Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.

Artículo de método

Heterojunción de óxido metálico para actividades fotocatalíticas

997 visualizaciones

⸱

DOI:

10.3791/64077

⸱

20 de julio de 2022

 ,  ,  ,  , 
1Department of Applied Chemistry, Adama Science and Technology University, 2Department of Chemistry, Faculty of Science, Taif University, 3Pharmaceutical Technology Unit, Faculty of Pharmacy, AIMST University

En este artículo

Resumen

El desarrollo de una heterojunción impulsa las actividades fotocatalíticas de la síntesis de combustión en solución, que es un proceso eficiente en tiempo y energía. En este protocolo se utilizaron técnicas avanzadas de caracterización analítica para evaluar las características de los materiales, y los nanocompuestos demostraron una mejor degradación del colorante ácido naranja-8.

Resumen

Existe una importante demanda mundial de mejoras en las técnicas de síntesis y sus características óptimas, especialmente para aplicaciones a escala industrial. La síntesis de combustión en solución basada en sol-gel (SG-SCS) es un método simple para producir materiales porosos ordenados. En este sentido, la teoría de ácidos y bases duros y blandos de Pearson ayuda a seleccionar la reactividad del huésped-dopante para formar una heterojunción adecuada.

La formación de una heterojunción también cambia las propiedades esenciales de los materiales, mejorando la fotocatálisis a través de la transferencia de carga o actividades sinérgicas. Una temperatura de calcinación de 500 °C es ideal para este proceso basándose en los resultados de la evaluación de la estabilidad mediante un análisis de relación termogravimétrica diferencial (DTG).

Las dimensiones a nanoescala de las nanopartículas (NPs) y nanocomposites (NCs) generados se validaron mediante difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM). Además, las micrografías de microscopía electrónica de barrido y los análisis BET confirmaron la naturaleza porosa de los materiales. Las investigaciones HRTEM, espectroscopía de fotoelectrones de rayos X y rayos X de dispersión de energía establecieron la composición de los materiales. El estudio encontró que los NC degradaron el color naranja ácido 8 (AO8) de manera más eficiente que el ZnO desnudo.

Introducción

La protección del medio ambiente se ha convertido en una preocupación importante con el rápido aumento de las empresas en todo el mundo. En consecuencia, los nanomateriales (NM) basados en la nanotecnología y su síntesis han atraído la atención de los investigadores sobre los materiales a granel en el mundo científico moderno1. Varios enfoques fisicoquímicos han sido adaptados para el tratamiento de contaminantes orgánicos e inorgánicos 2,3. En este sentido, debido a su simplicidad y capacidad de disolver toxinas sin crear contaminación secundaria, la fotocatálisis heterogénea se considera una técnica de remediación adaptativa4. Los estudios han diseñado una heterounión o dopaje entre semiconductores de banda prohibida adecuados, lo que ayuda a reducir la recombinación electrón-hueco, el área de superficie y el volumen del constituyente. Posteriormente, esta condición aumentó la degradación fotocatalítica de los colorantes 5,6,7. Trabajos recientes también han informado de un papel sinérgico y de mejora de la transferencia de cargadores a través de heterouniones/híbridos 8,9, y los óxidos metálicos semiconductores demuestran propiedades físicas y químicas únicas para aplicaciones multifuncionales10. Como resultado, elTiO2 y las NPs de óxido de zinc (NnO NPs) han recibido una atención significativa11,12 entre los investigadores.

En comparación con los materiales individuales, la formación de una heterounión se ha convertido en una de las preferencias únicas para aumentar el área de superficie y la relación de volumen de los materiales y mejorar el rendimiento fotocatalítico y antibacteriano de un material. Además, el impacto sinérgico de las heterouniones binarias mejora la separación de los pares electrón/hueco fotogenerados en comparación con las heterouniones binarias13,14. Los estudios han demostrado que una heterounión entre Mn2O3 y ZnO NPs15 mejora la estabilidad y la capacidad de adsorción del sustrato y reduce la resistencia a la transferencia de carga en las NP sintetizadas. Además, varios estudios han utilizado la reactividad del huésped-dopante basada en la teoría de ácidos y bases duros y blandos (HSAB) de Pearson para probar la heterojunción o la formación de dopantes. Se encontró que los ácidos duros de Lewis (como el Mn(III)) no pueden difundirse en el límite de la red huésped de Zn (II) en presencia de un solvente de base dura como el agua16,17. Se adsorben en la superficie del huésped y se oxidan para formar un híbrido tras la calcinación.

