Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Heterozłącze tlenku metalu do aktywności fotokatalitycznej

989 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/64077

⸱

20 lipca 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

W tym artykule

Podsumowanie

Rozwój heterozłącza zwiększa aktywność fotokatalityczną syntezy spalania roztworu, która jest procesem efektywnym czasowo/energetycznie. W protokole tym zastosowano zaawansowane techniki charakterystyki analitycznej do oceny właściwości materiałów, a nanokompozyty wykazały lepszą degradację barwnika kwasowego pomarańczy-8.

Streszczenie

Istnieje znaczne globalne zapotrzebowanie na ulepszenia technik syntezy i ich optymalnych cech, szczególnie dla zastosowań na skalę przemysłową. Synteza spalania w roztworze na bazie zol-żelu (SG-SCS) jest prostą metodą wytwarzania uporządkowanych materiałów porowatych. W związku z tym teoria twardych i miękkich kwasów i zasad Pearsona pomaga w doborze reaktywności gospodarz-domieszka w celu utworzenia odpowiedniego heterozłącza.

Utworzenie heterozłącza również zmienia podstawowe właściwości materiałów, poprawiając fotokatalizę poprzez transfer ładunku lub działania synergiczne. Temperatura kalcynacji wynosząca 500 °C jest idealna dla tego procesu w oparciu o wyniki oceny stabilności za pomocą różnicowej analizy współczynnika termograwimetrycznego (DTG).

Wymiary nanocząstek (NPs) i nanokompozytów (NC) w nanoskali zostały zweryfikowane za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej o wysokiej rozdzielczości (HRTEM). Ponadto mikroskopy skaningowej mikroskopii elektronowej i analizy BET potwierdziły porowatość materiałów. HRTEM, rentgenowska spektroskopia fotoelektronów i badania rentgenowskie z dyspersją energii ustaliły skład materiałów. Badanie wykazało, że NC degradują kolor kwaśnej pomarańczy 8 (AO8) bardziej efektywnie niż goły ZnO.

Wprowadzenie

Ochrona środowiska stała się głównym problemem wraz z szybkim wzrostem liczby firm na całym świecie. W związku z tym nanomateriały oparte na nanotechnologii (NM) i ich synteza przyciągnęły uwagę badaczy w kwestii materiałów masowych we współczesnym świecie naukowym1. Zaadaptowano kilka podejść fizykochemicznych do leczenia zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych2,3. W związku z tym, ze względu na swoją prostotę i zdolność do rozpuszczania toksyn bez tworzenia wtórnego zanieczyszczenia, fotokataliza heterogeniczna jest uważana za adaptacyjną technikę remediacji4. W ramach badań zaprojektowano heterozłącze lub domieszkowanie między odpowiednimi półprzewodnikami pasma wzbronionego, co pomaga zmniejszyć rekombinację elektron-, pole powierzchni i objętość składnika. Warunek ten następnie zwiększył fotokatalityczną degradację barwników5,6,7. Ostatnie prace wykazały również synergiczną rolę i poprawę transferu ładowarki dzięki heterozłączom/hybrydom8,9, a półprzewodnikowe tlenki metali wykazują unikalne właściwości fizyczne i chemiczne w zastosowaniach wielofunkcyjnych10. W rezultacie, NPs TiO2 i tlenku (ZnO NPs) spotkały się ze znacznym zainteresowaniem badaczy11,12.

W porównaniu do pojedynczych materiałów, tworzenie heterozłączy stało się jedną z unikalnych preferencji dla zwiększenia powierzchni i objętości materiałów oraz poprawy właściwości fotokatalitycznych i antybakteryjnych materiału. Co więcej, synergiczny wpływ binarnych heterozłączy poprawia separację fotogenerowanych par elektron/w porównaniu z binarnymi heterozłączami13,14. Badania wykazały, że heterozłącze między Mn2O3 i ZnO NPs15 poprawia stabilność i zdolność adsorpcji substratu oraz zmniejsza opór przenoszenia ładunku w zsyntetyzowanych nanocząsteczkach. Co więcej, w kilku badaniach wykorzystano reaktywność domieszka-domieszka w oparciu o teorię twardych i miękkich kwasów i zasad Pearsona (HSAB) w celu przetestowania tworzenia heterozłączy lub domieszek. Stwierdzono, że twarde kwasy Lewisa (takie jak Mn(III)) nie mogą dyfundować do granicy sieci gospodarza Zn (II) w obecności rozpuszczalnika twardej zasady, takiego jak woda16,17. Są one adsorbowane na powierzchni gospodarza i utleniane, aby po kalcynacji utworzyć hybrydę.

