Evaluación fotocatalítica de compositos de Cr-ZnO/Nanotubos de carbono para la degradación de rodamina B
DOI:
https://doi.org/10.19136/jeeos.a8n3.6469Palabras clave:
Compositos de ZnO; Fotocatálisis; Rodamina B; Nanotubos de carbonoResumen
Por medio de una ruta de síntesis rápida por microondas se obtuvieron partículas de ZnO y compositos de ZnO/NTC y Cr- ZnO/NTC, para evaluar su desempeño en la degradación fotocatalítica de Rodamina B. Las propiedades estructurales, ópticas y texturales de los materiales obtenidos fueron analizadas mediante Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopia Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR), Fisisorción de nitrógeno y espectroscopia UV-Vis. Por difracción de rayos X se determinó que la estructura cristalina de estos materiales pertenece a la fase wurtzita hexagonal del ZnO. El tamaño de cristalito se modificó con la incorporación de los NTC y el Cr. En el análisis de los grupos funcionales de las muestras, se observó que presentaron vibraciones de enlace para el ZnO y otras relacionadas a los NTC. Los compositos exhibieron absorbancia en la región visible a diferencia del ZnO pristino, esto gracias al enlace entre los NTC y el Cr en estas muestras. El análisis de textural reveló que las muestras poseen estructuras mesoporosas. El composito ZnO/NTC exhibió el mejor desempeño fotocatalítico con relación a los dos materiales analizados. Esto se asocia a los NTC y su papel en la retención de los portadores de carga fotogenerados en la degradación del contaminante.
Referencias
[1] S. Benkhaya, S. M’rabet, and A. el Harfi, “A review on classifications, recent synthesis and applications of textile dyes,” Inorg Chem Commun, vol. 115, p. 107891, 2020.
[2] L. Bilińska and M. Gmurek, “Novel trends in AOPs for textile wastewater treatment. Enhanced dye by-products removal by catalytic and synergistic actions,” Water Resour Ind, vol. 26, p. 100160, 2021.
[3] H. ben Slama et al., “Diversity of synthetic dyes from textile industries, discharge impacts and treatment methods,” Applied Sciences, vol. 11, no. 14, p. 6255, 2021.
[4] E. Hagan and J. Poulin, “Statistics of the early synthetic dye industry,” Herit Sci, vol. 9, no. 1, pp. 1–14, 2021.
[5] G. M. Ziarani, R. Moradi, N. Lashgari, and H. G. Kruger, “Rhodamine Dyes,” Met. Synth. Org. Dye., pp. 185–191, 2018, doi: 10.1016/b978-0-12-815647-6.00014-5.
[6] E. E. Mbu, D. Dodoo-arhin, S. K. Ntwampe, E. Malenga, and E. Fosso-kankeu, “Photocatalytic Degradation of AZO Dye and Rhodamine Dyes Using Copper (II) Oxide Nanoparticles,” no. November, 2018, doi: 10.17758/eares4.eap1118210.
[7] L. Liu, K. Dong, M. Hassan, W. Gong, J. Cui, and G. Ning, “Incorporation of carbazole and boron-containing dye into conjugated microporous polymers with significant aerobic oxidative photocatalysis,” Green Synthesis and Catalysis, 2022.
[8] K. Sivaprakash, M. Induja, P. Gomathipriya, S. Karthikeyan, and S. T. Umabharathi, “Single-step synthesis of efficient nanometric boron carbon nitride semiconductor for photocatalysis,” Mater Res Bull, vol. 134, p. 111106, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2020. 111106.
[9] Y. Chen et al., “Facilitated interfacial charge separation using triphenylamine-zinc porphyrin dyad-sensitized TiO2 nanoparticles for photocatalysis,” J Alloys Compd, vol. 889, p. 161795, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.1617 95.
[10] G. S. Arcanjo, A. H. Mounteer, C. R. Bellato, L. M. M. da Silva, S. H. B. Dias, and P. R. da Silva, “Heterogeneous photocatalysis using TiO2 modified with hydrotalcite and iron oxide under UV–visible irradiation for color and toxicity reduction in secondary textile mill effluent,” J Environ Manage, vol. 211, pp. 154–163, 2018.
[11] N. R. Khalid et al., “Synergistic effects of Bi and N doped on ZnO nanorods for efficient photocatalysis,” Mater Chem Phys, vol. 289, p. 126423, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.202 2.126423.
