Nov 01, 2023
TiO2@ゼオライトハイブリッド材料の表面特性と電気特性の評価
Rapporti scientifici Volume 13,
Scientific Reports volume 13、記事番号: 3650 (2023) この記事を引用
763 アクセス
3 オルトメトリック
メトリクスの詳細
水性媒体中の汚染物質の分解は、環境や人間の健康への影響から高い関心が寄せられており、そのため、水浄化のための光触媒の物理化学的特性の設計と研究は非常に重要です。 光触媒の特性のうち、表面および電気機構に関連する特性は光触媒の性能に重要です。 今回我々は、X線光電子分光法(XPS)と走査型電子顕微鏡(SEM)によってそれぞれTiO2@ゼオライト光触媒の化学的特性と形態学的特性を報告し、補助レーザーインピーダンス分光法(ALIS)から得られたデータに基づいてコヒーレントな電気伝導機構を提案した。 )、ゼオライトはリサイクルされた石炭飛灰から合成されました。 SEM および XPS によって得られた結果は、Ti3+ 状態の存在を伴う TiO2 アナターゼの球状粒子の存在を確認しました。 ALIS の結果は、TiO2 の量が増加するとシステム全体のインピーダンスが増加し、容量性能が低いサンプルでは固液界面間の電荷の移動が大きくなることが示されました。 すべての結果は、8.7 wt% および 25 wt% の TiO2 を含むヒドロキシソーダライト上での TiO2 成長のより高い光触媒性能が、主に TiO2 の形態および基材と TiO2 の間の相互作用の観点から説明できることを示しました。
染料の中でも、アゾ化合物は食品産業や繊維産業で広く使用されており、これらの産業の廃水のかなりの量が環境に放出され、人間や水生生物に危険をもたらします1、2。 染料の化学的安定性が高いため、不均一光触媒を使用した高度な酸化プロセスにより、このクラスの廃水の浄化が可能になります3。 光触媒の中でも、TiO2 は、高い酸化効率、化学的および生物学的不活性、高い光安定性、他の触媒と比較して製造と使用が容易、比較的低コスト、および環境に優しい4,5; したがって、TiO2 は光触媒プロセスを改善するための基本的な材料として使用されており、現在でも研究されています 6、7、8、9、10、11、12、13。 TiO2 の性能を高めるために、TiO2 を適切な基板上に成長させて分散させ、TiO2 と基板の両方の特性を利用するハイブリッド材料を作成します。 TiO2 を固定化するために使用される基板の 1 つはゼオライトです。ゼオライトは、酸素原子を介して結合した TO4 (T = Si、Al) 四面体単位からなる水和アルミノケイ酸塩です。 それらは、チャネルによって相互接続された分子寸法の内部空洞と細孔を備えた三次元構造を生成します。 Al (+3) イオンと Si (+4) イオンの酸化状態の違いにより、負電荷が発生し、交換可能な陽イオン (Na+、K+、Ca2+、Mg2+) と吸着された水分子によって中和されます。構造のチャネルまたはケージに配置されます14、15。 ゼオライトは天然または合成起源であり、農業 16、健康 17、炭化水素 18、汚染処理 19 などの多くの用途に使用されています。 合成ゼオライトは、ガラスやアルミのスクラップ20、石炭飛灰(CFA)21、リチウム廃棄物22、もみ殻23などの廃棄物から、主に水熱法により合成できます。 TiO2@ゼオライト材料によって汚染物質を分解する光触媒の能力は、TiO2による光の吸収によって促進される電子正孔対の特性によるもので、水性媒体中でフリーラジカル、アゾ染料として有機化合物を酸化できるラジカルを生成します4。 5. TiO2 の光触媒効率は生成されるフリーラジカルの数に依存し、主に吸着能力と電子 - 正孔の再結合に影響されます。 ゼオライト中に TiO2 を分散させると、再結合電子正孔速度の低下など、TiO2 のあらゆる問題が解決され、吸着が増加し、溶液からの回復が容易になります 24。 文献レビューによると、TiO2@ゼオライトのハイブリッド材料の製造は、主に市販のゼオライトを使用して報告されています25、26、27、28。 しかし、石炭飛灰から合成されたゼオライトの TiO2@ゼオライトの製造への使用に関する文献は乏しく 24,29 、その結果、これらの材料の光触媒用途に関与するメカニズムの理解はまだ不足しています。
以前の研究 30 で、我々は水熱法で処理した CFA を使用した低コストの TiO2@ゼオライトの合成を報告しました。 実験パラメータを変更すると、ヒドロキシソーダライトとカンクリナイトゼオライトをマジョリティ相として含む 2 つのサンプルを得ることができ、これらのサンプルはそれぞれ HYD および CAN とラベル付けされました。 含浸法により、チタンイソプロポキシドの形で異なる公称量の TiO2 (wt%) が HYD と CAN の表面に別々に堆積および分散されました。 TiO2 の構造相は、X 線回折、ラマン測定、および高分解能透過型電子顕微鏡を使用してアナターゼであることが確認されました。 TiO2 構造内の酸素欠損による Ti3+ 状態は、電子スピン共鳴測定によって確認されました。 アゾ染料の光触媒分解は、UV 照射下でメチル オレンジを使用してテストされました。 HYD 上に堆積した TiO2 の量が少ない (8.7 wt% および 25 wt%) サンプルは、より高い分解性能を示しました。