Debido a su potencial, el enfoque global actual para las aplicaciones industrialmente escalables de la síntesis de materiales se centra en mejorar el enfoque y sus perspectivas críticas13. La síntesis de combustión en solución (SCS) es un método simple, eficiente en tiempo y energía para crear materiales porosos ordenados regularmente18, que juegan un papel importante en el fenómeno de transporte de iones/masa19. El SCS comprende una distribución decente de dopante-huésped o heterojunción basada en la teoría de ácidos y bases duros y blandos (HSAB) de Pearson. El dopaje/heterojunción puede ajustar las propiedades ópticas, magnéticas y eléctricas de los materiales, impulsando posteriormente la aplicación de materiales a través de una transferencia de carga efectiva y/o funciones sinérgicas20. El SCS asistido por agente directivo de arquitectura (ADA) también puede producir marcos de nanocristales coloidales ordenados (CNF) utilizados para el transporte de masa/iones en dispositivos de conversión de energía 21,22.

Este estudio produjo un surfactante y agente complejante de alcohol polivinílico (PVA) para sintetizar NPs de ZnO y heterojunción de nanocompuestos binarios (NCs) basados en ZnO a través de un enfoque SG-SCS respetuoso con el medio ambiente. La heterojunción entre los óxidos, que desempeña un papel vital en la transferencia de carga, se estimó con base en la teoría HSAB. Se utilizaron técnicas de caracterización para comprender las propiedades estructurales, ópticas y morfológicas de los materiales. La eficiencia de degradación del material se probó tanto en tintes AO8 estables como tóxicos.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Protocolo

1. Síntesis de nanomateriales

  1. Síntesis de nanocompuestos ZnO-Mn2O3
    1. Sintetizar nanocompuestos utilizando alcohol polivinílico como surfactante y un enfoque SG-SCS asistido por agentes complejantes. Para una ilustración gráfica del enfoque SG-SCS, véase la figura complementaria S1.
    2. Disuelva 1,5 g de polímero PVA en 100 ml de agua destilada con agitación continua en un agitador magnético durante unos 15 minutos a 115 °C23.
    3. Vierta las soluciones precursoras de sal, el nitrato de zinc hexahidratado a una concentración del 90% v/v y el sulfato de manganeso a una concentración del 10% v/v en la solución de PVA disuelta anteriormente con agitación continua durante unos 10 minutos y disminuya la temperatura a 70 °C.
      NOTA: Los precursores de sal se mezclaron simultáneamente para equilibrar la reactividad de los precursores nanocompuestos para seguir el enfoque de nucleación-dopaje16,24. La temperatura se redujo a 70 °C para controlar el crecimiento acelerado y la agregación de las nanopartículas, siguiendo el modelo de La Mar25,26.
    4. Envejezca el sol (partículas coloidales) desarrolladas por el hidróxido metálico manteniéndolo en un área cerrada y oscura durante 2 días. A continuación, deshidrata la solución calentándola a 110 °C (en el aire) para formar un gel.
      NOTA: El polímero PVA actúa como una arquitectura, dirigiendo plantillas y agentes complejantes, que ayudan en la dispersión homogénea de cationes metálicos, iniciando el proceso de combustión y evitando las propiedades de agregación/aglomeración.
    5. Someter el gel a la combustión en el aire calentando el horno a una temperatura de ignición de ~150-250 °C (temperatura aproximada comprobada con un termómetro simple). La temperatura de ignición es la temperatura mínima requerida para iniciar la combustión. Durante la combustión, use campanas para recolectar todos los subproductos de gases tóxicos que afectan la salud humana.
      NOTA: El proceso de combustión se activó formando complejos entre el polímero PVA y los precursores de nitratos, que actúan como combustible para facilitar el proceso de combustión.
    6. Calcinar los materiales quemados durante 3 h a 500 °C en un horno de mufla, optimizado mediante la técnica analítica de termogravimetría diferencial (DTG). El DTG descompone las impurezas no quemadas y mejora la cristalinidad de los materiales27.
  2. Síntesis de ZnO desnudo y Mn2O3 NPs
    1. Sintetice óxidos de metal desnudo utilizando el enfoque sol-gel. Sintetice ZnO y Mn2O3 desnudos sin PVA utilizando todos los pasos mencionados anteriormente, pasos 1.1.1.-1.1.6., excepto el paso 1.1.2. Debido a la ausencia de los complejos de nitrato metálico y polímero PVA, no se produce ningún proceso de autopropagación durante el paso final de secado.