Ze względu na swój potencjał, obecnie globalnym celem dla przemysłowo skalowalnych zastosowań syntezy materiałów jest poprawa podejścia i jego krytycznych perspektyw13. Synteza ze spalaniem w roztworze (SCS) to prosta, efektywna czasowo/energetycznie metoda tworzenia regularnie uporządkowanych materiałów porowatych18, które odgrywają znaczącą rolę w zjawisku transportu jonów/masy19. SCS zawiera przyzwoity rozkład domieszka-gospodarz lub heterozłącze oparte na teorii twardych i miękkich kwasów i zasad Pearsona (HSAB). Domieszkowanie/heterozłącze może dostroić właściwości optyczne, magnetyczne i elektryczne materiałów, a następnie zwiększyć zastosowanie materiałów poprzez efektywne przenoszenie ładunku i/lub role synergiczne20. SCS wspomagany przez czynnik kierujący architekturą (ADA) może również wytwarzać uporządkowane koloidalne struktury nanokrystaliczne (CNF) używane do transportu masy/jonów w urządzeniach przetwarzających energię21,22.

To badanie wyprodukowało środek powierzchniowo czynny i czynnik kompleksujący z alkoholu poliwinylowego (PVA) do syntezy ZnO NPs i heterozłącza binarnego nanokompozytu (NCs) na bazie ZnO za pomocą przyjaznego dla środowiska podejścia SG-SCS. Heterozłącze między tlenkami, które odgrywa istotną rolę w przenoszeniu ładunku, oszacowano w oparciu o teorię HSAB. Wykorzystano techniki charakteryzacji, aby zrozumieć właściwości strukturalne, optyczne i morfologiczne materiałów. Wydajność degradacji materiału została przetestowana zarówno na stabilnych, jak i toksycznych barwnikach AO8.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Synteza nanomateriałów

  1. Synteza nanokompozytu ZnO-Mn2O3
    1. Zsyntetyzować nanokompozyty, wykorzystując polialkohol winylowy jako surfaktant oraz metodę SG-SCS wspomaganą środkiem kompleksującym. Graficzną ilustrację metody SG-SCS przedstawiono na Rysunku uzupełniającym S1.
    2. Rozpuścić 1,5 g polimeru PVA w 100 mL wody destylowanej przy ciągłym mieszaniu za pomocą mieszadła magnetycznego przez około 15 min w temperaturze 115 °C23.
    3. Wlać roztwory prekursorów soli, azotan cynku sześciowodny w stężeniu 90% v/v oraz siarczan manganu w stężeniu 10%v/v do powyższego roztworu PVA, mieszając nieprzerwanie przez około 10 min, a następnie obniżyć temperaturę do 70 °C.
      UWAGA: Prekursory soli mieszano jednocześnie, aby zrównoważyć reaktywność prekursorów nanokompozytu zgodnie z podejściem nukleacja-domieszkowanie16,24. Temperaturę obniżono do 70 °C w celu kontrolowania przyspieszonego wzrostu i agregacji nanocząstek, zgodnie z modelem La Mara25,26.
    4. Dojrzewać powstały sol wodorotlenku metalu (cząstki koloidalne), przechowując go w zamkniętym i ciemnym miejscu przez 2 dni. Następnie odwodnić roztwór poprzez ogrzewanie w temperaturze 110 °C (na powietrzu) do uzyskania żelu.
      UWAGA: Polimer PVA pełni rolę architektury, kierujących matryc i środków kompleksujących, które wspomagają homogeniczną dyspersję kationów metali, inicjują proces spalania i zapobiegają agregacji/aglomeracji.
    5. Poddać żel spalaniu na powietrzu, nagrzewając piec do temperatury zapłonu ok. 150-250 °C (przybliżoną temperaturę sprawdzono za pomocą zwykłego termometru). Temperatura zapłonu to minimalna temperatura wymagana do rozpoczęcia spalania. Podczas spalania należy używać wyciągów w celu zebrania wszystkich toksycznych gazowych produktów ubocznych wpływających na zdrowie człowieka.
      UWAGA: Proces spalania został aktywowany poprzez tworzenie kompleksów pomiędzy polimerem PVA a prekursorami azotanowymi, które pełnią rolę paliwa ułatwiającego proces spalania.
    6. Przespalić materiały powstałe w procesie spalania przez 3 h w temperaturze 500 °C w piecu muflowym, optymalizując proces przy użyciu techniki analitycznej różnicowej termograwimetrii (DTG). DTG rozkłada niespalone zanieczyszczenia i poprawia krystaliczność materiałów27.
  2. Synteza czystych NP ZnO i Mn2O3
    1. Zsyntetyzować czyste tlenki metali metodą sol-żel. Zsyntetyzować czyste ZnO i Mn2O3 bez użycia PVA, wykonując wszystkie wcześniej wymienione etapy (kroki 1.1.1.–1.1.6.), z wyjątkiem kroku 1.1.2. Ze względu na brak kompleksów azotanu metalu i polimeru PVA, podczas końcowego etapu suszenia nie zachodzi proces samorozprzestrzeniania.

