Эта статья описывает синтетический метод для получения висмута oxyiodide микросферы, которые являются весьма функциональный выполнять фотокаталитический удаления органических загрязнителей, таких как ципрофлоксацин, в воде под UV-A/видимый свет облучения.
Висмут oxyhalide (BiOI) является перспективным материалом для солнечного света driven экологические Фотокатализ. Учитывая, что высоко физической структуры такого рода материалов связана с его фотокаталитический производительности, необходимо стандартизировать синтетических методов с целью получения наиболее функциональной архитектуры и, таким образом, высокий фотокаталитический эффективность. Здесь мы приводим надежный маршрут для получения BiOI микросферы через процесс solvothermal, используя Bi (№3)3 и йодида калия (KI) прекурсоров, а также этиленгликоля в качестве шаблона. Синтез стандартизирован в автоклаве 150 мл, на 126 ° C для 18 h. Это приводит к 2-3 мкм размера мезопористых микросферы, с соответствующей удельной площади поверхности (61,3 м2/г). Сокращение времени реакции в синтезе приводит аморфных структур, в то время как высоких температур приведет к незначительное увеличение в пористость микросферы, без эффекта в исполнении фотокаталитический. Материалы, Фото активные под UV-A/видимый свет облучения для деградации антибиотика ципрофлоксацина в воде. Этот метод показал эффективность в межлабораторных испытаний, получения аналогичных BiOI микросфер в мексиканской и чилийских исследовательских групп.
Множество полупроводников синтезирована пока, направленных для фотокатализаторы с высокой активностью в видимый свет облучения, разлагаться органические соединения или для создания возобновляемых источников энергии в виде водорода1,2. Висмут oxyhalides BiOX (X = Cl, Br, I) являются кандидатами для таких приложений, из-за их высокой фотокаталитический эффективность в видимый свет или смоделированные солнечного облучения3,4. Группа зазор энергии (Eg) висмута oxyhalides уменьшается с увеличением Атомный номер галоидных; Таким образом, BiOI это материал, отображение низкая энергия активации (Eg = 1.8 eV)5. Иодид атомов, тычковой через ван дер Ваальса силы атома висмута, создание электрического поля, что способствует миграции носителей заряда на поверхности полупроводника, вызывая фотокаталитический процесс4,6. Кроме того архитектура кристаллитов имеет решающую роль в комнате, Тион носителей заряда. Высоко ориентированный на плоскости (001) и 3D конструкций (например, микросферы) облегчить разделение несущей заряд после облучения, увеличивая фотокаталитический производительности7,8,9 , 10 , 11 , 12. с учетом этого необходимо разработать надежные синтетические методы для получения структур, которые повышают фото деятельность висмута oxyhalide материалов.
Метод solvothermal является, на сегодняшний день, наиболее часто используемые и изучал маршрут для получения BiOI микросферы13,14,,1516. Некоторые методики с использованием ионные жидкости были также сообщил17, хотя расходы, связанные с этими методологиями может быть выше. Микросфера структура обычно извлекаются с использованием органических растворителей, таких как гликоль этилена, который выступает в качестве координирующего агент сформировать металлические качестве, что приводит к постепенной самостоятельной сборки [Bi2O2]2 + видов18 , 19. используя solvothermal маршрут с этиленгликоля облегчает формирование различных морфологии, изменив ключевых параметров в реакции, такие как температура и время реакции4,18. Существует широкий объем литературы на синтетические методы для получения BiOI микросферы, который показывает контрастные информацию для достижения весьма фотоактивного структур. Этот подробный протокол направлен на показаны надежный синтетических метод для получения BiOI микросферы весьма функциональный в деградации фотокаталитический загрязняющих веществ в воде. Мы намерены помочь новые исследователи успешно получить такого рода материалов, избежать наиболее распространенных ошибок, связанных с процессом синтеза.
Мы считаем смесь прекурсоров как важный шаг в solvothermal синтезе BiOI микросфер. Очень медленно капает ки решения в решение Bi (№3)3 (на максимум 1 мл/мин) имеет решающее значение для получения мезопористых микросферы, так как он позволяет медленное формирование и самостоятельной сб?…
The authors have nothing to disclose.
Авторы хотят поблагодарить Secretaría de науки, Tecnología e Innovación-де-ла Сьюдад де Мехико для ресурсов предусмотрено осуществлять эту работу в рамках финансируемого проекта SECITI/047/2016 и национальные фонды для науки и технологического развития Чили (НФНТИ 11170431).
Bismuth(III) nitrate pentahydrate | Sigma Aldrich | 383074 | ACS reagent, ≥98.0% |
Potassium iodide | Sigma Aldrich | 746428 | ACS reagent, ≥98.0% |
Ethylene glycol | Sigma Aldrich | 324558 | Anhydrous, 99.8% |
Ethanol | Meyer | 5405 | Technical Grade, 96% |
Ciprofloxacin | Sigma Aldrich | 17850 | HPLC, ≥98.0% |
Cary 5000 UV-Vis-NIR spectrophotometer | Agilent | Used for the Band gap determination by the Tauc model. | |
JSM-5600 Scanning Electron Microscope | JOEL | Used for the SEM images. | |
Autosob-1 | Qantachrome Instruments | Used for the determination of surface area and pore diameter. | |
TOC-L Total Organic Carbon Analyzer | Shimadzu | Used for determination of total organic carbon in water samples. | |
Bruker AXS D8 Advance – X-ray Diffraction | Bruker | Determination of crystal structure and crystallite size |