2. Caracterización de NP

  1. Determinar la relación termogravimétrica, específicamente la térmica termogravimétrica/térmica diferencial (análisis DT/DTA), en una atmósfera de nitrógeno a un caudal de 20.0 mL/min y un tiempo de rampa de 50 °C/min para estudiar la estabilidad térmica y el comportamiento de degradación de los NPs y NCs.
  2. Realizar la espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) utilizando pellets KBr en el rango de 400-4000 cm-1 para estudiar el comportamiento del grupo funcional de superficie de NPs y NCs.
  3. Realizar difracción de rayos X (XRD) para estudiar la estructura cristalográfica de PVA, NP y NC.
  4. Utilice el Brunauer-Emmett-Teller (BET; N2 isotermas de adsorción-desorción) para calcular el área superficial específica de las muestras en el rango de presión relativa (P/Po) de 0,05-0,35. Determine las distribuciones del tamaño de los poros de las muestras utilizando el método de Barrett-Joyner-Halenda (BJH). Por último, mida la sorción de N2 de todas las NP y NC a -196,15 °C.
  5. Utilice la microscopía electrónica de barrido con espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (SEM-EDX) y la microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM) para estudiar las morfologías y realizar estudios de composición de las NP y NC.
  6. Realice un análisis de espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) en un sistema integrado con una lente de inmersión magnética patentada por Kratos, un sistema de neutralización de carga y un analizador de espejo esférico. Calibrar las energías máximas en función de la energía del carbono externo.
    NOTA: El investigador adoptó todos los procedimientos y protocolos estándar durante el proceso de caracterización.

3. Estudios de degradación de lotes

  1. Realice el experimento fotocatalítico disolviendo 20 ppm de colorante AO8 en 250 mL de solución acuosa (solvente acuoso) con 0.06 g de fotocatalizadores de ZnO NPs y NCs.
  2. Utilice el experimento de degradación como conductor en un reactor de vidrio circular de 176,6cm2 . Para este experimento, utilice una lámpara de vapor de mercurio de presión media (lámpara de Hg) como fuente de luz (λmax = 365 nm, 125 W)28. Antes de la iluminación, agite la suspensión de reacción continuamente en la oscuridad durante 30 minutos para crear el equilibrio de adsorción/desorción de AO8/CR en las NPs/NCs.
  3. Irradie las muestras directamente enfocando la luz en la mezcla de reacción desde una distancia de 20 cm. Utilice un agitador magnético a 110 rpm para mezclar continuamente la solución. Controle la temperatura del reactor general durante el experimento utilizando la circulación de agua.
  4. Extraiga 5 mL de la solución de colorante cada 15 min para medir sus concentraciones en el tiempo t con un espectrofotómetro UV-vis. Calcule el porcentaje de eficiencia de la degradación fotocatalítica utilizando la ecuación:
    figure-protocol-1
    donde Co y Ct son las concentraciones de irradiación inicial y después del tiempo t , respectivamente, de la solución de colorantes AO8 y CR; y η es la eficiencia de la decoloración de la foto,
  5. Utilice la ecuación cinética de pseudo-primer orden para estudiar la dinámica de reacción:
    Cinética pseudo - de primer orden:figure-protocol-2
    donde Co y Ct son las concentraciones inicial y de equilibrio del colorante AO8 (mg/L), respectivamente, k es la constante de velocidad y t es el tiempo en minutos.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Resultados

La Figura 1A muestra las estabilidades térmicas de los NC binarios antes de que un instrumento DTG analice la calcinación en la atmósfera N2. Se produjo una secuencia de vaporización de moléculas deH2O adsorbidas, desintegración intramolecular, hidróxidos metálicos y/o descomposición de la cadena lateral del PVA, descomposición de la cadena principal intermolecular/PVA y, finalmente, la parte cristalina dio carbono, hidrocarburos y cenizas29,30

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Discusión

El presente protocolo describe la síntesis de nanocristales utilizando una estrategia de abajo hacia arriba con forma, tamaño y estructura precisos. El estudio observó que la nucleación y el crecimiento de los nanocristales eran significativos antes de formar los nanocristales. Aquí, los óxidos de ZnO y manganeso se sintetizaron sobre la base de la teoría del grupo25 de LaMer, que postula el proceso de formación de nanocristales después de reducir los precursores ...