この研究では、以前に合成された TiO2@ゼオライト ハイブリッド材料の表面特性と電気特性の研究について報告します。 異なる濃度の TiO2 で得られたこれらの材料は、SEM、XPS、光インピーダンス測定を使用して特性評価されました。 この研究は、構造的、形態学的、および電気的特性を相関させて、この種の材料によって以前に報告されているメチルオレンジの光触媒分解を説明する電荷移動に関する一貫したメカニズムを提案することを目的としました。
TiO2@ゼオライトの合成は参考文献 30 に簡単に記載されています。 CFA はソチャゴタ テルモパイパ IV 発電所 (コロンビア、ボヤカ) で収集され、主な化学組成が Si および Al 酸化物で、Si/Al 比が 2.4 の 400 ふるいメッシュ (38 μm) を通過しました。 CFAは従来の水熱法により活性化された。 マジョリタリアン相としてのヒドロキシソーダライト (HYD) ゼオライトは、NaOH/CFA 比 3.0 の NaOH の蒸留水溶液に 4.2 g の CFA を混合し、99.5 °C で 24 時間、500 °C で後熱処理することにより得られました。 マジョリティ相としてのカンクリナイト (CAN) ゼオライトは、10 g の CFA を NaOH の蒸留水溶液に混合し、NaOH/CFA 比 1.7 で 95 °C で 24 時間、500 °C で後熱処理を行って合成しました。
ハイブリッド材料の合成は次のように実行されました。TiO2 を 2 つのアルカリ活性化 CFA 標識 HYD および CAN 上に含浸させました。 チタンイソプロポキシドの形態のさまざまな公称量の TiO2 (wt%) を、60 °C で磁気撹拌しながら 6 時間かけて、HYD および CAN を含むエタノール溶液に 1 滴ずつ個別に添加しました。 溶液をマッフル炉内で90℃で一晩乾燥させました。 ハイブリッド材料は、表 1 のスキームに基づいてラベル付けされました。
表面化学分析は、PHOIBOS 150 1D-DLD アナライザーを備えた X(NAP-XPS) 分光計を使用し、Al-Kα (1486.7 eV、13 kV、100 eV) の励起源を使用して、X 線光電子分光法 (XPS) によって実行されました。 W) 20 eV と 0.1 eV のステップで。 すべてのスペクトルは、284.6 eV の C1s 電子ピークで校正されました。 表面の形態的特徴は、後方散乱モードおよび二次モードで LYRA3 TESCAN 装置を使用した走査型電子顕微鏡 (SEM) によって観察され、化学組成はエネルギー分散 X 線分光法 (EDS) によって得られました。
電気的特性は、波長λ = 390 nm、出力 35 mW/cm2 の非偏光 TEM 00 固体レーザーを使用し、暗闇および照明下でのレーザー インピーダンス分光法 (ALIS) 測定を使用して研究されました。 データは、Keysight E4980AL 高精度 LCR メーターへの自家製バヨネット ニール-コンセルマン コネクタ (BNC) ベースのブレークアウト ボックスを使用して収集されました。 測定は、20 Hz ~ 1 MHz の周波数範囲で振幅 100 mV の AC 信号、DC バイアスゼロで行われました。 データは、EIS Spectrum Analyzer 1.0 ソフトウェア 31 を使用して 2 つの等価電気回路を使用してフィッティングされました。 サンプルは、ポリテトラフルオロエチレン O リングで分離された 2 つの独立したステンレス鋼電極で構成される円筒形のセル内に配置されました。 50 mg のハイブリッド材料を 200 mL の MilliQ 水で希釈しました。 この溶液から 200 mL の容量を使用して測定を行いました。
XPS スペクトル測定は、サンプルの電子状態および表面化学状態を分析するために取得されました。 図 1a、b は、それぞれ HYD-T-8.7 サンプルと CAN-T-8.7 サンプルの完全な XPS スペクトルを示しています。 スペクトルは、Al、Si、Na、Ti からの信号を示しています。 さらに、CAN-T-8.7 は Fe に由来する信号を示します。 Al、Si、Na は、アルカリ処理した CFA から生じるゼオライトやその他のアルミノケイ酸塩から生成されます。 Ti は主に含浸された TiO2 から生じ、Fe は CFA から生じます。 すべてのハイブリッド材料、CAN-T と HYD-T は同様のスペクトルを示します。
サンプル (a) HYD-T-8.7 および (b) CAN-T-8.7 の広範な XPS スペクトル。
高分解能 XPS スペクトルを実行して、Ti2p (図 2) および O1s (図 3) に対応するピークを分析しました。 これらのスペクトルはガウスピーク関数に適合しました。
(a) 合成 TiO2 (b–f) HYD-T および (g–k) CAN-T ハイブリッド材料の Ti2p のデコンボリューションスペクトル。
(a)合成TiO2(b-f)HYD-Tおよび(g-k)CAN-Tハイブリッド材料のO1のデコンボリューションスペクトル。