2. Charakterystyka nanocząsteczek

  1. Wyznacz stosunek termograwimetryczny, a konkretnie analizę termograwimetryczną/różnicową (analiza TG/DTA), w atmosferze azotu przy szybkości przepływu 20,0 mL/min i 50 °Cczas rampy w minutach w celu zbadania stabilności termicznej i zachowania degradacyjnego nanocząstek (NPs) oraz nanokompozytów (NCs).
  2. Przeprowadź spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) z wykorzystaniem płytek KBr w zakresie 400-4000 cm⁻¹−1 w celu zbadania zachowania grup funkcyjnych na powierzchni nanocząstek i nanoklastrów.
  3. Przeprowadź dyfrakcję rentgenowską (XRD) w celu zbadania struktury krystalograficznej PVA, nanocząstek (NPs) i nanokompozytów (NCs).
  4. Użyj metody Brunauera-Emmetta-Tellera (BET; N2 metoda izoterm adsorpcji-desorpcji) w celu obliczenia powierzchni właściwej próbek przy względnym ciśnieniu (P/Po) w zakresie 0,05–0,35. Wyznacz rozkłady wielkości porów próbek metodą Barretta-Joynera-Halendy (BJH). Na koniec zmierz N2 sorpcja wszystkich NP i NC przy −196.15 °C.
  5. Należy wykorzystać skaningową mikroskopię elektronową z energią dyspersyjną spektroskopią rentgenowską (SEM-EDX) oraz transmisyjną mikroskopię elektronową wysokiej rozdzielczości (HRTEM) w celu zbadania morfologii oraz przeprowadzenia analizy składu NP i NC.
  6. Przeprowadź analizę spektroskopii fotoelektronów w promieniach X (XPS) przy użyciu systemu zintegrowanego z opatentowaną soczewką imersyjną magnetyczną firmy Kratos, systemem neutralizacji ładunku oraz sferycznym analizatorem zwierciadlanym. Skalibruj energie pików w oparciu o energię zewnętrznego węgla.
    UWAGA: Badacz zastosował wszystkie standardowe procedury i protokoły podczas procesu charakterystyki.

3. Badania degradacji partii

  1. Przeprowadź eksperyment fotokatalityczny, rozpuszczając barwnik AO8 w stężeniu 20 ppm w 250 mL roztworu wodnego (rozpuszczalnik wodny) z dodatkiem 0,06 g fotokatalizatorów ZnO NPs i NCs.
  2. Eksperyment degradacji przeprowadź w okrągłym reaktorze szklanym o powierzchni 176,6 cm2. Jako źródło światła zastosuj średniociśnieniową lampę rtęciową (lampa Hg) (λmax = 365 nm, 125 W)28. Przed naświetlaniem mieszaj zawiesinę reakcyjną w ciemności przez 30 min, aby osiągnąć stan równowagi adsorpcji/desorpcji AO8/CR na NPs/NCs.
  3. Naświetlaj próbki bezpośrednio, skupiając światło na mieszaninie reakcyjnej z odległości 20 cm. Do ciągłego mieszania roztworu użyj mieszadła magnetycznego przy 110 rpm. Kontroluj temperaturę całego reaktora podczas eksperymentu za pomocą cyrkulacji wody.
  4. Pobieraj 5 mL roztworu barwnika co 15 min, aby zmierzyć ich stężenia w czasie t za pomocą spektrofotometru UV-vis. Oblicz procentową wydajność degradacji fotokatalitycznej, korzystając z równania:
    Wzór na procentową wydajność, %η=(Co−Ct)/Co×100, równanie matematyczne dla analizy eksperymentalnej.
    gdzie Co i Ct to odpowiednio stężenia początkowe i po czasie naświetlania t roztworów barwników AO8 i CR, a η to wydajność fotodekoloryzacji,
  5. Do badania dynamiki reakcji zastosuj równanie kinetyczne pseudo-pierwszego rzędu:
    Kinetyka pseudo-pierwszego rzędu: Równanie kinetyki pierwszego rzędu, log(Ct/Co)=-kt, analiza szybkości reakcji chemicznej.
    gdzie Co i Ct to odpowiednio stężenie początkowe i równowagowe barwnika AO8 (mg/L), k to stała szybkości, a t to czas w minutach.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Rycina 1A przedstawia stabilność termiczną binarnych NC przed analizą kalcynacji w atmosferze N2 za pomocą urządzenia DTG. Nastąpiła sekwencja odparowania zaadsorbowanych cząsteczek H2O, rozkładu wewnątrzmolekularnego, rozkładu wodorotlenków metali i/lub łańcuchów bocznych PVA, rozkładu międzycząsteczkowego/głównego łańcucha PVA, a na koniec rozkładu części krystalicznej, w wyniku czego powstał węgiel, węglowodory i popiół29,

