zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-2356Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESФотокатализатор на основе гетероперехода CuS/Fe2TiO5 для высокоэффективной фотокаталитической деградации родамина БA CuS/Fe2TiO5 Heterojunction Photocatalyst for Highly Efficient Photocatalytic Degradation of Rhodamine BHuG.HuG.

Хух-Хот, Внутренняя Монголия

Hohhot, Inner Mongolia Autonomous Region

WangX.WangX.

Хух-Хот, Внутренняя Монголия

Hohhot, Inner Mongolia Autonomous Region

wangxiaohuan@imut.edu.cnYuanZ.YuanZ.

Хух-Хот, Внутренняя Монголия

Hohhot, Inner Mongolia Autonomous Region

GuoY.GuoY.

Хух-Хот, Внутренняя Монголия

Hohhot, Inner Mongolia Autonomous Region

YangC.YangC.

Хух-Хот, Внутренняя Монголия

Hohhot, Inner Mongolia Autonomous Region

Технологический университет Внутренней МонголииКитайSchool of Materials Science and Engineering, Inner Mongolia University of TechnologyChina20260809202693457510Copyright © Hu G., Wang X., Yuan Z., Guo Y., Yang C., 20262026Hu G., Wang X., Yuan Z., Guo Y., Yang C.Hu G., Wang X., Yuan Z., Guo Y., Yang C.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/2356

Пористый Fe2TiO5 получен золь-гель методом, CuS выращен in situ на его поверхности с помощью гидротермального процесса, что позволило успешно синтезировать гетеропереходные композиты CuS/Fe2TiO5. Композиты CuS/Fe2TiO5 охарактеризованы с помощью рентгеновской дифракции (XRD), просвечивающей электронной микроскопии (TEM), спектроскопии диффузного отражения в УФ-видимой области (UV-Vis) и анализа Брунауэра–Эмметта–Теллера (BET). Показано, что CuS равномерно распределен по поверхности Fe2TiO5 с межплоскостными расстояниями 0.3550 и 0.2972 нм, соответствующими CuS и Fe2TiO5, примесных фаз не наблюдалось. Создание гетероперехода привело к искажению октаэдров TiO6 на границе раздела, что вызвало появление нового максимума поглощения в УФ-области. Среди образцов композит 20 мас.% CuS/Fe2TiO5 (20CuF2) показал удельную площадь поверхности (SBET = 6.17 м²/г), находящуюся между значениями для CuS (SBET = 4.87 м²/г) и Fe2TiO5 (SBET = 7.71 м²/г). Его ширина запрещенной зоны скорректирована до 1.78 эВ, а интенсивность фотолюминесценции значительно снижена. Гетеропереходный композит CuS/Fe2TiO5 использован для ускорения разложения родамина Б, достигнута эффективность разложения 91.8%. Разработанные катализаторы обеспечивают эффективное разложение загрязняющих веществ в сточных водах, предоставляя перспективную техническую основу для разработки и применения катализаторов.

Constructing heterojunctions is important for improving the photocatalytic performance of materials. In this study, porous Fe2TiO5 was prepared via a sol-gel method, and CuS was grown in situ on its surface through a hydrothermal process, thereby successfully synthesizing CuS/Fe2TiO5 heterojunction composites. The CuS/Fe2TiO5 composites were characterized via X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), UV-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis), and Brunauer–Emmett–Teller (BET) analysis. The results indicated that CuS is uniformly loaded on the surface of Fe2TiO5, with lattice spacings of 0.3550 and 0.2972 nm corresponding to CuS and Fe2TiO5, respectively, and no impurity phases were observed. Heterojunction construction induced distortion of the TiO6 octahedra at the interface, resulting in the emergence of a new absorption peak in the ultraviolet region. Among the samples, the 20 wt.% CuS/Fe2TiO5 (denoted as 20CuF2) composite exhibited a specific surface area (SBET = 6.17 m²/g) between those of CuS (SBET = 4.87 m²/g) and Fe2TiO5 (SBET = 7.71 m2/g). Its band gap was tuned to 1.78 eV, and the photoluminescence intensity was significantly reduced. A CuS/Fe2TiO5 heterojunction composite was applied to facilitate the degradation of rhodamine B (RhB), achieving a degradation efficiency of 91.8%. The heterojunction catalysts developed in this study enable the effective degradation of pollutants in wastewater, providing a feasible technical reference for catalyst development and application.Hohhot, Inner Mongolia Autonomous Region