合成された TiO2 では、スピン軌道分裂から 458.5 eV と 464.4 eV の 2 つのピークが現れます。 合成されたTiO2のデコンボリューションされたスペクトルには、それぞれTi4+2p3/212、Ti3+2p1/213、およびTi4+2p1/232,33に割り当てられる458.5eV、459.7eV、および464.3eVのメインピークが含まれています(図2a)。 Ti4+ 状態に対応するピークは、TiO2 格子の Ti4+ に起因します。 Ti3+ 状態に対応するピークは、表面の酸素空孔に起因します。
すべてのサンプル、HYD-T(図2b〜f)とCAN-T(図2g〜k)では、ピークは約458.5 eVと464.3 eVに現れ、両方ともTi4+状態に対応します。 Ti3+ 状態の約 459.7 eV のピークは生じません。 ただし、3 分の 1 の信号は約 456 eV で現れ、これは Ti3+2p3/2 状態に対応します 32。 CAN-T-33.25の場合、Ti3+状態のサンプル寄与は観察されませんでした(図3i)。
合成されたTiO2の場合、O1s XPS高分解能スペクトルには、それぞれTi-O-Ti34と酸素空孔(VO)33に起因すると考えられる529.7eVと530.5eVのメインピークが含まれています(図3a)。
HYD-T(図3b〜f)とCAN-T(図3g〜k)の両方のO1s XPSスペクトルには余分なピークが示されています。これらは529.7 eV、530.5 eV、531 eV、531.5 eV、 532.4 eV、534.8 eV。それぞれ、Ti-O-Ti34、酸素空孔33、Ti-O12、Al-O-Al/Si-O-Al35、SiO235、吸着O2/H2O34に起因すると考えられます。
各サンプルの図 2 および図 3 の全スペクトルに対するデコンボリューションされた信号の相対的な寄与を図 4 に示します。TiO2 100 wt% のバーは、合成された TiO2 の寄与に対応します。 ハイブリッド材料中のチタンの割合が高いということは、基板表面上の TiO2 含有量が高いことを意味します。 HYD-T サンプルの場合、TiO2 負荷が 33.25 wt% TiO2 になるまで増加すると、Ti3+ 寄与は減少し、その後 TiO2 負荷が増加すると Ti3+ 寄与は増加します。 CAN-T サンプルに関しては、TiO2 負荷が 25 wt% TiO2 になるまで増加すると Ti3+ 寄与が増加し、その後 33.25 wt% TiO2 で Ti3+ 寄与がゼロになり、次に 41.3 wt% TiO2 で Ti3+ 寄与が生じ、この寄与は25 wt% TiO2 の寄与が大きくなり、最後に、Ti3+ の寄与は 49.45 wt% TiO2 で減少します。 結果は、HYD-T サンプル表面の TiO2 相における Ti3+ 状態の寄与が、担持された TiO2 の量の関数として CAN-T サンプルとは逆に挙動することを示しています。
HYD-T の (a) O1s、(b) Ti2p ピークへの相対的な寄与。 (c) CAN-T ハイブリッド材料の O1s および (d) Ti2p ピーク。
図 5. HYD-T 材料の SEM 画像を示します。 材料の形態は、主に 2 つの特徴的な形状を持つ粒子から構成されていることがわかります。 HYD-T-8.7、HYD-T-25、HYD-T-33.25では粒子の形状が球状であることが顕著です。 TiO2 の形態は、TiO2 量が増加すると変化し、HYD-T41.3 および HYD-T49.45 サンプルでは粒子の面が切り取られ、どちらの形状も滑らかな表面を持ちます。 これらの粒子はTiO2に相当します。 TiO2 粒子内で凝集が起こり (HYD-T-25 で明らかです)、その粒子サイズが 2.5 mm より大きくなることがわかります。 ロッド状およびフレーク状の粒子はアルミノケイ酸塩に相当し、TiO2 粒子よりも凝集の程度が小さい。 TiO2 粒子の凝集は、TiO2 粒子内付着率が TiO2 基板付着率よりも大きいことを示しています。 元素組成はEDSプローブを通じて得られました。 図 5f–k は、HYD-T-41.3 の EDS マップを示しています。
(a) 8.7、(b) 25、(c) 33.25、(d) 41.3、および (e) 49.45 wt% TiO2 のハイブリッド材料 HYD-T の SEM 画像、および (f – k) サンプルの EDS マップHYD-T-41.3は図2dに関連します。
図 6 に CAN-T 材料の SEM 画像を示します。 材料の形態が HYD-T サンプルの形態と同様の挙動を示すことがわかります。 CAN-T-25、CAN-T-33.25、CAN-T-41.3、および CAN-T-49.45 の TiO2 粒子では球形が優勢です。 TiO2 の量が少ない場合、CAN-T-8.7 では形態が切り取られた面に変化します。 TiO2 粒子の表面は滑らかな表面を示します。 凝集は TiO2 粒子内で起こり、HYD-T サンプル内の TiO2 粒子の凝集と比較してより大きくなります。 棒状およびフレーク状の粒子はアルミノケイ酸塩に相当します。 このサンプルにおける TiO2 基板の付着は、HYD-T サンプルで示されたものと比較して大きいです。 図 6e–j は、HYD-T-25 の EDS マップを示しています。 結果は、元素組成が基板のアルミノケイ酸塩と TiO2 によるものであり、主に処理された CFA に由来する鉄などの他の元素の存在を伴うことを示しています。