[12] S. Zarezadeh, A. Habibi-Yangjeh, and M. Mousavi, “BiOBr and AgBr co-modified ZnO photocatalyst: A novel nanocomposite with p-n-n heterojunctions for highly effective photocatalytic removal of organic contaminants,” J Photochem Photobiol A Chem, vol. 379, pp. 11–23, 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2019. 05.013.
[13] F. S. Hashim, A. F. Alkaim, S. J. Salim, and A. H. O. Alkhayatt, “Effect of (Ag, Pd) doping on structural, and optical properties of ZnO nanoparticales: As a model of photocatalytic activity for water pollution treatment,” Chem Phys Lett, vol. 737, p. 136828, 2019.
[14] M. Ahmad, I. Ahmad, E. Ahmed, M. S. Akhtar, and N. R. Khalid, “Facile and inexpensive synthesis of Ag doped ZnO/CNTs composite: study on the efficient photocatalytic activity and photocatalytic mechanism,” J Mol Liq, vol. 311, p. 113326, 2020.
[15] J. Jiang, Z. Mu, H. Xing, Q. Wu, X. Yue, and Y. Lin, “Insights into the synergetic effect for enhanced UV/visible-light activated photodegradation activity via Cu-ZnO photocatalyst,” Appl Surf Sci, vol. 478, pp. 1037–1045, 2019.
[16] I. Ahmad, M. S. Akhtar, E. Ahmed, and M. Ahmad, “Highly efficient visible light driven photocatalytic activity of graphene and CNTs based Mg doped ZnO photocatalysts: a comparative study,” Sep Purif Technol, vol. 245, p. 116892, 2020.
[17] A. Velumani, P. Sengodan, P. Arumugam, R. Rajendran, S. Santhanam, and M. Palanisamy, “Carbon quantum dots supported ZnO sphere based photocatalyst for dye degradation application,” Current Applied Physics, vol. 20, no. 10, pp. 1176– 1184, 2020.
[18] I. Ahmad, S. Shukrullah, M. Y. Naz, E. Ahmed, and M. Ahmad, “Rare earth metals co-doped ZnO/CNTs composite as high performance photocatalyst for hydrogen production from water_triethanolmine mixture,” Int J Hydrogen Energy, vol. 47, no. 15, pp. 9283–9294, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.01. 006.
[19] F. Izquierdo de la Cruz et al., “Synthesis assisted by microwave of ZnO/ZnS/CuS heterostructures and its photoactivity using visible light for dyes degradation,” Appl Ecol Environ Res, vol. 16, no. 5, pp. 5745–5756, 2018.
[20] M. Elias et al., “Microwave-assisted synthesis of Ce-doped ZnO/CNT composite with enhanced photo-catalytic activity,” Ceram Int, vol. 43, no. 1, pp. 84–91, 2017.
[21] V.-E. Podasca and M.-D. Damaceanu, “ZnO-Ag based polymer composites as photocatalysts for highly efficient visible- light degradation of Methyl Orange,” J Photochem Photobiol A Chem, vol. 406, p. 113003, 2021.
[22] G. Magesh, G. Bhoopathi, A. P. Arun, E. R. Kumar, C. Srinivas, and S. Sathiyaraj, “Study of structural, morphological, optical and biomedical properties of pH based ZnO nanostructures,” Superlattices Microstruct, vol. 124, pp. 41–51, 2018.
[23] M. Iqbal et al., “Facile synthesis of Cr doped hierarchical ZnO nano-structures for enhanced photovoltaic performance,” Inorg Chem Commun, vol. 116, p. 107902, 2020.
[24] M. M. Mohamed, M. A. Ghanem, M. Khairy, E. Naguib, and N. H. Alotaibi, “Zinc oxide incorporated carbon nanotubes or graphene oxide nanohybrids for enhanced sonophotocatalytic degradation of methylene blue dye,” Appl Surf Sci, vol. 487, pp. 539–549, 2019.
[25] N. Arsalani, S. Bazazi, M. Abuali, and S. Jodeyri, “A new method for preparing ZnO/CNT nanocomposites with enhanced photocatalytic degradation of malachite green under visible light,” J Photochem Photobiol A Chem, vol. 389, p. 112207, 2020.
[26] H. Cao et al., “Well-organized assembly of ZnO hollow cages and their derived Ag/ZnO composites with enhanced photocatalytic property,” Mater Charact, vol. 160, p. 110125, 2020.
[27] A. Dana and S. Sheibani, “CNTs-copper oxide nanocomposite photocatalyst with high visible light degradation efficiency,” Advanced Powder Technology, vol. 32, no. 10, pp. 3760–3769, 2021
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