Tác động của than hoạt tính đến hiệu suất điện hóa và quang xúc tác của các hạt nano kẽm stannat tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt

Journal of Materials Science: Materials in Electronics - Tập 27 - Trang 12786-12795 - 2016
S. Dinesh1, N. Thirugnanam1, M. Anandan1, S. Barathan1, N. Anandhan2
1Department of Physics, Annamalai University, Annamalai Nagar, Chidambaram, India
2School of Physics, Alagappa University, Karaikudi, India

Tóm tắt

Các hạt nano kẽm stannat (Zn2SnO4) đã được nạp thành công với than hoạt tính thông qua một phương pháp thủy nhiệt đơn giản, sử dụng hydroxide kali làm khoáng hóa. Tỷ lệ giữa kẽm stannat và than hoạt tính đã được tối ưu hóa thông qua phân tích XRD. Các đặc tính hình thái, quang học và điện hóa đã được phân tích bằng kính hiển vi quét phát xạ trường, kính hiển vi điện tử truyền dẫn độ phân giải cao, phổ UV-Vis và phân tích voltammetry chu kỳ. Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp thụ - giải hấp nitrogen cho thấy diện tích bề mặt riêng cao lên tới 142 m2 g−1 cho các hạt nano than hoạt tính nạp kẽm stannat. Các nghiên cứu điện hóa chỉ ra rằng nạp than hoạt tính cải thiện hiệu suất điện hóa của các hạt nano kẽm stannat một cách đáng kể. Cuối cùng, việc đánh giá các đặc tính quang xúc tác bằng cách phân hủy màu xanh methylene và màu xanh methyl trong sự hiện diện của các hạt nano kẽm stannat và các hạt nano kẽm stannat nạp than hoạt tính như các chất quang xúc tác đã được báo cáo. Kết quả cho thấy than hoạt tính thúc đẩy tốc độ phân hủy của chất quang xúc tác. Do đó, các hạt nano kẽm stannat nạp than hoạt tính có thể là một chất phân hủy đầy hứa hẹn cho các màu hóa học hữu cơ cũng như một vật liệu tiềm năng cho các ứng dụng siêu tụ điện.

Từ khóa

#Kẽm stannat #Than hoạt tính #Tính chất quang xúc tác #Tính chất điện hóa #Hạt nano