(a) 8.7、(b) 25、(c) 33.25、(d) 41.3、および (e) 49.45 wt % TiO2 のハイブリッド材料 HYD-T の SEM 画像、および (f) サンプル CAN-の EDS マップT-25は図4bに関連します。
サンプルの電気的挙動を調査するために、暗闇および紫外光下で ALIS 応答を測定しました。これらの測定から HYD-T および CAN-T のボード線図が得られ、図 1 と 2 に示されています。 それぞれ7と8。 データは、サンプルが照射されるとインピーダンスが増加し、103 ~ 105 Hz の周波数では抵抗挙動を示し、103 Hz 未満および 105 Hz を超える周波数では容量性挙動を示します。 TiO2 の量が増加すると、インピーダンスが増加する傾向があります。
暗所におけるサンプル HYD-T のボード線図 (a) インピーダンス、(b) 位相。 照明下、(c) インピーダンス、(d) 位相。
暗所におけるサンプル CAN-T のボード線図 (a) インピーダンス、(b) 位相。 照明下、(c) インピーダンス、(d) 位相。
図 9 は、HYD-T と CAN-T の両方の材料シリーズの暗闇および照明下でのナイキスト プロットを示しています。 曲線は 2 つの半円を示します。 低周波での半円の曲率半径は高周波での曲率半径よりも大きく、TiO2 の量が増えるとその曲率半径も大きくなります。 各サンプルの曲率半径は、放射線が照射されると増加します。
暗闇および照明下でのサンプル HYD-T および CAN-T のナイキスト プロット。
図10a、bに示すように、暗闇と照明条件でのHYD-TとCAN-T材料の両方のナイキストプロットを、抵抗、コンデンサ、および定位相要素(CPE)を備えた等価電気回路に当てはめました。 等価インピーダンスは式によって与えられます。 (1) と (2) は、それぞれ HYD-T 材料と CAN-T 材料の場合:
ここで、ZC = 1/jωC、ZCPE = 1/P(j(ω − ω'))αです。 CPE 要素は、分数パラメータ α とパラメータ P = ηC の観点から説明されます。ここで、η は校正関数であり、R、C、P、および α は調整可能なパラメータです。 Α は、容量性または誘導性無効インピーダンスに対してそれぞれ + 1 または - 1 の値をとり、P36 の意味を決定します。
(a) HYD-T および (b) CAN-T ハイブリッド材料の等価回路。 (c) HYD-T および (d) CAN-T ハイブリッド材料の概略プロセス。
HYD-T サンプルと CAN-T サンプルの調整可能なパラメーターをそれぞれ表 2 と表 3 に示します。 明るい条件と暗い条件の間でフィッティングされたパラメータは、パーセンテージとして表される差を示し、表 2 に登録されます。差は式 36 に従って計算されました。
TiO2@ゼオライト材料の電気伝導機構を解明することは重要です。 ただし、正確な形成メカニズムを解明するのは困難な場合があります。 この研究では、次の事実を考慮してこの問題を調査しました。 (a) 半円の歪みは、結晶粒と結晶粒界の寄与によるものと考えられます。 (b) ナイキスト プロットの曲率半径が大きいほど、電解質/電極界面での電荷移動が小さいことを示唆しています 37、38、39、40、41。 HYD-T サンプルと CAN-T サンプルの両方で TiO2 量が増加すると、半円の半径が増加します。これは、システム全体の抵抗が増加することを示しています。 したがって、固液界面を横切る電荷移動抵抗が増加します。 これらの抵抗は、TiO2 の量が増加すると増加し、材料が照射されると各サンプルの抵抗が増加します。 (c) TiO2 の量が増加するとシステム抵抗が増加することは、TiO2 粒子の凝集 (SEM 結果に示される) によって TiO2 と基板の界面間の抵抗が増加することを示しています。 さらに、TiO2 粒子の凝集が増加すると、TiO2 内の抵抗が増加します。 (d) 照射時のシステムの抵抗の増加は、TiO2 内に生成された光電子が表面の電荷濃度を増加させることを示しています。 システムのインピーダンスに対する静電容量の寄与が増加します。 さらに、酸化プロセスによって溶液内で発生したラジカルが基板に吸着されるか、TiO2 上で生成された光電子が TiO2@ゼオライト固体内で再結合します。
これまでの事実によれば、次のような一貫したメカニズムが示唆されています。
