Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Metaaloxide heterojunctie voor fotokatalytische activiteiten

997 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/64077

⸱

20 juli 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

In dit artikel

Samenvatting

De ontwikkeling van een heterojunctie stimuleert de fotokatalytische activiteiten van de synthese van de verbranding van oplossingen, wat een tijd-/energie-efficiënt proces is. In dit protocol werden geavanceerde analytische karakteriseringstechnieken gebruikt om de eigenschappen van de materialen te evalueren, en nanocomposieten vertoonden een verbeterde afbraak van de zure oranje-8-kleurstof.

Samenvatting

Er is wereldwijd een grote vraag naar verbeteringen in synthesetechnieken en hun optimale eigenschappen, vooral voor toepassingen op industriële schaal. Oplossingsverbrandingssynthese op basis van sol-gel (SG-SCS) is een eenvoudige methode om geordende poreuze materialen te produceren. In dit opzicht helpt de theorie van harde en zachte zuren en basen van Pearson bij het selecteren van gastheer-doteringsreactiviteit om een goede heterojunctie te vormen.

De vorming van een heterojunctie verandert ook de essentiële eigenschappen van de materialen, waardoor de fotokatalyse via ladingsoverdracht of synergetische activiteiten wordt verbeterd. Een calcinatietemperatuur van 500 °C is ideaal voor dit proces op basis van de resultaten van de stabiliteitsbeoordeling via een differentiële thermogravimetrieverhoudingsanalyse (DTG).

De nanoschaalafmetingen van de gegenereerde nanodeeltjes (NP's) en nanocomposieten (NC's) werden gevalideerd met behulp van röntgendiffractie en transmissie-elektronenmicroscopie met hoge resolutie (HRTEM). Bovendien bevestigden de scanning-elektronenmicroscopiemicrofoto's en BET-analyses de poreusheid van de materialen. HRTEM, röntgenfoto-elektronenspectroscopie en energiedispersief röntgenonderzoek bepaalden de samenstelling van de materialen. Uit de studie bleek dat NC's de zuur-oranje 8 (AO8) kleur efficiënter degradeerden dan kale ZnO.

Inleiding

Milieubescherming is een belangrijk punt van zorg geworden met de snelle opkomst van bedrijven over de hele wereld. Bijgevolg hebben op nanotechnologie gebaseerde nanomaterialen (NM's) en hun synthese de aandacht van onderzoekers getrokken over bulkmaterialen in de moderne wetenschappelijke wereld1. Verschillende fysisch-chemische benaderingen zijn aangepast om organische en anorganische contaminanten te behandelen 2,3. In dit opzicht wordt heterogene fotokatalyse, vanwege de eenvoud en het vermogen om toxines op te lossen zonder secundaire verontreiniging te veroorzaken, beschouwd als een adaptieve saneringstechniek4. Studies hebben een heterojunctie of doping ontworpen tussen geschikte bandgap-halfgeleiders, die helpt om de recombinatie van elektronen en gaten, het oppervlak en het volume van het bestanddeel te verminderen. Deze toestand verhoogde vervolgens de fotokatalytische degradatie van kleurstoffen 5,6,7. Recente werken hebben ook een synergetische en verbeterende rol van de lader gemeld via heterojuncties/hybriden 8,9, en halfgeleidermetaaloxiden vertonen unieke fysische en chemische eigenschappen voor multifunctionele toepassingen10. Als gevolg hiervan hebben TiO2 en zinkoxide NP's (ZnO NP's) veel aandacht gekregen11,12 onder onderzoekers.

In vergelijking met enkelvoudige materialen is de vorming van een heterojunctie een van de unieke voorkeuren geworden voor het vergroten van het oppervlak en de volumeverhouding van materialen en het verbeteren van de fotokatalytische en antibacteriële prestaties van een materiaal. Bovendien verbetert de synergetische impact van binaire heterojuncties de scheiding van fotogegenereerde elektron/gatparen in vergelijking met binaire heterojuncties13,14. Studies hebben aangetoond dat een heterojunctie tussen Mn2O3 en ZnO NPs15 de stabiliteit en de adsorptiecapaciteit van het substraat verbetert en de weerstand tegen ladingsoverdracht in gesynthetiseerde NP's vermindert. Bovendien hebben verschillende studies gastheer-doteermiddelreactiviteit gebruikt op basis van Pearson's harde en zachte zuren en basen (HSAB) theorie om heterojunctie- of doteringsvorming te testen. Het bleek dat harde Lewiszuren (zoals Mn(III)) niet kunnen diffunderen in de borderline van het Zn (II) gastheerrooster in aanwezigheid van een oplosmiddel op harde basis zoals water16,17. Ze worden geadsorbeerd op het oppervlak van de gastheer en geoxideerd om bij calcinatie een hybride te vormen.