Tài liệu tham khảo

B. Tan, E. Toman, Y. Li, Y. Wu, J. Am. Chem. Soc. 129, 4162 (2007) L.S. Oh, D.H. Kim, J.A. Lee, S.S. Shin, J. Lee, I.J. Park, M.J. Ko, N. Park, S.G. Pyo, K.S. Hong, J.Y. Kim, J. Phys. Chem. C 116, 22991 (2014) C. Chen, G. Li, J. Li, Y. Liu, Ceram. Int. 41, 1857 (2015) W. Wang, H. Chai, X. Wang, X. Hu, X. Li, Appl. Surf. Sci. 341, 43 (2015) A. Bera, A.D. Sheikh, M.A. Haque, R. Bose, E. Alarousu, O.F. Mohammed, T. Wu, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 28404 (2015) L. Wang, T. Zhou, R. Zhang, Z. Lou, J. Deng, T. Zhang, Sens. Actuators B: Chem. 227, 448 (2016) C. Yan, J. Yang, Q. Xie, Z. Lu, B. Liu, C. Xie, Y. Guan, Mater. Lett. 138, 120 (2015) Y. Wang, G. Li, J. Cao, Micro Nano Lett. IET 10, 443 (2015) L. Wang, X. Zhang, X. Liao, W. Yang, Nanotechnology 16, 2928 (2005) J.X. Wang, S.S. Xie, H.J. Yuan, X.Q. Yan, D.F. Liu, Y. Gao, Z.P. Zhou, L. Song, L.F. Liu, X.W. Zhao, X.Y. Dou, W.Y. Zhou, G. Wang, Solid State Commun. 131, 435 (2004) A. Kurz, K. Brakecha, J. Puetz, M.A. Aegerter, Thin Solid Films 502, 212 (2006) G. Fu, H. Chen, Z. Chen, J. Zhang, H. Kohler, Sens. Acutators B: Chem. 81, 308 (2002) M. Zhang, T. An, X. Hu, C. Wang, G. Sheng, J. Fu, Appl. Catal. A: Gen. 260, 215 (2004) T. Tangcharoen, C. Kongmark, W. Pecharapa, J. Mol. Struct. 1102, 95 (2015) W. Mekprasart, P. Nakhanivej, T. Tangcharoen, W. Pecharapa, Integr. Ferroelectr. 165, 138 (2015) H. Shan, Y. Zhao, X. Li, D. Xiong, L. Dong, B. Yan, X. Sun, J. Appl. Electrochem. 46, 851 (2016) S. Dinesh, S. Barathan, V.K. Premkumar, G. Sivakumar, N. Anandan. J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 1–8 (2016). doi:10.1007/s10854-016-5027-y M.B. Ali, F. Barka-Bouaifel, H. Elhouichet, B. Sieber, A. Addad, L. Boussekey, M. Férid, R. Boukherroub, J. Colloid Interface Sci. 457, 360 (2015) S. Baruah, J. Dutta, Sci. Technol. Adv. Mater. 12, 013004 (2011) P. Muthirulan, M. Meenakshisundararam, N. Kannan, J. Adv. Res. 4, 479 (2013) A. Omri, S.D. Lambert, J. Geens, F. Bennour, M. Benzina, J. Mater. Sci. Technol. 30, 894 (2014) P.S. Kumar, M. Selvakumar, S.G. Babu, S. Karuthapandian, S. Chattopadhyay, Mater. Lett. 151, 45 (2015) E. Rokhsat, O. Akhavan, Appl. Surf. Sci. 371, 590 (2016) A.D. Liyanage, S.D. Perera, K. Tan, Y. Chabal, K.J. Balkus Jr., ACS Catal. 4, 577 (2014) C. Liu, R. Röder, L. Zhang, Z. Ren, H. Chen, Z. Zhang, P.X. Gao, J. Mater. Chem. A 2, 4157 (2014) Y. Qin, J. Xiong, W. Zhang, L. Liu, Y. Cui, H. Gu, J. Mater. Chem. 50, 5865 (2015) A.H. El-Sheikh, A.P. Newman, H. Al-Daffaee, S. Phull, N. Cresswell, S. York, Surf. Coat. Technol. 187, 284 (2004) C. Andriantsiferana, E.F. Mohamed, H. Delmas, Environ. Technol. 35, 355 (2014) M.G. Naseri, E.B. Saion, H.A. Ahangar, M. Hashim, A.H. Shaari, Powder Technol. 212, 80 (2011) V. Ramasamy, G. Vijayalakshmi, Superlattices Microstruct. 85, 510 (2015) J. Wang, J.L. Liu, D.L. Chao, J.X. Yan, J.Y. Lin, Z.X. Shen, Adv. Mater. 26, 7162 (2014) B.Y. Wang, H.Y. Wang, Y.L. Ma, X.H. Zhao, W. Qi, Q.C. Jiang, J. Power Sources 281, 341 (2015) V. Sepelak, S.M. Becker, I. Bergmann, S. Indris, M. Scheuermann, A. Feldhoff, C. Kubel, M. Bruns, N. Sturzl, A.S. Ulrich, M. Ghafari, H. Hahn, C.P. Grey, K.D. Becker, P. Heitjans, J. Mater. Chem. 22, 3117 (2012) M.B. Ali, F. Barka-Bouaifel, H. Elhouichet, B. Sieber, A. Addad, L. Boussekey, R. Boukherroub, J. Colloid Interface Sci. 457, 360 (2015) J.X. Wang, S.S. Xie, H.J. Yuan, X.Q. Yan, D.F. Liu, Y. Gao, Z.P. Zhou, L. Song, L.F. Liu, X.W. Zhao, X.Y. Dou, W.Y. Zhou, G. Wang, Solid State Commun. 131, 435 (2004) J.X. Wang, S.S. Xie, Y. Gao, X.Q. Yan, D.F. Liu, H.J. Yuan, G. Wang, J. Cryst. Growth 267, 177 (2004) L. Wang, X. Zhang, X. Liao, W. Yang, Nanotechnology 16, 2928 (2005) M.N. Khan, M. Al-Hinai, A. Al-Hinai, J. Dutta, Ceram. Int. 40, 8743 (2014) M. Jayalakshmi, K. Balasubramanian, Int. J. Electrochem. Sci. 3, 1196 (2008) R. Ramachandran, S. Felix, G.M. Joshi, B.P. Raghupathy, S.K. Jeong, A.N. Grace, Mater. Res. Bull. 48, 3834 (2013) Q.I. Rahman, M. Ahmad, S.K. Misra, M.B. Lohani, Superlattices Microstruct. 64, 495 (2013)