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Niniejszy protokół opisuje syntezę nanokryształów przy użyciu strategii oddolnej z precyzyjnym kształtem, rozmiarem i strukturą. W badaniu zaobserwowano, że zarodkowanie i wzrost nanokryształów były znaczące przed utworzeniem nanokryształów. W tym przypadku tlenki ZnO i manganu zostały zsyntetyzowane w oparciu o teorię grup LaMera25, która postuluje proces powstawania nanokryształów po redukcji prekursorów na atomy i jądra, co prowadzi do powstania zalążków w celu wytworzenia nanokryształów. W zwi...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Chcielibyśmy podziękować Adama Science and Technology University za ich wsparcie w tej pracy. Finansowanie zostało zapewnione przez Taif University Researchers Supporting Project numer (TURSP-2020/44), Taif University, Taif, Arabia Saudyjska.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Kwaśny pomarańczowy 8Sigma-Aldrich65%,
ChlorSigma-Aldrich7782-50-5
DithienogermoleSigma-Aldrich773881-43-9
HClSigma-Aldrich7647-01-0
Azotan manganu (10%) sólSigma-Aldrich15710-66-410%
Jednowodny siarczan manganuSigma-AldrichGęstość: 2,95 g/cm³; rozpuszczalność w wodzie: 70 g/100 ml (70 ° C); 99.95%,  MnSO4.H2O
Poly (alkohol winylowy)Sigma-Aldrich9002-89-5Gęstość: 1,19– 1,31 g/cm³ @20 ° C, rozpuszczalny tylko w wodzie @ > 80 ° C
Azotan sześciowodny (90%)Sigma-Aldrich10196-18-698%; Gęstość: 2,065 g/cm³ @20 ° C; Rozpuszczalność w wodzie: 184,3 g/100 ml @20 ° C
Używane instrumenty
Nazwa materiałówModelAnaliza
BET (N2 izotermy adsorpcji-desorpcji)Przyrząd kwanty chromowe.Właściwości
DT/DTAShimadzu DTG-60HPomiar stabilności
FTIRPerkin Elmer FT-IR, Spectrum 65Informacje o
HRTEMJEOL TEM 2100 HRTEMAnaliza morfologiczna, rozmiarowa i składowa
analiza
XPSAXIS ULTRA z AXIS 165
XRDShimadzu, XRD-7000Krystaliczność, struktura i przybliżony średni rozmiar
Powszechnie używane oprogramowanie
NazwaCompanyUse
MendeleyMendeley-Desktop-1.19.8-win32Do cytowania odniesień
OriginOriginPro 8XRD, BET, UV-vis-DRS analiza
teksturalnetermicznejwiązaniach chemicznych SEM-EDX SEM-EDX-EVO 18 z urządzeniem do niskiej próżni i przystawką kriogeniczną ALTO 1000 Morfologiczne krystalitu danych

Bibliografia

  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).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Synteza sol-gelsynteza przez spalanie roztworumateriały porowateprzeniesienie ładunkuróżnicowa termograwimetriadyfrakcja rentgenowskawysokorozdzielcza TEMdegradacja Acid Orange

Ten artykuł został opublikowany

Film wkrótce dostępny

Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.