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Nos gustaría agradecer a la Universidad de Ciencia y Tecnología de Adama por su apoyo en este trabajo. La financiación fue proporcionada por el Proyecto de Apoyo a los Investigadores de la Universidad de Taif número (TURSP-2020/44), Universidad de Taif, Taif, Arabia Saudita.

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Naranja ácida 8Sigma-Aldrich65%,
CloroSigma-Aldrich7782-50-5
DithienogermolSigma-Aldrich773881-43-9
HClSigma-Aldrich7647-01-0
Nitrato de manganeso (10%) salSigma-Aldrich15710-66-410%
Sulfato de manganeso monohidratadoSigma-AldrichDensidad: 2,95 g/cm³; solubilidad en agua: 70 g/100 mL (70 ° C); 99.95%,  MnSO4.H2O
Poly (alcohol vinílico)Sigma-Aldrich9002-89-5Densidad: 1.19– 1,31 g/cm³ @20 ° C, soluble en agua solo @ > 80 ° C
Nitrato de zinc hexahidratado (90%)Sigma-Aldrich10196-18-698%; Densidad: 2.065 g/cm³ @20 ° C; solubilidad en agua: 184.3 g/100 mL @20 ° C
Instrumentos utilizados
Nombre de los materialesModeloAnálisis
BET (N2 isotermas de adsorción-desorción)Instrumento de cromo cuantitativo.Propiedades
DT/DTAShimadzu DTG-60HMedir la estabilidad
FTIRPerkin Elmer FT-IR, Spectrum 65Información
HRTEMJEOL TEM 2100 HRTEMAnálisis morfológico, de tamaño y composición
análisis
XPSAXIS ULTRA de AXIS 165
XRDShimadzu, XRD-7000Cristalinidad, estructura y tamaño
Common software utilizado
NameCompanyUse
MendeleyMendeley-Desktop-1.19.8-win32Para citar referencias
OriginOriginPro 8XRD, BET, UV-vis-DRS análisis
texturalestérmicade enlace químico SEM-EDX SEM-EDX-EVO 18 con instalación de bajo vacío y accesorio criogénico ALTO 1000 Morfológico medio aproximado del cristalito de datos