HYD-T と CAN-T の両方のシリーズのサンプルで、ΔR2 の値はほとんど正であり (HYD-T-41.3 を除く)、材料内の TiO2 量が増加すると増加する傾向があります。これは、照明下での抵抗が増加することを意味します。暗闇での抵抗と比較して減少します。 この抵抗は、光吸収による価電子帯からの電子の促進により伝導帯の電子密度が増加するため、TiO2 の抵抗に起因すると考えられます。 ΔR2 の値は、CAN-T サンプルよりも HYD-T の方が大きく、これは、HYD-T の TiO2 表面上の電子密度が CAN-T サンプルよりも高いことを示唆しています。 これを念頭に置くと、材料が照明されると、TiO2 の表面に関連する静電容量が増加する必要があります。 したがって、ΔC の値は負でなければなりません。 CAN-T サンプルでは、ΔC2 は予想どおりに動作します。 ただし、HYD-T サンプルでは、ΔC1 と ΔC2 の値は正です。 これらの結果は、CAN-T サンプルよりも HYD-T サンプルの方がハイブリッド材料から溶液への電子移動が大きいことを示唆しています。 さらに、HYD-T サンプルの等価回路は、CAN-T サンプルの 3 つのコンデンサではなく 2 つのコンデンサです。 したがって、HYD−TのTiO2−基板は電荷移動を促進し、TiO2/基板界面、その後のハイブリッド材料/溶液界面における電荷の蓄積を回避する(図10cを参照)。 逆に、CAN-T サンプルでは、TiO2 と基板の界面に電荷が蓄積され、ハイブリッド材料から電解質への電荷の移動が回避され、TiO2 内でより大きな電子正孔再結合が見られます。特に、TiO2 の wt% が25%、TiO2 粒子の凝集 (SEM 図 5 および 6) が電子と正孔の再結合を促進します。 したがって、C2 は CAN-T サンプルの TiO2/基板界面の静電容量です。 C1 は電極/溶液内の静電容量、R3 は溶液内の抵抗です。 ΔC1 とΔR3 は正の値を示し、ゼオライト相の活性サイトを中和するための TiO2 と電解質から基板への電荷移動により、この界面での電荷蓄積が減少し、溶液中の電荷キャリアが減少していることを示しています。 したがって、R1は基板の抵抗に関連し、C3はCAN-Tハイブリッド材料のTiO2/基板界面の静電容量です(図10dを参照)。 照射下での C2 値の減少(つまり、サンプル/電解質間の電荷蓄積の減少、および TiO2 表面での酸化および還元反応を促進する電荷移動によるフリーラジカルと ˙OH、つまり大量のフリーラジカルの生成)ラジカル)は、HYD-T-8.7 および HYD-T-25 によって生成されます。 これらのサンプルは、すべてのサンプルの中で最大の色素劣化を示しました30。
この研究では、メチル オレンジの分解に使用される以前に合成された TiO2@ゼオライト材料の表面特性と電気的特性を研究しました。ゼオライトは CFA から得られました。 XPS の結果により、TiO2 が Ti3+ 状態の存在するアナターゼに相当することが確認されました。 SEM 画像で調べた形態学的特徴は、TiO2 粒子が凝集して球状粒子を形成していることを示しています。 ALIS 測定によって研究された電気的挙動から、TiO2 の量が増加するとシステム全体の抵抗が増加すると結論付けることができます。 XPS、SEM、ALIS の結果によると、電気的挙動は主に、表面の Ti3+ の存在ではなく、基板 - TiO2 と基板/TiO2 - 液体の間の相互作用に依存します。 CAN-T サンプルでは TiO2 と基板の接合が最適であるため、基板と TiO2 界面間の容量性動作が増加します。 ただし、システム全体の抵抗は HYD-T サンプルよりも小さくなります。 逆に、HYD-T サンプルでは TiO2 基板の付着度が低いため、基板と TiO2 界面の間の容量性挙動が減少し、固液界面間の電荷のより高い移動が可能になります。 この結果から、HYD-T サンプルと CAN-T サンプルの両方によるメチル オレンジ分解の違いを説明する一貫した電気メカニズムが提案されました。最終的に、CFA と TiO2 から製造されたハイブリッド材料の電気的挙動は、追加のメカニズムを必要とする複雑なメカニズムです。研究により完全に解明される予定です。
この研究中に生成または分析されたすべてのデータは、この公開記事に含まれています。
イクラム、M.ら。 Bacillus subtilis: 繊維用アゾ染料、オレンジ II が含まれた水を再生するための効率的な細菌株として。 内部。 J.Mol. 科学。 23、10637 (2022)。
論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar
カリミ・マレー、H. 他食品アゾ色素検出用のカーボンナノマテリアルベースの電気化学センサーの最近の進歩。 食品化学。 有毒。 164、112961 (2022)。
論文 CAS PubMed Google Scholar
Guettaï, N. & Ait Amar, H. 水性懸濁液中の二酸化チタンの存在下でのメチル オレンジの光触媒酸化。 パート I: パラメトリック研究。 脱塩 185、427–437 (2005)。
記事 Google Scholar
Akpan, UG & Hameed, BH TiO2 ベースの光触媒を使用した染料の光触媒分解に影響を与えるパラメーター: レビュー。 J.ハザード。 メーター。 170、520–529 (2009)。
論文 CAS PubMed Google Scholar
Daghrir, R.、Drogui, P. & Robert, D. 環境光触媒用途向けの改質 TiO2: レビュー。 工業工学化学。 解像度 52、3581–3599 (2013)。