CuSFe2TiO5гетеропереходTiO6фотокаталитическая эффективностьCuSFe2TiO5heterojunctionTiO6photocatalytic performanceReferencesA. Zarandona, H. Salazar, M. Insausti, S. Lanceros-Méndez, Q. Zhang, Chemosphere, 357, 142069 (2024).A. Zarandona, H. Salazar, M. Insausti, S. Lanceros-Méndez, Q. Zhang, Chemosphere, 357, 142069 (2024).U. Shanker, M. Rani, V. Jassal, Environ. Chem. Lett., 15, No. 4, 623–642 (2017).U. Shanker, M. Rani, V. Jassal, Environ. Chem. Lett., 15, No. 4, 623–642 (2017).M. Surana, D. S. Pattanayak, V. Yadav, V. K. Singh, D. Pal, Environ. Res., 247, 118268 (2024).M. Surana, D. S. Pattanayak, V. Yadav, V. K. Singh, D. Pal, Environ. Res., 247, 118268 (2024).S. Areecheewakul, A. Adamcakova-Dodd, B. E. Givens, B. R. Steines, Y. Wang, D. K. Meyerholz, N. J. Parizek, R. Altmaier, E. Haque, P. T. O’Shaughnessy, A. K. Salem, P. S. Thorne, NanoImpact, 18, 100214 (2020).S. Areecheewakul, A. Adamcakova-Dodd, B. E. Givens, B. R. Steines, Y. Wang, D. K. Meyerholz, N. J. Parizek, R. Altmaier, E. Haque, P. T. O’Shaughnessy, A. K. Salem, P. S. Thorne, NanoImpact, 18, 100214 (2020).C. Xia, H. Wang, J. K. Kim, J. Wang, Adv. Funct. Mater., 31, No. 12, 2008247 (2021).C. Xia, H. Wang, J. K. Kim, J. Wang, Adv. Funct. Mater., 31, No. 12, 2008247 (2021).B. Szadkowski, W. Maniukiewicz, P. Rybiński, E. Beyou, A. Marzec, J. Environ. Chem. Eng., 10, No. 5, 108268 (2022).B. Szadkowski, W. Maniukiewicz, P. Rybiński, E. Beyou, A. Marzec, J. Environ. Chem. Eng., 10, No. 5, 108268 (2022).H. D. Ngo, T. D. Ngo, A. Tamanai, K. Chen, N. T. Cuong, O. S. Handegard, A. Pucci, N. Umezawa, T. Nabatame, T. Nagao, Cryst. Eng. Comm., 21, No. 1, 34–40 (2019)H. D. Ngo, T. D. Ngo, A. Tamanai, K. Chen, N. T. Cuong, O. S. Handegard, A. Pucci, N. Umezawa, T. Nabatame, T. Nagao, Cryst. Eng. Comm., 21, No. 1, 34–40 (2019)Y. Song, L. Yang, H. Wang, X. Sun, S. Bai, N. Wang, J. Liang, L. Zhou, Environ. Technol., 42, No. 15, 2325–2334 (2021).Y. Song, L. Yang, H. Wang, X. Sun, S. Bai, N. Wang, J. Liang, L. Zhou, Environ. Technol., 42, No. 15, 2325–2334 (2021).M. Ulfa, Nina, I. Pangestuti, Holilah, H. Bahruji, Y. Rilda, S. H. Alias, H. Nur, S. Afr. J. Chem. Eng., 50, 245–260 (2024).M. Ulfa, Nina, I. Pangestuti, Holilah, H. Bahruji, Y. Rilda, S. H. Alias, H. Nur, S. Afr. J. Chem. Eng., 50, 245–260 (2024).P. Zhang, X. F. Lu, D. Luan, X. W. Lou, Angew. Chem. Int. Ed., 59, No. 21, 8128–8132 (2020).P. Zhang, X. F. Lu, D. Luan, X. W. Lou, Angew. Chem. Int. Ed., 59, No. 21, 8128–8132 (2020).M. Wang, X. Wu, K. Huang, Y. Sun, Y. Zhang, H. Zhang, J. He, H. Chen, J. Ding, S. Feng, Nanoscale, 10, No. 14, 6678–6683 (2018).M. Wang, X. Wu, K. Huang, Y. Sun, Y. Zhang, H. Zhang, J. He, H. Chen, J. Ding, S. Feng, Nanoscale, 