Referencias

  1. Khort, A., et al. Corrosion and transformation of solution combustion synthesized Co, Ni and CoNi nanoparticles in synthetic freshwater with and without natural organic matter. Scientific Reports. 11 (1), 7860(2021).
  2. Pype, M., Lawrence, M. G., Keller, J., Gernjak, W. Reverse osmosis integrity monitoring in water reuse: The challenge to verify virus removal - A review. Water Research. 98, 384-395 (2016).
  3. Adeleye, A. S., et al. Engineered nanomaterials for water treatment and remediation: Costs, benefits, and applicability. Chemical Engineering Journal. 286, 640-662 (2016).
  4. Gómez-Pastora, J., et al. Review and perspectives on the use of magnetic nanophotocatalysts (MNPCs) in water treatment. Chemical Engineering Journal. 310 (2), 407-427 (2017).
  5. Nadeem, M. S., et al. Enhancement in the photocatalytic and antimicrobial properties of ZnO nanoparticles by structural variations and energy bandgap tuning through Fe and Co co-doping. Ceramics International. 47 (8), 11109-11121 (2021).
  6. Nadeem, M. S., et al. Energy-levels well-matched direct Z-scheme ZnNiNdO/CdS heterojunction for elimination of diverse pollutants from wastewater and microbial disinfection. Environmental Science and Pollution Research International. , (2022).
  7. Munawar, T., Iqbal, F., Yasmeen, S., Mahmood, K., Hussain, A. Multi metal oxide NiO-CdO-ZnO nanocomposite-Synthesis, structural, optical, electrical properties and enhanced sunlight driven photocatalytic activity. Ceramics International. 46 (2), 2421-2437 (2020).
  8. Srinivasa, N., et al. Facile synthesis of Ni/NiO nanocomposites: The effect of Ni content in NiO upon the oxygen evolution reaction within alkaline media. RSC Advances. 11 (24), 14654-14664 (2021).
  9. Chen, P., et al. Solution combustion synthesis of ternary Ni/WC/C composites with efficient electrocatalytic oxygen reduction performance. RSC Advances. 11 (61), 38718-38726 (2021).
  10. Nagvenkar, A. P., Perelshtein, I., Piunno, Y., Mantecca, P., Gedanken, A. Sonochemical one-step synthesis of polymer-capped metal oxide nanocolloids: Antibacterial activity and cytotoxicity. ACS Omega. 4 (9), 13631-13639 (2019).
  11. Janotti, A., Van de Walle, C. G. Fundamentals of zinc oxide as a semiconductor. Reports on Progress in Physics. 72 (12), 126501(2009).
  12. Abebe, B., Murthy, H. C. A., Amare, E. Enhancing the photocatalytic efficiency of ZnO: Defects, heterojunction, and optimization. Environmental Nanotechnology, Monitoring. & Management. 14, 100336(2020).
  13. Abebe, B., Murthy, H. C. A., Zereffa, E. A. Multifunctional application of PVA-aided Zn-Fe-Mn coupled oxide nanocomposite. Nanoscale Research Letters. 16, 1(2021).
  14. Shekofteh-Gohari, M., Habibi-Yangjeh, A. Fe3O4/ZnO/CoWO4 nanocomposites: Novel magnetically separable visible-light-driven photocatalysts with enhanced activity in degradation of different dye pollutants. Ceramics International. 43 (3), 3063-3071 (2017).
  15. Saravanan, R., Gupta, V. K. K., Narayanan, V., Stephen, A. Visible light degradation of textile effluent using novel catalyst ZnO/γ-Mn2O3. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 45 (4), 1910-1917 (2014).
  16. Buonsanti, R., Milliron, D. J. Chemistry of doped colloidal nanocrystals. Chemistry of Materials. 25 (8), 1305-1317 (2013).
  17. Hu, H., He, H., Zhang, J., Hou, X., Wu, P. Optical sensing at the nanobiointerface of metal ion-optically-active nanocrystals. Nanoscale. 10 (11), 5035-5046 (2018).
  18. Deganello, F., Tyagi, A. K. Solution combustion synthesis, energy and environment: Best parameters for better materials. Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. 64 (2), 23-61 (2018).
  19. Buonsanti, R., et al. Assembly of ligand-stripped nanocrystals into precisely controlled mesoporous architectures. Nano Letters. 12 (7), 3872-3877 (2012).
  20. Li, F., Ran, J., Jaroniec, M., Qiao, S. Z. Solution combustion synthesis of metal oxide nanomaterials for energy storage and conversion. Nanoscale. 7 (42), 17590-17610 (2015).
  21. Williams, T. E., et al. Nearest-neighbour nanocrystal bonding dictates framework stability or collapse in colloidal nanocrystal frameworks. Chemical Communications. 53 (35), 4853-4856 (2017).
