Усиление фотокаталитической активности наночастиц CeO₂, легированных углеродом, при облучении видимым светом для деградации метиленового синего

Наночастицы CeO₂, легированные углеродом, синтезированы гидротермальным методом с использованием глюкозы в качестве источника углерода. Структура полученных наночастиц контролировалась концентрацией предшественника глюкозы, и свойства исследованы методами рентгеновской дифракции и спектроскопии диффузного отражения в УФ-видимой области. Морфология наночастиц охарактеризована с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Фотокаталитическая активность оценена по разложению метиленового синего под действием видимого света. Показано, что легирование углеродом значительно усиливает фотокаталитическую активность наночастиц CeO₂ из-за увеличения поглощения излучения в видимом диапазоне в сочетании с эффективным разделением электронно-дырочных пар. Метод можно применять для контроля микроструктуры и свойств разложения красителя с помощью наночастиц CeO₂, легированных углеродом, что особенно важно для разработки катализаторов.

1. P. T. Lum, K. Y. Foo, N. A. Zakaria, P. Palaniandy, Mater. Chem. Phys., 241, 122405 (2020).

2. N. Y. Donkadokula, A. K. Kola, I. Naz, D. Saroj, Rev. Environ. Sci. Biotechnol., 19, 543–560 (2020).

3. U. G. Akpan, B. H. Hameed, J. Hazard Mater., 170, 520–529 (2009).

4. P. V. Huan, P. D. Tam, V. H. Pham, J. Electron. Mater., 48, 5294–5300 (2019).

5. R. Ma, S. Zhang, T. Wen, P. Gu, L. Li, G. Zhao, et al., Catal. Today, 335, 20–30 (2019).

6. J. Fu, J. Yu, C. Jiang, B. Cheng, Adv. Energy Mater., 8, 1701503 (2018).

7. C. Sun, H. Li, L. Chen, Energy Environ. Sci., 5, 8475–8505 (2012).

8. L. Liu, Y. Pu, Y. Lu, N. Li, Z. Hu, S. Chen, J. Membr. Sci., 621, 118972 (2021).

9. G. E. Malashkevich, V. B. Prokopenko, D. V. Dem’yanenko, I. M. Mel’nichenko, Phys. Solid State, 41, 1815–1820 (1999).

10. A. A. Fauzi, A. A. Jalil, N. S. Hassan, F. F. A. Aziz, M. S. Azami, I. Hussain, et al., Chemosphere, 286, 131651 (2022).

11. D. Channei, B. Inceesungvorn, N. Wetchakun, S. Ukritnukun, A. Nattestad, J. Chen, et al., Sci. Rep., 4, 5757 (2014).

12. N. S. Arul, D. Mangalaraj, P. C. Chen, N. Ponpandian, P. Meena, Y. Masuda, J. Sol-Gel Sci. Technol., 64, 515–523 (2012).

13. A. Akbari-Fakhrabadi, R. Saravanan, M. Jamshidijam, R. V. Mangalaraja, M. A. Gracia, J. Saudi Chem. Soc., 19, 505–510 (2015).

14. N. Kovalevskiy, D. Selishchev, D. Svintsitskiy, S. Selishcheva, A. Berezin, D. Kozlov, Catal. Commun., 134, 105841 (2020).

15. H. Wang, J. P. Lewis, J. Phys.: Cond. Matter., 17, L209 (2005).

16. J. S. Lee, S. C. Choi, Mater. Lett., 58, 390–393 (2004).

17. M. Hirano, E. Kato, J. Am. Ceram. Soc.,79, 777–780 (1996).

18. A. Khorsand Zak, W. H. Abd. Majid, M. E. Abrishami, R. Yousefi, Solid State Sci., 13, 251–256 (2011).

19. P. V. Huan, B. T. Hue, B. T. Hoan, N. T. H. Hanh, H. N. Van, C. X. Thang, et al., Mater. Sci. Eng. B, 262, 114794 (2020).

20. S. Patil, A. Sandberg, E. Heckert, W. Self, S. Seal, Biomaterials, 28, 4600–4607 (2007).

21. F. Zhang, Q. Jin, S. W. Chan, J. Appl. Phys., 95, 4319 (2004).

22. T. Ravishankar, T. Ramakrishnappa, G. Nagaraju, H. Rajanaika, Chem. Open, 4, 146–154 (2015).

23. R. Zamiri, H. A. Ahangar, A. Kaushal, A. Zakaria, G. Zamiri, D. Tobaldi, et al., PLoS One, 10, e0122989 (2015).

24. T. Mokkelbost, I. Kaus, T. Grande, M. A. Einarsrud, Chem. Mater., 16, 5489–5494 (2004).

25. H. Ming, Z. Ma, Y. Liu, K. Pan, H. Yu, F. Wang, et al., Dalton Transact., 41, 9526–9531 (2012).

26. J. Tauc, R. Grigorovici, A. Vancu, Phys. Status Solidi (b), 15, 627–637 (1966).