Vanwege het potentieel ervan ligt de huidige wereldwijde focus voor industrieel schaalbare toepassingen van materiaalsynthese op het verbeteren van de aanpak en de kritische vooruitzichten13. Oplossingsverbrandingssynthese (SCS) is een eenvoudige, tijd-/energie-efficiënte methode om regelmatig geordende poreuze materialen te maken18, die een belangrijke rol spelen in het fenomeen ionen-/massatransport19. SCS omvat een fatsoenlijke doteermiddel-gastheerverdeling of heterojunctie op basis van Pearson's theorie van harde en zachte zuren en basen (HSAB). De doping/heterojunctie kan de optische, magnetische en elektrische eigenschappen van de materialen afstemmen en vervolgens de toepassing van materialen stimuleren door effectieve ladingsoverdracht en/of synergetische rollen20. De door de architectuur geassisteerde SCS (ADA) kan ook geordende colloïdale nanokristalkaders (CNF's) produceren die worden gebruikt voor massa-/ionentransport in energieomzettende apparaten21,22.

Deze studie produceerde een oppervlakteactieve stof en complexvormer van polyvinylalcohol (PVA) om ZnO NP's en op ZnO gebaseerde binaire nanocomposiet (NC's) heterojunctie te synthetiseren via een milieuvriendelijke SG-SCS-benadering. De heterojunctie tussen de oxiden, die een cruciale rol speelt bij de overdracht van lading, werd geschat op basis van de HSAB-theorie. Karakteriseringstechnieken werden gebruikt om de structurele, optische en morfologische eigenschappen van de materialen te begrijpen. De degradatie-efficiëntie van het materiaal werd getest op zowel stabiele als giftige AO8-kleurstoffen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. Synthese van nanomaterialen

  1. ZnO-Mn2O3 nanocomposiet synthese
    1. Synthese van nanocomposieten met behulp van polyvinylalcohol als oppervlakteactieve stof en een SG-SCS-benadering met complexvormingsmiddel. Voor een grafische illustratie van de SG-SCS-aanpak, zie aanvullende figuur S1.
    2. Los 1,5 g PVA-polymeer op in 100 ml gedestilleerd water onder continu roeren op een magnetische roerder gedurende ongeveer 15 minuten bij 115 °C23.
    3. Giet de zoutprecursoroplossingen, zinknitraathexahydraat in een concentratie van 90 % (v/v) en mangaansulfaat in een concentratie van 10 %v/v in de hierboven opgeloste PVA-oplossing onder continu roeren gedurende ongeveer 10 minuten en verlaag de temperatuur tot 70 °C.
      OPMERKING: Zoutprecursoren werden gelijktijdig gemengd om de reactiviteit van de nanocomposietprecursor in evenwicht te brengen om de nucleatie-dopingbenadering te volgen16,24. De temperatuur werd verlaagd tot 70 °C om de versnelde groei en aggregatie van de nanodeeltjes te beheersen, volgens het La Mar-model25,26.
    4. Ouderdom de ontwikkelde sol (colloïdale deeltjes) van de metaalhydroxide door deze 2 dagen in een gesloten en donkere ruimte te bewaren. Dehydrateer vervolgens de oplossing door te verhitten op 110 °C (in de lucht) om een gel te vormen.
      OPMERKING: Het PVA-polymeer fungeert als een architectuur, die sjablonen en complexvormers aanstuurt, die helpen bij de homogene dispersie van metaalkationen, het verbrandingsproces op gang brengen en aggregatie-/agglomeratie-eigenschappen voorkomen.
    5. Onderwerp de gel aan verbranding in lucht door de oven te verwarmen tot een ontstekingstemperatuur van ~150-250 °C (geschatte temperatuur gecontroleerd met een eenvoudige thermometer). De ontstekingstemperatuur is de minimumtemperatuur die nodig is om de verbranding te starten. Gebruik tijdens de verbranding afzuigkappen om alle bijproducten van giftige gassen op te vangen die de menselijke gezondheid aantasten.
      OPMERKING: Het verbrandingsproces werd geactiveerd door complexen te vormen tussen PVA-polymeer en nitraatprecursoren, die als brandstof fungeren om het verbrandingsproces te vergemakkelijken.
    6. Kook de verbrande materialen gedurende 3 uur bij 500 °C in een moffeloven, geoptimaliseerd met behulp van de differentiële thermogravimetrie (DTG) analytische techniek. DTG ontleedt de niet-verbrande onzuiverheden en verbetert de kristalliniteit van de materialen27.
  2. Bare ZnO en Mn2O3 NPs synthese
    1. Synthetische blanke metaaloxiden met behulp van de sol-gel-benadering. Synthetiseer bare ZnO en Mn2O3 zonder PVA met behulp van alle eerder genoemde stappen, stappen 1.1.1.-1.1.6., behalve stap 1.1.2. Door de afwezigheid van de metaalnitraat- en PVA-polymeercomplexen vindt er geen zelfvermeerderingsproces plaats tijdens de laatste droogstap.