10, No. 14, 6678–6683 (2018).M. K. Guediri, D. Chebli, A. Bouguettoucha, R. Bourzami, A. Amrane, Environ. Sci. Poll. Res., 28, No. 7, 8507–8519 (2021).M. K. Guediri, D. Chebli, A. Bouguettoucha, R. Bourzami, A. Amrane, Environ. Sci. Poll. Res., 28, No. 7, 8507–8519 (2021).L. Zhang, B. Ding, Z. Hao, H. Li, C. Xia, Z. Zhu, B. Dong, L. Cao, J. Catal., 426, 319–327 (2023).L. Zhang, B. Ding, Z. Hao, H. Li, C. Xia, Z. Zhu, B. Dong, L. Cao, J. Catal., 426, 319–327 (2023).J. Zhang, R. Shi, Z. Zhang, D. Guo and Q. Zhang, Appl. Surf. Sci., 639, 158269 (2023).J. Zhang, R. Shi, Z. Zhang, D. Guo and Q. Zhang, Appl. Surf. Sci., 639, 158269 (2023).X. Jia, J. Zhang, Q. Huang, C. Xiong, H. Ji, Q. Ren, Z. Jin, S. Chen, W. Guo, J. Chen, Y. Ge, Y. Ding, Environ. Res., 241, 117639 (2024).X. Jia, J. Zhang, Q. Huang, C. Xiong, H. Ji, Q. Ren, Z. Jin, S. Chen, W. Guo, J. Chen, Y. Ge, Y. Ding, Environ. Res., 241, 117639 (2024).T. P. Yendrapati, A. Gautam, S. Bojja, U. Pal, Sol. Energy, 196, 540–548 (2020).T. P. Yendrapati, A. Gautam, S. Bojja, U. Pal, Sol. Energy, 196, 540–548 (2020).K. K. Saravanan, P. SivaKarthik, J. Cluster Sci., 31, No. 2, 401–407 (2020).K. K. Saravanan, P. SivaKarthik, J. Cluster Sci., 31, No. 2, 401–407 (2020).M. Ahmad Pandit, S. Billakanti, K. Muralidharan, J. Environ. Chem. Eng., 8, No. 5, 103542 (2020).M. Ahmad Pandit, S. Billakanti, K. Muralidharan, J. Environ. Chem. Eng., 8, No. 5, 103542 (2020).X. Luo, P. Zhu, J. Zeng, T. Liang, Q. Qiu, Inorg. Chem., 63, No. 31, 14425–14437 (2024).X. Luo, P. Zhu, J. Zeng, T. Liang, Q. Qiu, Inorg. Chem., 63, No. 31, 14425–14437 (2024).T. Charitha, U. Leshan, M. Shanitha, W. Ramanee, L. Buddi, B. Martin, Results in Materials, 12, 100219 (2021).T. Charitha, U. Leshan, M. Shanitha, W. Ramanee, L. Buddi, B. Martin, Results in Materials, 12, 100219 (2021).B. Pejjai, M. Reddivari, T. R. R. Kotte, Mater. Chem. Phys., 239, 122030 (2020).B. Pejjai, M. Reddivari, T. R. R. Kotte, Mater. Chem. Phys., 239, 122030 (2020).P. Zhu, Y. Li, F. Chen, X. Luo, Y. Zhou, Q. Qiu, T. Xie, J. Alloys Compd., 937, 168425 (2023).P. Zhu, Y. Li, F. Chen, X. Luo, Y. Zhou, Q. Qiu, T. Xie, J. Alloys Compd., 937, 168425 (2023).A. Sulowska, A. Fiszka Borzyszkowska, M. Pisarek, K. Trzciński, A. Zielińska-Jurek, Adv. Powder Technol., 35, No. 8, 104565 (2024).A. Sulowska, A. Fiszka Borzyszkowska, M. Pisarek, K. Trzciński, A. Zielińska-Jurek, Adv. Powder Technol., 35, No. 8, 104565 (2024).K. V. Ivanov, A. V. Noskov, O. V. Alekseeva, A. V. Agafonov, Mater. Chem. Phys., 299, 127493 (2023).K. V. Ivanov, A. V. Noskov, O. V. Alekseeva, A. V. Agafonov, Mater. Chem. Phys., 299, 127493 (2023).J. Zhang, F. Zhang, X. Liu, D. Cao, Y. Chen, F. Zhang, B. Mi, Z. Gao, J. Photoch. Photobiol. A, 452, 115608 (2024).J. Zhang, F. Zhang, X. Liu, D. Cao, Y. Chen, F. Zhang, B. Mi, Z. Gao, J. Photoch. Photobiol. A, 452, 115608 (2024).I. Savarimuthu, M. J. A. M. Susairaj, ACS Omega, 7, No. 5, 4140–4149 (2022).I. Savarimuthu, M. J. A. M. Susairaj, ACS Omega, 7, No. 5, 4140–4149 (2022).C. Wei, J. Xu, S. Shi, Y. Bu, R. Cao, J. Chen, J. Xiang, X. Zhang, L. Li, J. Colloid Interface Sci., 577, 279–289 (2020).C. Wei, J. Xu, S. Shi, Y. Bu, R. Cao, J. Chen, J. Xiang, X. Zhang, L. Li, J. Colloid Interface Sci., 577, 279–289 (2020).H. Wang, X. Li, L. Tang, Physica B, 556, 31–35 (2019).H. Wang, X. Li, L. Tang, Physica B, 556, 31–35 (2019).J. Li, F. L. Deepak, Chem. Rev., 122, No. 23, 16911–16982 (2022).J. Li, F. L. Deepak, Chem. Rev., 122, No. 23, 16911–16982 (2022).X. Wu, L. Liu, M. Xia, S. Huang, Y. Zhou, W. Hu, Z. Zhou, N. Zhou, Ceram. Int., 45, No. 8, 9977–9985 (2019).X. Wu, L. Liu, M. Xia, S. Huang, Y. Zhou, W. Hu, Z. Zhou, N. Zhou, Ceram. Int., 45, No. 8, 9977–9985 (2019).G. Hu, X. Wang, Z. Yuan, Y. Xinba, H. Wuliji, Acta Chim. Sinica, 83, No. 3, 229 (2025).G. Hu, X. Wang, Z. Yuan, Y. Xinba, H. Wuliji, Acta Chim. Sinica, 83, No. 3, 229 (2025).H. Yang, Mater. Res. Bull., 142, 111406 (2021).H. Yang, Mater. Res. Bull., 142, 111406 (2021).B. Yu, F. Meng, T. Zhou, A. Fan, M. W. Khan, H. Wu, X. Liu, Ceram. Int., 47, No. 7, 8849–8858 (2021).B. Yu, F. Meng, T. Zhou, A. Fan, M. W. Khan, H. Wu, X. Liu, Ceram. Int., 47, No. 7, 8849–8858 (2021).M. Lin, H. Chen, Z. Zhang and X. Wang, PCCP, 25, No. 6, 4388–4407 (2023).M. Lin, H. Chen, Z. Zhang and X. Wang, PCCP, 25, No. 6, 4388–4407 (2023).Y. Wang, Q. Liu, N. H. Wong, J. Sunarso, J. Huang, G. Dai, X. Hou, X. Li, Ceram. Int., 48, No. 2, 2459–2469 (2022).Y. Wang, Q. Liu, N. H. Wong, J. Sunarso, J. Huang, G. Dai, X. Hou, X. Li, Ceram. Int., 48, No. 2, 2459–2469 (2022).G. Rytwo, A. L. Zelkind, Catalysts, 12, No. 1, 24 (2021).G. Rytwo, A. L. Zelkind, Catalysts, 12, No. 1, 24 (2021).D. Xu, S. N. Zhang, J. S. Chen, X. H. Li, Chem. Rev., 123, No. 1, 1–30 (2023).D. Xu, S. N. Zhang, J. S. Chen, X. H. Li, Chem. Rev., 123, No. 1, 1–30 (2023).Z. Fu, T. Jiang, Z. Liu, D. Wang, L. Wang, T. Xie, Electrochim. Acta, 129, 358–363 (2014).Z. Fu, T. Jiang, Z. Liu, D. Wang, L. Wang, T. Xie, Electrochim. Acta, 129, 358–363 (2014).B. Yu, Y. Wu, F. Meng, Q. Wang, X. Jia, M. Wasim Khan, C. Huang, S. Zhang, L. Yang, H. Wu, Chem. Eng. J., 429, 132456 (2022).B. Yu, Y. Wu, F. Meng, Q. Wang, X. Jia, M. Wasim Khan, C. Huang, S. Zhang, L. Yang, H. Wu, Chem. Eng. J., 429, 132456 (2022).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.