Metalloxid-Heteroübergang für photokatalytische Aktivitäten

Zusammenfassung

Die Entwicklung eines Heteroübergangs steigert die photokatalytischen Aktivitäten der Lösungsverbrennungssynthese, die ein zeit- und energieeffizienter Prozess ist. In diesem Protokoll wurden fortschrittliche analytische Charakterisierungstechniken verwendet, um die Eigenschaften der Materialien zu bewerten, und Nanokomposite zeigten einen verbesserten Abbau des sauren Orange-8-Farbstoffs.

Zusammenfassung

Es besteht ein erheblicher weltweiter Bedarf an Verbesserungen der Synthesetechniken und ihrer optimalen Eigenschaften, insbesondere für Anwendungen im industriellen Maßstab. Die Sol-Gel-basierte Lösungsverbrennungssynthese (SG-SCS) ist eine einfache Methode zur Herstellung geordneter poröser Materialien. In dieser Hinsicht hilft Pearsons Theorie der harten und weichen Säuren und Basen bei der Auswahl der Wirts-Dotierstoff-Reaktivität, um einen geeigneten Heteroübergang zu bilden.

Die Bildung eines Heteroübergangs verändert auch die wesentlichen Eigenschaften der Materialien und verbessert die Photokatalyse durch Ladungstransfer oder synergistische Aktivitäten. Eine Kalzinierungstemperatur von 500 °C ist für diesen Prozess ideal, basierend auf den Ergebnissen der Stabilitätsbewertung mittels einer differentiellen Thermogravimetrie-Verhältnisanalyse (DTG).

Die nanoskaligen Dimensionen der erzeugten Nanopartikel (NPs) und Nanokomposite (NCs) wurden mittels Röntgenbeugung und hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) validiert. Darüber hinaus bestätigten die rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen und BET-Analysen die Porosität der Materialien. HRTEM, Röntgenphotoelektronenspektroskopie und energiedispersive Röntgenuntersuchungen ermittelten die Materialzusammensetzung. Die Studie ergab, dass NCs die Farbe Säureorange 8 (AO8) effizienter abbauen als blankes ZnO.

Einleitung

Der Umweltschutz ist mit dem rasanten Aufstieg der Unternehmen weltweit zu einem wichtigen Anliegen geworden. Daher haben nanotechnologiebasierte Nanomaterialien (NMs) und ihre Synthese in der modernen wissenschaftlichen Welt die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich gezogen, anstatt Massenmaterialien^{zu nennen 1}. Mehrere physikalisch-chemische Ansätze wurden an die Behandlung organischer und anorganischer Kontaminanten angepasst ^2,3. In diesem Zusammenhang wird die heterogene Photokatalyse aufgrund ihrer Einfachheit und Fähigkeit, Toxine aufzulösen, ohne....

Protokoll

1. Synthese von Nanomaterialien

1. ZnO-Mn₂O₃ Nanokomposit-Synthese
   1. Synthese von Nanokompositen unter Verwendung von Polyvinylalkohol als Tensid und einem Komplexbildner-gestützten SG-SCS-Ansatz. Eine grafische Darstellung des SG-SCS-Ansatzes finden Sie in der ergänzenden Abbildung S1.
   2. 1,5 g PVA-Polymer in 100 mL destilliertem Wasser unter ständigem Rühren auf einem Magnetrührer für ca. 15 min bei 115 °C²³ auflösen.
   3. Die Salzvorläuferlösungen, Zinknitrathexahydrat in einer Konzentration von 90 % v/v und Mangansulfat in einer Konzentration von 10 % v/v....

Ergebnisse

Abbildung 1A zeigt die thermische Stabilität von binären NCs, bevor ein DTG-Instrument die Kalzinierung in der N_{2-Atmosphäre} analysiert. Eine Sequenz der Verdampfung von adsorbierten H₂O-Molekülen, des intramolekularen Zerfalls, der Zerlegung von Metallhydroxiden oder/und PVA-Seitenketten, der intermolekularen/PVA-Hauptkettenzerlegung und schließlich des kristallinen Teils fand statt, um Kohlenstoff, Kohlenwasserstoffe und Asche^29,30

Diskussion

Das vorliegende Protokoll beschreibt die Synthese von Nanokristallen unter Verwendung einer Bottom-up-Strategie mit präziser Form, Größe und Struktur. Die Studie beobachtete, dass die Keimbildung und das Wachstum von Nanokristallen vor der Bildung der Nanokristalle signifikant waren. Hier wurden die ZnO- und Manganoxide auf der Grundlage der LaMer-Gruppentheorie²⁵ synthetisiert, die den Prozess der Nanokristallbildung nach der Reduktion von Vorläufern in Atome und.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Saures Orange 8	Sigma-Aldrich		65%,
Chlor	Sigma-Aldrich	7782-50-5
Dithienogermol	Sigma-Aldrich	773881-43-9
HCl	Sigma-Aldrich	7647-01-0
Mangannitrat (10%) Salz	Sigma-Aldrich	15710-66-4	10%
Mangansulfat-Monohydrat	Sigma-Aldrich		Dichte: 2,95 g/cm³; Löslichkeit in Wasser: 70 g/100 mL (70 &de; C); 99,95%,  MnSO4.H2O
Poly (Vinylalkohol)	Sigma-Aldrich	9002-89-5	Dichte: 1,19– 1,31 g/cm³ @20 &Grad; C, nur wasserlöslich @ > 80 &de; C
Zinknitrat-Hexahydrat (90%)	Sigma-Aldrich	10196-18-6	98%; Dichte: 2,065 g/cm³ @20 &Grad; C; Löslichkeit in Wasser: 184,3 g/100 mL @20 ° C
Verwendete Instrumente
Materialname	Model	Analysis
BET (N2 Adsorptions-Desorptions-Isothermen)	Quanten-Chrom-Instrument.	Textureigenschaften
DT/DTA	Shimadzu DTG-60H	Messung der thermischen Stabilität
FTIR	Perkin Elmer FT-IR, Spectrum 65	Informationen
HRTEM	JEOL TEM 2100 HRTEM	Morphologische, Größen- und Zusammensetzungsanalyse
SEM-EDX	SEM-EDX-EVO 18 mit Niedervakuumanlage und ALTO 1000 Kryo-Aufsatz	Morphologisch Analyse
XPS	AXIS ULTRA von AXIS 165
XRD	Shimadzu, XRD-7000	Kristallinität, Struktur und ungefähre durchschnittliche Kristallitgröße
Verwendete Software<
strong>Name	Company	Use
Mendeley	Mendeley-Desktop-1.19.8-win32	Zum Zitieren von Referenzen
Origin	OriginPro 8	XRD, BET, UV-vis-DRS Datenanalyse

zur chemischen Bindung