view in publisher's site

Controlled vertical growing of Bi2O3 nano sheets on diatomite disks and its high visible-light photocatalytic performance

Highlights•Highly visible-light photocatalytic active nano sheets with β-Bi2O3-like phase structure have been composed onto diatomite disks by hydrothermal synthesis.•During hydrothermal process, the in-situ biomasses and their products on natural diatomite benefit the vertical growth of Bi2O3 nano sheets by changing the surface charges of diatomite carriers.•The chemical combination between β-Bi2O3-like phase and diatomite improves the formation process, thermal stability and photocatalytic activity of Bi2O3 nano sheets.•Three different pre-treating processes for in-situ biomasses of natural diatomite have been compared, hydrogen peroxide pretreatment narrows the band gap from 2.93 eV to 2.72 eV greatly, resulting in increased visible-light photocatalytic activity of Bi2O3/diatomite composite.Abstract3D stacking structures of Bi2O3 nano sheets with β-Bi2O3-like lattice were successfully built up on natural diatomite disks by pre-controlling the surface charge of diatomite before hydrothermal treatment. Diatomite was selected due to its abundant in-situ biomasses, which provided an ideal interface position between porous diatomite and loaded Bi2O3. Three different pre-treating processes, carbothermal reduction, air calcination, and hydrogen peroxide pretreatment, have been compared in order to reveal the role of in-situ biomasses (and their products) of natural diatomite in improving the photocatalytic performance of Bi2O3/diatomite composites. The samples were characterized by DSC, XRD, SEM, TEM, XPS, UV-Vis, surface charge analysis, photoelectrochemical property and photocatalytic activity testing. The results show that Bi2O3/diatomite composites display highly photocatalytic activities and reliable recycling performances for both Rhodamine B and levofloxacin under visible light, due to strong interaction between Bi2O3 and diatomite revealed by XPS, UV-Vis and XRD. The lattice structure of superior photocatalyst, β-Bi2O3-like phase with interlaminar constitution water, is stabilized by diatomite carrier through hydrothermal synthesis. Suitable hydrogen peroxide pretreatment of in-situ biomasses provides ideal carbonaceous substance and surface charge level for diatomite carries, leading to vertical growth of Bi2O3 nano sheets and larger surface area of Bi2O3/diatomite composites. Hydrogen peroxide pretreatment narrows the band gap of Bi2O3 from 2.93 eV to 2.72 eV greatly, on the contrary the carbothermal reduction treatment widens the band gap to 3.32 eV instead. As revealed by capture testing, for Bi2O3/diatomite composites, the ·OH and holes are the main active species during photocatalytic process. The best sample Bi2O3/50 °C-HD, which has 3D stacking structures of Bi2O3 nano sheets, displays narrower band gap and less recombination rate between photon-generated carriers.Graphical abstractDownload : Download high-res image (99KB)Download : Download full-size image

growing Controlled Controlled sheets Bi۲O۳ بر دیسک‌های diatomite و عملکرد photocatalytic نور مریی بالای آن.

هایلایت های active بسیار قابل‌مشاهده با نور مریی با ساختار فازی β - Bi۲O۳ مانند ساختار فازی β بر روی دیسک‌های diatomite با استفاده از synthesis hydrothermal تشکیل شده‌اند. در طول فرآیند هیدروترمال، biomasses درجا و محصولات آن‌ها در diatomite طبیعی، با تغییر هزینه‌های سطحی حامل diatomite، به رشد عمودی صفحات نانو می‌انجامد. ترکیب شیمیایی بین فاز بتا - Bi۲O۳ و diatomite فرآیند شکل‌گیری، ثبات گرمایی و فعالیت فتوکاتالیتیک موثر را بهبود می‌بخشد. پیش تیمار کنندگی هیدروژن با treating band natural to با شبکه β - diatomite با increased بر روی دیسک‌های stacking Bi۲O۳ با successfully β بر روی دیسک‌های diatomite طبیعی با استفاده از the surface قبل از عملیات هیدروترمال ساخته شد. Diatomite به دلیل فراوانی موجود در محل، انتخاب شد که در آن یک موقعیت مشترک ایده‌آل بین diatomite متخلخل و Bi۲O۳ بار شده فراهم شد. سه فرآیند پیش از درمان، کاهش carbothermal، کلسیناسیون هوا، و تیمار هیدروژن پراکسید به منظور آشکار سازی نقش of در محل (و محصولات آن‌ها)از diatomite طبیعی در بهبود عملکرد photocatalytic کامپوزیتهای Bi۲O۳ / diatomite مقایسه شده‌اند. نمونه‌ها با XRD، XRD، SEM، TEM، XPS، UV - vis، آنالیز بار سطحی، خاصیت photoelectrochemical و آزمایش فعالیت فتوکاتالیتیک مشخص شدند. نتایج نشان می‌دهد که کامپوزیتهای Bi۲O۳ / diatomite به خاطر برهمکنش قوی بین Bi۲O۳ و diatomite که توسط XPS، UV - vis و XRD نشان داده شدند، کامپوزیتهای B / diatomite به شدت فعالیت‌های فتوکاتالیتیک بالا و هم قابل بازیافت را تحت نور مریی نشان می‌دهند. ساختار شبکه‌ای متشکل از photocatalyst برتر، فاز بتا با آب بین لایه‌ای، توسط حامل diatomite از طریق سنتز hydrothermal تثبیت شده‌است. تیمار موثر هیدروژن پراکسید هیدروژن در محل بستری در محل، دارای کربن carbonaceous ایده‌آل و سطح شارژ سطحی برای diatomite است که منجر به رشد عمودی لایه‌های نانو و مساحت سطح بزرگتری از کامپوزیت Bi۲O۳ / diatomite می‌شود. پیش تیمار آب‌اکسیژنه شکاف باند of را از ۲.۹۳ eV تا ۲.۷۲ eV محدود می‌کند، برعکس، رفتار کاهش carbothermal شکاف باند را به ۳.۳۲ eV افزایش می‌دهد. همانطور که با آزمایش ثبت شد، برای کامپوزیتهای Bi۲O۳ / diatomite، the و حفره‌ها، گونه‌های فعال اصلی در طول فرآیند فتوکاتالیتیک هستند. بهترین نمونه Bi۲O۳ / ۵۰ ° C - HD که دارای سه ساختار انباشته از صفحات نانو است، شکاف نواری باریک و نرخ رشد کم‌تر بین carriers.Grap تولید شده فوتون نوری را نشان می‌دهد: تصویر با اندازه بالا (۹۹ KB)بارگیری: یک تصویر با اندازه کامل دانلود کنید.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.