  22. Helms, B. A., Williams, T. E., Buonsanti, R., Milliron, D. J. Colloidal nanocrystal frameworks. Advanced Materials. 27 (38), 5820-5829 (2015).
  23. Liu, B., et al. Synthesis of ZnO nano-powders via a novel PVA-assisted freeze-drying process. RSC Advances. 6 (111), 110349-110355 (2016).
  24. Abebe, B., Murthy, H. C. A. Insights into ZnO-based doped porous nanocrystal frameworks. RSC Advances. 12 (10), 5816-5833 (2022).
  25. LaMer, V. K., Dinegar, R. H. Theory, production and mechanism of formation of monodispersed hydrosols. Journal of the American Chemical Society. 72 (11), 4847-4854 (1950).
  26. Jun, Y. -S., et al. Classical and nonclassical nucleation and growth mechanisms for nanoparticle formation. Annual Review of Physical Chemistry. 73, 453-477 (2022).
  27. Gao, Y., Meng, F., Li, X., Wen, J. Z., Li, Z. Factors controlling nanosized Ni-Al 2 O 3 catalysts synthesized by solution combustion for slurry-phase CO methanation: the ratio of reducing valences to oxidizing valences in redox systems. Catalysis Science & Technology. 6 (21), 7800-7811 (2016).
  28. Abebe, B., Zereffa, E. A., Murthy, H. C. A. Synthesis of poly(vinyl alcohol)-aided ZnO/Mn 2 O 3 nanocomposites for acid orange-8 dye degradation: Mechanism and antibacterial activity. ACS Omega. 6 (1), 954-964 (2021).
  29. Kumar, S., Krishnakumar, B., Sobral, A. J. F. N., Koh, J. Bio-based ( chitosan / PVA / ZnO ) nanocomposites fi lm Thermally stable and photoluminescence material for removal of organic dye. Carbohydrate Polymers. 205, 559-564 (2019).
  30. Dai, Y., et al. Enhanced mechanical, thermal, and UV-shielding properties of poly(vinyl alcohol)/metal-organic framework nanocomposites. RSC Advances. 8 (67), 38681-38688 (2018).
  31. Munawar, T., et al. Novel tri-phase heterostructured ZnO-Yb2O3-Pr2O3 nanocomposite; structural, optical, photocatalytic and antibacterial studies. Ceramics International. 46 (8), 11101-11114 (2020).
  32. Mukhtar, F., et al. Enhancement in carrier separation of ZnO-Ho2O3-Sm2O3 hetrostuctured nanocomposite with rGO and PANI supported direct dual Z-scheme for antimicrobial inactivation and sunlight driven photocatalysis. Advanced Powder Technology. 32 (10), 3770-3787 (2021).
  33. Lachheb, H., et al. Electron transfer in ZnO-Fe 2 O 3 aqueous slurry systems and its effects on visible light photocatalytic activity. Catalysis Science & Technology. 7 (18), 4041-4047 (2017).
  34. Thommes, M., et al. Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 87 (9-10), 1051-1069 (2015).
  35. Kumar, P., Kim, K. -H., Kwon, E. E., Szulejko, J. E. Metal-organic frameworks for the control and management of air quality: advances and future direction. Journal of Materials Chemistry A. 4 (2), 345-361 (2016).
  36. Liu, J., et al. NiO-PTA supported on ZIF-8 as a highly effective catalyst for hydrocracking of Jatropha oil. Scientific Reports. 6, 23667(2016).
  37. Fatehah, M. O., Aziz, H. A., Stoll, S. Stability of ZnO nanoparticles in solution. Influence of pH, dissolution, aggregation and disaggregation effects. Journal of Colloid Science and Biotechnology. 3 (1), 75-84 (2014).
  38. Sigoli, F. A., Davolos, M. R., Jafelicci, M. Morphological evolution of zinc oxide originating from zinc hydroxide carbonate. Journal of Alloys and Compounds. 262-263, 292-295 (1997).
  39. Wachs, I. E. Raman and IR studies of surface metal oxide species on oxide supports: Supported metal oxide catalysts. Catalysis Today. 27 (3-4), 437-455 (1996).
  40. Parler, C. M., Ritter, J. A., Amiridis, M. D. Infrared spectroscopic study of sol-gel derived mixed-metal oxides. Journal of Non-Crystalline Solids. 279 (2-3), 119-125 (2001).
  41. Anžlovar, A., Kogej, K., Crnjak Orel, Z., Žigon, M. Polyol mediated nano size zinc oxide and nanocomposites with poly(methyl methacrylate). Express Polymer Letters. 5 (7), 604-619 (2011).
  42. Saravanan, R., et al. ZnO/Ag/Mn 2 O 3 nanocomposite for visible light-induced industrial textile effluent degradation, uric acid and ascorbic acid sensing and antimicrobial activity. RSC Advances. 5 (44), 34645-34651 (2015).
  43. Yang, G., Yan, W., Wang, J., Yang, H. Fabrication and formation mechanism of Mn 2 O 3 hollow nanofibers by single-spinneret electrospinning. CrystEngComm. 16 (30), 6907-6913 (2014).
