые установлено, что замена ионов титана на TiO2 терминированной поверхности ионами родия позволяет добиться поглощения света во всем видимом диапазоне. Показано, что данный эффект связан с электронными переходами из состояний валентной зоны кислорода в дефектные состояния родия что открывает перспективы для использования модифицированного диоксида титана в фотокаталитических и оптоэлектронных приложениях, требующих эффективного поглощения в видимой области спектра. 3. Впервые исследована возможность значительного снижения перенапряжения для разложения воды на терминированной поверхности TiO₂ путем её модификации ионами Rh4+. Впервые показано, что учет влияния влажной среды оказывает дополнительное снижение перенапряжения, демонстрируя, что присутствие ионов Rh4+ на поверхности способствует улучшению каталитической активности и стабильности материала. Результаты исследования открывают новые перспективы для разработки более эффективных систем фотокатализа воды с учетом роли допанта и условий окружающей среды.
Отзыв зарубежного консультанта
Заключение комиссии по этической оценке исследований
Решение диссертационного совета
Защита диссертации: https://www.youtube.com/watch?v=atEKKVPO8EE ; https://www.youtube.com/watch?v=4NHRkaBGbyE
