Hoạt động quang xúc tác nâng cao của vật liệu nanocomposite BiFeO3–ZnFe2O4 được tổng hợp bằng phương pháp hai bình phản ứng

Journal of Electronic Materials - Tập 47 - Trang 2225-2229 - 2017
A. Ghasemi1, M. Hasheminiasari1, S. M. Masoudpanah1, B. Safizade1
1School of Metallurgy and Materials Engineering, Iran University of Science and Technology (IUST), Tehran, Iran

Tóm tắt

Các nanocomposite heterojunction BiFeO3–ZnFe2O4 đã được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học sử dụng phương pháp một bình và hai bình. Mẫu sau khi nung được kiểm tra bằng phương pháp nhiễu xạ tia X cho thấy sự hình thành các pha ferrite kẽm tinh khiết (ZnFe2O4) và ferrite bismuth (BiFeO3), mỗi loại vẫn giữ được cấu trúc tinh thể của nó. Phổ phản xạ khuếch tán đã được áp dụng để tính toán băng năng lượng quang học của các chất xúc tác quang, cho thấy giá trị trong khoảng từ 2.03 eV đến 2.17 eV. Mức độ phân hủy quang tối đa của methylene blue đạt khoảng 97% khi sử dụng chất xúc tác quang được tổng hợp bằng phương pháp hai bình sau 120 phút chiếu sáng bằng ánh sáng nhìn thấy, nhờ vào xác suất tách điện tải lớn hơn của cặp electron – lỗ được tạo ra trong cấu trúc heterojunction. Phổ phát quang cho thấy cường độ phát ra thấp hơn của chất xúc tác quang tổng hợp bằng phương pháp hai bình, do tỷ lệ tái hợp thấp hơn xuất phát từ sự tách điện tải lớn hơn.

Từ khóa

#BiFeO3 #ZnFe2O4 #nanocomposite heterojunction #quang xúc tác #photodegradation #nhiễu xạ tia X #phổ phát quang #tách điện tải

Tài liệu tham khảo

G. Catalan and J.F. Scott, Adv. Mater. 21, 2463 (2009). T. Shen, C. Hu, H.L. Dai, W.L. Yang, H.C. Liu, and X.L. Wei, Mater. Res. Innov. 19, 684 (2015). W. Ji, K. Yao, and Y.C. Liang, Adv. Mater. 22, 1763 (2010). S.-M. Lam, J.-C. Sin, and A.R. Mohamed, Mater. Res. Bull. 90, 30 (2017). Z. Zou, J. Ye, K. Sayama, and H. Arakawa, Nature 414, 625 (2001). A. Zhu, Q. Zhao, X. Li, and Y. Shi, ACS Appl. Mater. Interfaces 6, 671 (2014). Z. Li, Y. Shen, Y. Guan, Y. Hu, Y. Lin, and C.-W. Nan, J. Mater. Chem. A 2, 1967 (2014). F. Niu, D. Chen, L. Qin, T. Gao, N. Zhang, S. Wang, Z. Chen, J. Wang, X. Sun, and Y. Huang, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 143, 386 (2015). S.M. Masoudpanah, S.M. Mirkazemi, R. Bagheriyeh, F. Jabbari, and F. Bayat, Bull. Mater. Sci. 40, 93 (2017). J. Huang, G. Tan, W. Yang, L. Zhang, H. Ren, and A. Xia, Mater. Sci. Semicond. Process. 25, 84 (2014). T. Soltani and M.H. Entezari, Chem. Eng. J. 251, 207 (2014). T. Fan, C. Chen, and Z. Tang, RSC Adv. 6, 9994 (2016). H. Cheng, B. Huang, Y. Dai, X. Qin, and X. Zhang, Langmuir 26, 6618 (2010). J. Li, Z. Liu, and Z. Zhu, RSC Adv. 4, 51302 (2014). W. Chen, H. Ruan, Y. Hu, D. Li, Z. Chen, J. Xian, J. Chen, X. Fu, Y. Shaoa, and Y. Zheng, CrystEngComm 14, 6295 (2012). L. Zhang, Y. He, P. Ye, Y. Wu, and T. Wu, J. Alloys Compd. 549, 105 (2013). C.M. Raghavan, J.W. Kim, J.Y. Choi, T.K. Song, and S.S. Kim, Ceram. Int. 41, S303 (2015). J. Hu, Y. Xie, X. Zhou, and J. Yang, J. Alloys Compd. 676, 320 (2016). X. Wang, W. Mao, J. Zhang, Y. Han, C. Quan, Q. Zhang, T. Yang, J. Yang, X.A. Li, and W. Huang, J. Colloid Interface Sci. 448, 17 (2015). J. Kong, Z. Rui, X. Wang, H. Ji, and Y. Tong, Chem. Eng. J. 302, 552 (2016). F. Niu, D. Chen, L. Qin, N. Zhang, J. Wang, Z. Chen, and Y. Huang, ChemCatChem 7, 3279 (2015). H. Liu, Y. Guo, B. Guo, W. Dong, and D. Zhang, J. Eur. Ceram. Soc. 32, 4335 (2012). S.M. Masoudpanah, S.A. Seyyed Ebrahimi, M. Derakhshani, and S.M. Mirkazemi, J. Magn. Magn. Mater. 370, 122 (2014). S.M. Masoudpanah, M. Hasheminisari, and A. Ghasemi, J. Sol-Gel. Sci. Technol. 80, 487 (2016). X. Xu, Y.-H. Lin, P. Li, L. Shu, and C.-W. Nan, J. Am. Ceram. Soc. 94, 2296 (2011). M.A. Butler, J. Appl. Phys. 48, 1914 (1977). H. Wang, Y. Zheng, M.-Q. Cai, H. Huang, and H.L.W. Chan, Solid State Commun. 149, 641 (2009). T. Soltani and B.-K. Lee, Chem. Eng. J. 306, 204 (2016).