  44. Liu, Y., et al. A magnetically separable photocatalyst based on nest-like γ-Fe 2 O 3 /ZnO double-shelled hollow structures with enhanced photocatalytic activity. Nanoscale. 4 (1), 183-187 (2012).
  45. Hu, Y., et al. A microwave-assisted rapid route to synthesize ZnO/ZnS core-shell nanostructures via controllable surface sulfidation of ZnO nanorods. CrystEngComm. 13 (10), 3438-3443 (2011).
  46. Zhang, J., et al. Synthesis and gas sensing properties of α-Fe 2 O 3 @ ZnO core-shell nanospindles. Nanotechnology. 22 (18), 185501(2011).
  47. Penn, R. L. Imperfect oriented attachment: Dislocation generation in defect-free nanocrystals. Science. 281 (5379), 969-971 (1998).
  48. Zhang, J., Huang, F., Lin, Z. Progress of nanocrystalline growth kinetics based on oriented attachment. Nanoscale. 2 (1), 18-34 (2009).
  49. Zeng, Z., et al. A fluorescence-electrochemical study of carbon nanodots (CNDs) in bio- and photoelectronic applications and energy gap investigation. Physical Chemistry Chemical Physics. 19 (30), 20101-20109 (2017).
  50. Zhai, T., et al. Controllable synthesis of hierarchical ZnO nanodisks for highly photocatalytic activity. CrystEngComm. 14 (5), 1850-1855 (2012).
  51. Li, N., et al. Efficient removal of chromium from water by Mn3O4 @ZnO/Mn3O4 composite under simulated sunlight irradiation: Synergy of photocatalytic reduction and adsorption. Applied Catalysis B: Environmental. 214, 126-136 (2017).
  52. Abebe, B. Polymer assisted colloidal nanocrystal framework synthesis: Sol-gel approach. Materials Research Express. 8 (12), 125005(2021).
  53. Jiamprasertboon, A., et al. Heterojunction α-Fe2O3/ZnO films with enhanced photocatalytic properties grown by aerosol-assisted chemical vapour deposition. Chemistry - A European Journal. 25 (48), 11337-11345 (2019).
  54. Mukhtar, F., et al. Dual S-scheme heterojunction ZnO-V2O5-WO3 nanocomposite with enhanced photocatalytic and antimicrobial activity. Materials Chemistry and Physics. 263, 124372(2021).
  55. Marschall, R. Semiconductor composites: Strategies for enhancing charge carrier separation to improve photocatalytic activity. Advanced Functional Materials. 24 (17), 2421-2440 (2013).
  56. Beranek, R. (Photo)electrochemical methods for the determination of the band edge positions of TiO 2-based nanomaterials. Advances in Physical Chemistry. 2011, 786759(2011).
  57. Hoffmann, M. R., Martin, S. T., Choi, W., Bahnemann, D. W. Environmental applications of semiconductor photocatalysis. Chemical Reviews. 95 (1), 69-96 (1995).
  58. Wu, Y., Wang, D., Li, Y. Understanding of the major reactions in solution synthesis of functional nanomaterials. Science China Materials. 59, 938-996 (2016).
  59. Xia, Y., Xiong, Y., Lim, B., Skrabalak, S. E. Shape-controlled synthesis of metal nanocrystals: Simple chemistry meets complex physics. Angewandte Chemie. 48 (1), 60-103 (2008).
  60. Kim, S. J., Yoon, S., Kim, H. J. Review of solution-processed oxide thin-film transistors. Japanese Journal of Applied Physics. 53, (2014).
  61. Zhang, J., Guo, Q., Liu, Y., Cheng, Y. Preparation and characterization of Fe2O3/Al2O3 using the solution combustion approach for chemical looping combustion. Industrial & Engineering Chemistry Research. 51 (39), 12773-12781 (2012).
  62. Novitskaya, E., Kelly, J. P., Bhaduri, S., Graeve, O. A. A review of solution combustion synthesis: an analysis of parameters controlling powder characteristics. International Materials Reviews. 66 (3), 188-214 (2021).
  63. González-Cortés, S. L., Imbert, F. E. Fundamentals, properties and applications of solid catalysts prepared by solution combustion synthesis (SCS). Applied Catalysis A: General. 452, 117-131 (2013).

Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.

Reimpresiones y permisos

Explorar más artículos

Síntesis sol-gelcombustión en soluciónmateriales porosostransferencia de cargatermogravimetría diferencialdifracción de rayos XTEM de alta resolucióndegradación del naranja ácido

Este artículo ha sido publicado

Video próximamente

Contáctenos
Recomendar a la biblioteca

Privacidad

Términos de uso

Políticas

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Todos los derechos reservados.