2. NP karakterisering

  1. Bepaal de thermogravimetrieverhouding, met name de thermische thermogravimetrische/differentiële thermische (DT/DTA-analyse), in een stikstofatmosfeer met een debiet van 20,0 ml/min en een aanlooptijd van 50 °C/min om de thermische stabiliteit en het degradatiegedrag van de NP's en NC's te bestuderen.
  2. Voer de Fourier transformatie-infraroodspectroscopie (FTIR) uit met behulp van KBr-pellets in het bereik van 400-4000 cm-1 om het functionele groepsgedrag van NP's en NC's aan het oppervlak te bestuderen.
  3. Voer röntgendiffractie (XRD) uit om de kristallografische structuur van PVA, NP's en NC's te bestuderen.
  4. Gebruik de Brunauer-Emmett-Teller (BET; N2 adsorptie-desorptie isothermen) methode om het specifieke oppervlak van de monsters te berekenen in het relatieve drukbereik (P/Po) van 0,05-0,35. Bepaal de poriegrootteverdelingen van de monsters met behulp van de Barrett-Joyner-Halenda (BJH)-methode. Meet ten slotte de N 2-sorptie van alle NP's en NC's bij -196,15 °C.
  5. Gebruik scanning-elektronenmicroscopie met energiedispersieve röntgenspectroscopie (SEM-EDX) en transmissie-elektronenmicroscopie met hoge resolutie (HRTEM) om de morfologieën te bestuderen en samenstellingsstudies van de NP's en NC's uit te voeren.
  6. Voer een röntgenfoto-elektronenspectroscopie (XPS) uit op een systeem dat is geïntegreerd met een door Kratos gepatenteerde magnetische onderdompelingslens, een ladingsneutralisatiesysteem en een sferische spiegelanalysator. Kalibreer de piekenergieën op basis van de energie van externe koolstof.
    OPMERKING: De onderzoeker heeft tijdens het karakteriseringsproces alle standaardprocedures en -protocollen overgenomen.

