Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nâng cao khả năng quang xúc tác của các cấu trúc ống nano ferrit kẽm được trang trí bằng các hạt nano vàng trong quá trình phân hủy rhodamine B dưới ánh sáng khả kiến
Tóm tắt
Các cấu trúc nano một chiều được mọc trên các loại nền được ưa chuộng cho các phản ứng quang xúc tác do diện tích bề mặt riêng lớn và lộ trình vận chuyển được xác định rõ cho các hạt mang điện. Trong bài báo này, các mảng ống nano ferrit kẽm được tổng hợp trên nền kính oxit indium-tin, và khả năng quang xúc tác của chúng được đánh giá qua việc phân hủy dung dịch nước rhodamine B (RhB) dưới ánh sáng khả kiến. Hiệu suất quang xúc tác của các mảng ống nano ferrit kẽm nguyên chất không đạt yêu cầu. Để cải thiện khả năng quang xúc tác, bề mặt của các mảng ống nano ferrit kẽm được trang trí bằng các hạt nano Au, nâng cao đáng kể khả năng quang xúc tác của chúng đối với phân hủy RhB. Sự cải thiện mạnh mẽ trong khả năng phân hủy quang xúc tác được quy cho sự tách biệt hiệu quả các cặp electron-lỗ hổng phát sinh quang trong cấu trúc nano lai ferrit kẽm trang trí với Au, điều này tạo điều kiện cho việc hình thành các gốc tự do oxi hóa (tức là, O₂•− và OH·) để phân hủy RhB.
Từ khóa
#cấu trúc ống nano ferrit kẽm #hạt nano vàng #quang xúc tác #phân hủy rhodamine B #ánh sáng khả kiếnTài liệu tham khảo
Zhang Q, Lee I, Joo JB, Zaera F, Yin Y (2013) Core–shell nanostructured catalysts. Acc Chem Res 46(8):1816–1824
Zhao J, Holmes MA, Osterloh FE (2013) Quantum confinement controls photocatalysis: a free energy analysis for photocatalytic proton reduction at CdSe nanocrystals. ACS Nano 7(5):4316–4325
Shen S, Mao Samuel S (2012) Nanostructure designs for effective solar-to-hydrogen conversion. Nanophotonics 1(1):31–50
Song H, Zhu L, Li Y, Lou Z, Xiao M, Ye Z (2015) Preparation of ZnFe2O4 nanostructures and highly efficient visible-light-driven hydrogen generation with the assistance of nanoheterostructures. J Mater Chem A 3(16):8353–8360
Zhang N, Liu S, Xu Y-J (2012) Recent progress on metal core@semiconductor shell nanocomposites as a promising type of photocatalyst. Nanoscale 4(7):2227–2238
Subramanian V, Wolf EE, Kamat PV (2004) Catalysis with TiO2/gold nanocomposites. Effect of metal particle size on the Fermi level equilibration. J Am Chem Soc 126(15):4943–4950
Jiang R, Li B, Fang C, Wang J (2014) Metal/semiconductor hybrid nanostructures for plasmon-enhanced applications. Adv Mater 26(31):5274–5309
Yao Y, Qin J, Chen H, Wei F, Liu X, Wang J, Wang S (2015) One-pot approach for synthesis of n-doped TiO2/ZnFe2O4 hybrid as an efficient photocatalyst for degradation of aqueous organic pollutants. J Hazard Mater 291:28–37
Malkhasian AYS (2015) Synthesis and characterization of Pt/AgVO3 nanowires for degradation of atrazine using visible light irradiation. J Alloys Compd 649:394–399
Wang M, Ioccozia J, Sun L, Lin C, Lin Z (2014) Inorganic-modified semiconductor TiO2 nanotube arrays for photocatalysis. Energy Environ Sci 7(7):2182–2202
Schneider J, Matsuoka M, Takeuchi M, Zhang J, Horiuchi Y, Anpo M, Bahnemann DW (2014) Understanding TiO2 photocatalysis: mechanisms and materials. Chem Rev 114(19):9919–9986
Kishimoto F, Imai T, Fujii S, Mochizuki D, Maitani MM, Suzuki E, Wada Y (2015) Microwave-enhanced photocatalysis on CdS quantum dots-evidence of acceleration of photoinduced electron transfer. Scientific Reports 5:11308
Hou Y-F, Liu S-J, Zhang J-h, Cheng X, Wang Y (2014) Facile hydrothermal synthesis of TiO2-Bi2WO6 hollow superstructures with excellent photocatalysis and recycle properties. Dalton Trans 43(3):1025–1031
Dhal JP, Mishra BG, Hota G (2015) Hydrothermal synthesis and enhanced photocatalytic activity of ternary Fe2O3/ZnFe2O4/ZnO nanocomposite through cascade electron transfer. RSC Advances 5(71):58072–58083
Lee K-T, Chuah X-F, Cheng Y-C, Lu S-Y (2015) Pt coupled ZnFe2O4 nanocrystals as a breakthrough photocatalyst for fenton-like processes-photodegradation treatments from hours to seconds. J Mater Chem A 3(36):18578–18585
Spasiano D, Marotta R, Malato S, Fernandez-Ibañez P, Di Somma I (2015) Solar photocatalysis: materials, reactors, some commercial, and pre-industrialized applications. A comprehensive approach. Appl Catal B 170–171:90–123
Boumaza S, Boudjemaa A, Bouguelia A, Bouarab R, Trari M (2010) Visible light induced hydrogen evolution on new hetero-system ZnFe2O4/SrTiO3. Appl Energy 87(7):2230–2236
Li X, Hou Y, Zhao Q, Teng W, Hu X, Chen G (2011) Capability of novel ZnFe2O4 nanotube arrays for visible-light induced degradation of 4-chlorophenol. Chemosphere 82(4):581–586
Zhou M, Zhu H, Jiao Y, Rao Y, Hark S, Liu Y, Peng L, Li Q (2009) Optical and electrical properties of Ga-doped ZnO nanowire arrays on conducting substrates. J Phys Chem C 113(20):8945–8947
Guo X, Zhu H, Li Q (2014) Visible-light-driven photocatalytic properties of ZnO/ZnFe2O4 core/shell nanocable arrays. Appl Catal B 160–161(1):408–414
Watanabe T, Takizawa T, Honda K (1977) Photocatalysis through excitation of adsorbates. 1. Highly efficient N-deethylation of rhodamine B adsorbed to cadmium sulfide. J Phys Chem 81(19):1845–1851
Takizawa T, Watanabe T, Honda K (1978) Photocatalysis through excitation of adsorbates. 2. A comparative study of rhodamine B and methylene blue on cadmium sulfide. J Phys Chem 82(12):1391–1396