Hétérojonction d’oxyde métallique pour les activités photocatalytiques

Résumé

Le développement d’une hétérojonction stimule les activités photocatalytiques de la synthèse par combustion en solution, qui est un processus économe en temps et en énergie. Des techniques de caractérisation analytique avancées ont été utilisées dans ce protocole pour évaluer les caractéristiques des matériaux, et les nanocomposites ont démontré une meilleure dégradation du colorant Acid Orange-8.

Résumé

Il existe une demande mondiale importante pour l’amélioration des techniques de synthèse et de leurs caractéristiques optimales, en particulier pour les applications à l’échelle industrielle. La synthèse par combustion en solution à base de sol-gel (SG-SCS) est une méthode simple pour produire des matériaux poreux ordonnés. À cet égard, la théorie des acides et des bases durs et mous de Pearson aide à sélectionner la réactivité hôte-dopant pour former une hétérojonction appropriée.

La formation d’une hétérojonction modifie également les propriétés essentielles des matériaux, améliorant la photocatalyse via le transfert de charge ou les activités synergiques. Une température de calcination de 500 °C est idéale pour ce processus sur la base des résultats de l’évaluation de la stabilité via une analyse du rapport de thermogravimétrie différentielle (DTG).

Les dimensions à l’échelle nanométrique des nanoparticules (NP) et des nanocomposites (NC) générés ont été validées à l’aide de la diffraction des rayons X et de la microscopie électronique à transmission à haute résolution (HRTEM). De plus, les micrographies de microscopie électronique à balayage et les analyses BET ont confirmé la nature porosité des matériaux. La HRTEM, la spectroscopie de photoélectrons à rayons X et les études par rayons X à dispersion d’énergie ont permis d’établir la composition des matériaux. L’étude a révélé que les NC dégradaient la couleur orange acide 8 (AO8) plus efficacement que le ZnO nu.

Introduction

La protection de l’environnement est devenue une préoccupation majeure avec l’essor rapide des entreprises dans le monde entier. Par conséquent, les nanomatériaux basés sur les nanotechnologies (NM) et leur synthèse ont attiré l’attention des chercheurs sur les matériaux en vrac dans le monde scientifique moderne¹. Plusieurs approches physicochimiques ont été adaptées pour traiter les contaminants organiques et inorganiques ^2,3. À cet égard, en raison de sa simplicité et de sa capacité à dissoudre les toxines sans créer de contamination secondaire, la p....

Protocole

1. Synthèse de nanomatériaux

1. Synthèse de nanocomposites ZnO-Mn₂O₃
   1. Synthétiser des nanocomposites en utilisant de l’alcool polyvinylique comme tensioactif et une approche SG-SCS assistée par agent complexant. Pour une illustration graphique de l’approche SG-SCS, voir la figure supplémentaire S1.
   2. Dissoudre 1,5 g de polymère PVA dans 100 mL d’eau distillée en agitant continuellement sur un agitateur magnétique pendant environ 15 min à 115 °C²³.
   3. Verser les solutions de précurseurs de sel, le nitrate de zinc hexahydraté à une concentration de 90 % v/v....

Résultats

La figure 1A représente les stabilités thermiques des NC binaires avant qu’un instrument DTG n’analyse la calcination dans l’atmosphère N₂. Une séquence de vaporisation des molécules H₂O adsorbées, de désintégration intramoléculaire, de décomposition des hydroxydes métalliques et/ou de la chaîne latérale PVA, de la décomposition de la chaîne principale intermoléculaire/PVA, et enfin, de la partie cristalline a eu lieu pour donner du carbone, des hydrocarbures et des cen.......

Discussion

Le présent protocole décrit la synthèse de nanocristaux à l’aide d’une stratégie ascendante avec une forme, une taille et une structure précises. L’étude a observé que la nucléation et la croissance des nanocristaux étaient significatives avant la formation des nanocristaux. Ici, le ZnO et les oxydes de manganèse ont été synthétisés sur la base de la théorie des groupes²⁵ de LaMer, qui postule le processus de formation de nanocristaux après avoir réduit les précur.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Orange acide 8	Sigma-Aldrich		65 %,
Chlore	Sigma-Aldrich	7782-50-5
Dithienogermole	Sigma-Aldrich	773881-43-9
HCl	Sigma-Aldrich	7647-01-0
Nitrate de manganèse (10 %) sel	Sigma-Aldrich	15710-66-4	10 %
Sulfate de manganèse monohydraté	Sigma-Aldrich		Densité : 2,95 g/cm³ ;; solubilité dans l’eau : 70 g/100 mL (70 ° ; C); 99,95 %,  ; MnSO4.H2O
Poly (alcool vinylique)	Sigma-Aldrich	9002-89-5	Densité : 1.19&ndash ; 1,31 g/cm³ ; @20 ° ; C, soluble dans l’eau seulement @ > 80 ° ; C
Nitrate de zinc hexahydraté (90 %)	Sigma-Aldrich	10196-18-6	98 %; Densité : 2,065 g/cm³ ; @20 ° ; C; solubilité dans l’eau : 184,3 g/100 mL @20 ° ; C
Instruments utilisés
Nom des matériaux	Model	Analysis
BET (N2 isothermes d’adsorption-désorption)	Quanta chrome instrument.		texturales
DT/DTA	Shimadzu DTG-60H	Mesure de la stabilité
FTIR	Perkin Elmer FT-IR, Spectrum 65	Informations sur
HRTEM	JEOL TEM 2100 HRTEM	Analyse morphologique, granulométrique et de composition
SEM-EDX	SEM-EDX-EVO 18 avec installation de vide faible et fixation cryogénique ALTO 1000	Morphologique analyse
XPS	AXIS ULTRA de AXIS 165
XRD	Shimadzu, XRD-7000	Cristallinité, structure et taille
Logiciels courants utilisés
Name	>Company	Use
Mendeley	Mendeley-Desktop-1.19.8-win32	Pour citer les références
Origin	OriginPro 8	XRD, BET, UV-vis-DRS analyse

Propriétés thermiqueles liaisons chimiques moyenne approximative des cristallites des données