記事 CAS Google Scholar
Ohno, T.、Mitsui, T.、松村, M. 可視光下での S ドープ TiO2 光触媒の光触媒活性。 化学。 レット。 32、364–365 (2003)。
記事 CAS Google Scholar
Zhang, P.、ying, S.、Sato, T. 環境に優しい新しいマイクロ波支援水熱プロセスによる高活性 TiO2 光触媒の合成。 応用カタル。 B 89、118–122 (2009)。
記事 CAS Google Scholar
Torres Arango, MA、Kwakye-Ackah, D.、Agarwal, S.、Gupta, RK & Sierros, KA 環境に優しいエンジニアリングと TiO2 階層型メソポーラス細胞構造の 3 次元プリンティング。 ACSサステイン。 化学。 工学 5、10421–10429 (2017)。
記事 CAS Google Scholar
Anpo, M. グリーンケミストリーにおける TiO2 光触媒の利用。 ピュアアプリ。 化学。 72、1265–1270 (2000)。
記事 CAS Google Scholar
チェン、F.ら。 アモルファス硫化コバルトナノドット修飾rGO/TiO2光触媒の直接光堆積と高いH2生成活性の同時実現。 レアメット。 40、3125–3134 (2021)。
記事 CAS Google Scholar
ディアス、L.ら。 M/TiO2 (M = Fe Co、Ni、Cu、Zn) UV および可視光照射下での光触媒水素生成用触媒。 組織。 化学。 フロント。 8、3491–3500 (2021)。
記事 Google Scholar
Mahendran, V. & Gogate, PR Fe ドープ TiO2 光触媒、超音波および過酸化水素に基づく光触媒を含む酸化戦略を使用した酸性スカーレット 3R 色素の分解。 9月、プリフ。 テクノロジー。 274、119011 (2021)。
記事 CAS Google Scholar
Bootluck, W.、Chittrakarn, T.、Techato, K. & Khongnakorn, W. 水素発生のための Ar ガスプラズマ処理による光触媒活性を強化した表面 α-Fe2O3/TiO2 光触媒ナノ複合材料の改質。 J.Environ. 化学。 工学 9、105660 (2021)。
記事 CAS Google Scholar
Jha, B. & Singh, DN ゼオライトの基礎。 フライアッシュゼオライト: イノベーション、アプリケーション、および方向性 (Jha, B. & Singh, DN) 編。 5〜31。 https://doi.org/10.1007/978-981-10-1404-8_2 (Springer、2016)。
微多孔性材料の構造化学。 ゼオライトおよび関連多孔質材料の化学の博士。 19-116。 https://doi.org/10.1002/9780470822371.ch2 (Wiley、2007)。
Reháková, M.、Čuvanová, S.、Dzivák, M.、Rimár, J. & Gavalόvá, Z. クリノプチロライト型の天然ゼオライトの農業および農薬用途。 カー。 意見。 ソリッドステートメーター。 科学。 8、397–404 (2004)。
記事 ADS Google Scholar
Bacakova, L.、Vandrovcova, M.、Kopova, I. & Jirka, I. バイオテクノロジーと医学におけるゼオライトの応用 - 総説。 バイオメーター。 科学。 6、974–989 (2018)。
論文 CAS PubMed Google Scholar
Primo, A. & Garcia, H. 石油精製における触媒としてのゼオライト。 化学。 社会 Rev. 43、7548–7561 (2014)。
論文 CAS PubMed Google Scholar
Belviso、C. 汚染土壌からの潜在的な有毒金属の取り込みに対するゼオライト: 簡単なレビュー。 プロセス 8、820 (2020)。
記事 CAS Google Scholar
Sayehi, M.、Garbarino, G.、Delahay, G.、Busca, G. & Tounsi, H. 蛍光管の廃ガラスとアルミニウムスクラップを使用した高付加価値の Na-P1 および Na-FAU ゼオライトの合成。 メーター。 化学。 物理学。 248、122903 (2020)。
記事 CAS Google Scholar
Supelano、GI et al. メチレンブルーを吸着するためのリサイクル飛灰からの磁性ゼオライトの合成。 燃料 263、116800 (2020)。
記事 CAS Google Scholar
Pu, X.、Yao, L.、Yang, L.、Jiang, W. & Jiang, X. 水性 Cu(II) 除去用の新規ナップゼオライト製造のための産業廃棄物リチウムシリコン粉末の利用。 J. クリーン。 製品。 265、121822 (2020)。
記事 CAS Google Scholar