3. Onderzoek naar de degradatie van partijen

  1. Voer het fotokatalytische experiment uit door 20 ppm AO8-kleurstof op te lossen in 250 ml waterige oplossing (wateroplosmiddel) met 0,06 g ZnO NP's en NC's fotokatalysatoren.
  2. Gebruik het degradatie-experiment als geleider in een ronde glazen reactor van 176,6 cm2 . Gebruik voor dit experiment een kwikdamplamp met middendruk (Hg-lamp) als lichtbron (λmax = 365 nm, 125 W)28. Roer de reactiesuspensie vóór het aansteken 30 minuten continu in het donker om het adsorptie/desorptie-evenwicht van AO8/CR op de NP's/NC's tot stand te brengen.
  3. Bestraal de monsters direct door het licht op een afstand van 20 cm op het reactiemengsel te richten. Gebruik een magnetische roerder op 110 tpm om de oplossing continu te mengen. Regel de temperatuur van de totale reactor tijdens het experiment met behulp van watercirculatie.
  4. Trek elke 15 minuten 5 ml van de kleurstofoplossing op om hun concentraties op tijdstip t te meten met een UV-vis-spectrofotometer. Bereken het percentage van de fotokatalytische degradatie-efficiëntie met behulp van de vergelijking:
    figure-protocol-1
    waarin Co en Ct de begin- en nabestralingsconcentraties van respectievelijk de AO8- en de CR-kleurstofoplossing zijn; en η is de efficiëntie van de fotoontkleuring,
  5. Gebruik de pseudo-eerste-orde kinetische vergelijking om de reactiedynamica te bestuderen:
    Pseudo - eerste - orde kinetiek:figure-protocol-2
    waarbij Co en Ct respectievelijk de begin- en evenwichtsconcentraties van AO8-kleurstof (mg/L) zijn, k is de snelheidsconstante en t is de tijd in minuten.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Figuur 1A toont de thermische stabiliteit van binaire NC's voordat een DTG-instrument de calcinatie in de N2-atmosfeer analyseert. Een opeenvolging van verdamping van geadsorbeerde H2O-moleculen, intramoleculair verval, metaalhydroxiden en/en PVA-zijketenontleding, intermoleculaire/PVA-hoofdketenontleding en ten slotte vond het kristallijne deel plaats om koolstof, koolwaterstoffen en as29,30

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Het huidige protocol beschrijft de synthese van nanokristallen met behulp van een bottom-upstrategie met precieze vorm, grootte en structuur. De studie merkte op dat de nucleatie en groei van nanokristallen significant waren voordat de nanokristallen werden gevormd. Hier werden de ZnO- en mangaanoxiden gesynthetiseerd op basis van LaMer's groepentheorie25, die het proces van nanokristalvorming postuleert na het reduceren van voorlopers tot atomen en kernen, wat le...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

We willen Adama Science and Technology University bedanken voor hun steun bij dit werk. Financiering werd verstrekt door Taif University Researchers Supporting Project number (TURSP-2020/44), Taif University, Taif, Saoedi-Arabië.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Acid orange 8Sigma-Aldrich65%,
ChlorineSigma-Aldrich7782-50-5
DithienogermoleSigma-Aldrich773881-43-9
HClSigma-Aldrich7647-01-0
Manganese nitrate (10%) saltSigma-Aldrich15710-66-410%
Manganese sulfate monohydrateSigma-AldrichDensity: 2.95 g/cm³; oplosbaarheid in water: 70 g/100 mL (70 °C); 99.95%,  MnSO4.H2O
Poly (vinyl alcohol)Sigma-Aldrich9002-89-5Density: 1.19–1.31 g/cm³ @20 °C, oplosbaar in water alleen bij > 80 °C
Zinc nitrate hexahydrate (90%)Sigma-Aldrich10196-18-698%; Dichtheid: 2.065 g/cm³ @20 °C; oplosbaarheid in water: 184.3 g/100 mL @20 °C
Gebruikte instrumenten
MaterialennaamModelAnalyse
BET (N2 adsorptie-desorbentie isothermen)Quanta chrome instrument.Textuureigenschappen
DT/DTAShimadzu DTG-60HThermische stabiliteit meten
FTIRPerkin Elmer FT-IR, Spectrum 65Chemische bindingsinformatie
HRTEMJEOL TEM 2100 HRTEMMorfologische, grootte- en samenstellingsanalyse
SEM-EDXSEM-EDX-EVO 18 met lage vacuümfaciliteit en ALTO 1000 cryo-aansluitingMorfologische analyse
XPSAXIS ULTRA van AXIS 165
XRDShimadzu, XRD-7000Kristallijnheid, structuur en geschatte gemiddelde kristalgrootte
Gebruikte software
NaamBedrijfGebruik
MendeleyMendeley-Desktop-1.19.8-win32Voor het citeren van referenties
OriginOriginPro 8XRD, BET, UV-vis-DRS gegevensanalyse

Referenties

  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).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Sol-gel-syntheseoplossingsverbrandingporeuze materialenladingsoverdrachtdifferentiële thermogravimetrieröntgendiffractiehoge-resolutie TEMdegradatie van Acid Orange

Dit artikel is gepubliceerd

Video binnenkort beschikbaar

Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.