Abdelrahman、EA、Abou El-Reash、YG、Youssef、HM、Kotp、YH & Hegazey、RM いくつかのナノサイズゼオライト、ゼオライト/ゼオライト、およびジオポリマー/ゼオライト製品の合成のための籾殻と廃アルミニウム缶の利用。水性媒体からの Co(II)、Cu(II)、および Zn(II) イオンの除去。 J.ハザード。 メーター。 401、123813 (2021)。
論文 CAS PubMed Google Scholar
Liu、Z.ら。 一次元TiO2ナノワイヤー/合成ゼオライト複合体からなる光触媒。 メーター。 経験値 4、465–474 (2014)。
記事 ADS CAS Google Scholar
Amereh, E. & Afshar, S. NaX ゼオライト上に担持されたナノ TiO2 粉末による水中でのアセトフェノンとトルエンの光分解。 メーター。 化学。 物理学。 120、356–360 (2010)。
記事 CAS Google Scholar
Chen, J.、Eberlein, L. & Langford, CH ゼオライト上に担持された TiO2 を使用したフェノールとベンゼンの光酸化の経路。 J.Photochem. フォトビオール。 A 148、183–189 (2002)。
記事 CAS Google Scholar
野村由美、深堀伸、藤原拓也。ゼオライト/TiO2 複合シートを備えた回転高度酸化接触器による水からのクロタミトンとその変換副産物の除去の熱力学。 化学。 工学 J. 380、122479 (2020)。
記事 CAS Google Scholar
Badvi, K. & Javanbakht, V. ニッケルナノ粒子で修飾された ZSM-5 ゼオライト上に固定化された TiO2 による染料汚染物質の光触媒分解の強化。 J. クリーン。 製品。 280、124518 (2021)。
記事 CAS Google Scholar
ヤン、L.ら。 ゼオライト フライアッシュ ビーズ/TiO2 複合材料の表面形態が吸着および光触媒性能に及ぼす影響。 応用サーフィン。 科学。 392、687–696 (2017)。
記事 ADS CAS Google Scholar
Supelano García、I. et al. メチルオレンジの分解用に、リサイクルされたフライアッシュベースのゼオライトに担持された Ti3+ 自己ドープ TiO2 の物理化学的特性。 凝縮します。 事項7、69(2022)。
記事 Google Scholar
AS ボンダレンコおよびジョージア州ラゴイシャ EIS スペクトラム アナライザー。 (2005)。
Zhang、Z.ら。 効率的な光電気化学的な水の分解のための、TiO2 フォトニック結晶のマイクロ波支援セルフドーピング。 ACS アプリケーションメーター。 インターフェース 6、691–696 (2014)。
論文 CAS PubMed Google Scholar
バーティ、B.、クマール、S.、リー、H.-N. & Kumar, R. TiO2 薄膜における酸素空孔と Ti3+ 状態の形成、および空気プラズマ処理による光学特性の強化。 科学。 議員 6、32355 (2016)。
論文 ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar
Cheng, D. et al. 廃エンジンオイルを吸着して分解するために、還元酸化グラフェンと組み合わせた Ti3+ 自己ドープ細長いアナターゼ TiO2 ナノワイヤーのワンステップ還元合成。 J.ハザード。 メーター。 378、120752 (2019)。
論文 ADS CAS PubMed Google Scholar
El-Nahas, S.、Osman, AI、Arafat, AS、Al-Muhtaseb, AH & Salman, HM ナノ粉末ゼオライトの容易で手頃な合成ルートと水硬度の急速な軟化におけるその応用。 J. 水プロセス工学 33、101104 (2020)。
記事 Google Scholar
Mesa, F.、Paez-Sierra, BA、Romero, A.、Botero, P.、Ramírez-Clavijo, S. 乳がん細胞をプローブするための補助レーザーインピーダンス分光法。 J.Phys. D アプリケーション物理学。 54、075401 (2020)。
記事 ADS Google Scholar
マオ、C.ら。 ゼオライト型カルコゲナイドと二酸化チタンナノワイヤーを統合して、光電気化学活性を強化します。 ラングミュア 33、13634–13639 (2017)。
論文 CAS PubMed Google Scholar
TiO2/ZSM-5 光触媒の最適化: 焼成を伴う固体拡散法によるエネルギーバンドエンジニアリング。 サイエンスダイレクトで。 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343721005406?via%3Dihub。
パーク、J.-A. 他。 還元酸化グラフェン/アナターゼ TiO2 複合材料の超音波スプレー熱分解合成と水中でのメチレン ブルーの光触媒分解への応用。 Chemosphere 191、738–746 (2018)。
論文 ADS CAS PubMed Google Scholar
Derikvandi, H. & Nezamzadeh-Ejhieh, A. ヘテロ接合 ZnS-NiS/ゼオライト ナノ粒子の強化された光触媒活性に関する包括的な研究: 応答曲面法 (RSM)、インピーダンス分光法、および GC-MASS 研究に基づく実験デザイン。 J. コロイド界面科学。 490、652–664 (2017)。
論文 ADS CAS PubMed Google Scholar
Tayebi, M. et al. TiO2 上で酸化グラフェン (RGO) を還元し、光電気化学 (PEC) および光触媒活性を向上させます。 ソル。 エネルギー 190、185–194 (2019)。
記事 ADS CAS Google Scholar
リファレンスをダウンロードする
この研究はボヤカ政府 (補助金番号 733 Colciencias) から資金提供を受けました。 私たちはロス リベルタドーレス大学財団とコロンビア国立大学に感謝します。
材料物理グループ、コロンビア教育技術大学 (UPTC)、Avenida Central del Norte 39-115、150003、Tunja、ボヤカ、コロンビア
GI スペラノ & CA ヴァイン バルガス
ロス リベルタドーレス大学財団、工学基礎科学部、Cra.16 # 63a-68、ボゴタ、コロンビア
F.メサ
GIFAM グループ、アントニオ ナリーニョ大学、カレラ 7 # 21-84、150001、トゥンハ、ボヤカ、コロンビア
JAメヒア・ゴメス
ナノ構造材料とその応用グループ、コロンビア国立大学ボゴタ校、Cra. 30、No. 45-03、Edificio 404 Lab. 121C、11001、ボゴタ、コロンビア
A. ドゥッサン
PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます
PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます
PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます
PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます
PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます
概念化、執筆、形式分析、調査 GIS; 概念化、執筆、正式な分析、調査、リソース FM。 概念化、リソース、監視 CAPV、概念化、リソース、監視 JAMG; 概念化、執筆、形式的分析 AD 著者全員が原稿をレビューしました。
F.メサへの通信。
著者らは競合する利害関係を宣言していません。
シュプリンガー ネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。
オープン アクセス この記事はクリエイティブ コモンズ表示 4.0 国際ライセンスに基づいてライセンスされており、元の著者と情報源に適切なクレジットを表示する限り、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製が許可されます。クリエイティブ コモンズ ライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示します。 この記事内の画像またはその他のサードパーティ素材は、素材のクレジットラインに別段の記載がない限り、記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれています。 素材が記事のクリエイティブ コモンズ ライセンスに含まれておらず、意図した使用が法的規制で許可されていない場合、または許可されている使用を超えている場合は、著作権所有者から直接許可を得る必要があります。 このライセンスのコピーを表示するには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ にアクセスしてください。
転載と許可
Supelano、GI、Mesa、F.、Vargas、CAP 他。 TiO2@ゼオライトハイブリッド材料の表面特性と電気特性の評価。 Sci Rep 13、3650 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-30529-8
引用をダウンロード
受信日: 2022 年 11 月 21 日
受理日: 2023 年 2 月 24 日
公開日: 2023 年 3 月 4 日
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-30529-8
次のリンクを共有すると、誰でもこのコンテンツを読むことができます。
申し訳ございませんが、現在この記事の共有リンクは利用できません。
Springer Nature SharedIt コンテンツ共有イニシアチブによって提供
コメントを送信すると、利用規約とコミュニティ ガイドラインに従うことに同意したことになります。 虐待的なもの、または当社の規約やガイドラインに準拠していないものを見つけた場合は、不適切としてフラグを立ててください。