Impact of Tetrazolium Ionic Liquid Thermal Decomposition in Solvothermal Reaction on the Remarkable Photocatalytic Properties of TiO2 Particles
Abstrakt
Ionic liquids (ILs) could serve as a structuring agent, a solvent, or a source of dopant during solvothermal synthesis of semiconductors particles. To understand the role of IL during formation of TiO2 particles, it is necessary to study the stability of this IL in solvothermal synthesis conditions, as well as studying the surface properties of formed TiO2 particles. In view of this, the effect of the 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride IL ([TPTZ][Cl]) thermal decomposition during the solvothermal reaction and IL content in the reaction system on photoactivity of TiO2 microparticles has been systematically investigated. The samples obtained by using [TPTZ][Cl] exhibited remarkable photocatalytic properties in phenol degradation reaction under visible light. HPLC analysis of the solvothermal reaction medium and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis of TiO2 particles revealed that [TPTZ][Cl] was decomposed completely and was incorporated into the TiO2 lattice. Generally, increasing the reaction time (1, 4, 12, and 24 h) promoted the TiO2 microspheres formation, as well as raising the visible light-induced photocatalytic activity of the photocatalysts. Longer reaction time was also accompanied by an increase in the efficiency of 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride decomposition. The properties of the photocatalysts were investigated by means of UV-VIS diffuse reflectance spectroscopy (DRS), BET surface area measurements, scanning electron microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD) analysis, and XPS.
Cytowania
-
5
CrossRef
-
0
Web of Science
-
5
Scopus
Autorzy (8)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
- Opublikowano w:
-
Nanomaterials
ISSN: 2079-4991 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2019
- Opis bibliograficzny:
- Paszkiewicz-Gawron M., Gołąbiewska A., Pancielejko A., Lisowski W., Zwara J., Paszkiewicz M., Zaleska-Medynska A., Łuczak J.: Impact of Tetrazolium Ionic Liquid Thermal Decomposition in Solvothermal Reaction on the Remarkable Photocatalytic Properties of TiO2 Particles// Nanomaterials. -, iss. 9 (2019), s.744-
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.3390/nano9050744
- Bibliografia: test
-
- Izgorodina, E.I.; Seeger, Z.L.; Scarborough, D.L.A.; Tan, S.Y.S. Quantum Chemical Methods for the Prediction of Energetic, Physical, and Spectroscopic Properties of Ionic Liquids. Chem. Rev. 2017, 117, 6696-6754. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Liu, H.; Yu, H. Ionic liquids for electrochemical energy storage devices applications. J. Mater. Sci. Technol. 2019, 35, 674-686. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Egorova, K.S.; Ananikov, V.P. Fundamental importance of ionic interactions in the liquid phase: A review of recent studies of ionic liquids in biomedical and pharmaceutical applications. J. Mol. Liq. 2018, 272, 271-300. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Mahamat Nor, S.B.; Woi, P.M.; Ng, S.H. Characterisation of ionic liquids nanoemulsion loaded with piroxicam for drug delivery system. J. Mol. Liq. 2017, 234, 30-39. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Cognigni, A.; Kampichler, S.; Bica, K. Surface-active ionic liquids in catalysis: Impact of structure and concentration on the aerobic oxidation of octanol in water. J. Colloid Interf. Sci. 2017, 492, 136-145. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Łuczak, J.; Paszkiewicz, M.; Krukowska, A.; Malankowska, A.; Zaleska-Medynska, A. Ionic liquids for nano- and microstructures preparation. Part 2: Application in synthesis. Adv. Colloid Interface Sci. 2016, 227, 1-52. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
- Nanomaterials 2019, 9, 744 otwiera się w nowej karcie
- Łuczak, J.; Paszkiewicz-Gawron, M.; Długokęcka, M.; Lisowski, W.; Grabowska, E.; Makurat, S.; Rak, J.; Zaleska-Medynska, A. Visible light photocatalytic activity of ionic liquid-TiO 2 spheres: Effect of the ionic liquid's anion structure. ChemCatChem 2017, 9, 4377-4388. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Paszkiewicz, M.; Łuczak, J.; Lisowski, W.; Patyk, P.; Zaleska-Medynska, A. The ILs-assisted solvothermal synthesis of TiO 2 spheres: The effect of ionic liquids on morphology and photoactivity of TiO 2 . Appl. Catal. B-Environ. 2016, 184, 223-237. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Nakata, K.; Fujishima, A. TiO 2 photocatalysis: Design and applications. J. Photochem. Photobiol. C 2012, 13, 169-189. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Schneider, J.; Matsuoka, M.; Takeuchi, M.; Zhang, J.; Horiuchi, Y.; Anpo, M.; Bahnemann, D.W. Understanding TiO 2 photocatalysis: Mechanisms and materials. Chem. Rev. 2014, 114, 9919-9986. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Linsebigler, A.L.; Lu, G.; Yates, J.T., Jr. Photocatalysis on TiO 2 surfaces: Principles, mechanisms, and selected results. Chem. Rev. 1995, 95, 735-758. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Yun, E.-T.; Yoo, H.-Y.; Kim, W.; Kim, H.-E.; Kang, G.; Lee, H.; Lee, S.; Park, T.; Lee, C.; Kim, J.-H.; et al. Visible-light-induced activation of periodate that mimics dye-sensitization of TiO 2 : Simultaneous decolorization of dyes and production of oxidizing radicals. Appl. Catal. B-Environ. 2017, 203, 475-484. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Huang, F.; Yan, A.; Zhao, H. Influences of Doping on Photocatalytic Properties of TiO 2 Photocatalyst. In Semiconductor Photocatalysis-Materials, Mechanisms and Applications; otwiera się w nowej karcie
- Cao, W., Ed.; InTech: Rijeka, Croatia, 2016; Chapter 02.
- Gołąbiewska, A.; Zielińska-Jurek, A.; Zaleska, A. Characterization of TiO 2 modified with bimetallic Ag/Au nanoparticles obtained in microemulsion system. J. Adv. Oxid. Technol. 2012, 15, 71-77. otwiera się w nowej karcie
- Wang, Y.; Tao, J.; Wang, X.; Wang, Z.; Zhang, M.; He, G.; Sun, Z. A unique Cu 2 O/TiO 2 nanocomposite with enhanced photocatalytic performance under visible light irradiation. Ceram. Int. 2017, 43, 4866-4872. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Chen, Y.; Li, W.; Wang, J.; Gan, Y.; Liu, L.; Ju, M. Microwave-assisted ionic liquid synthesis of Ti3+ self-doped TiO 2 hollow nanocrystals with enhanced visible-light photoactivity. Appl. Catal. B-Environ. 2016, 191, 94-105. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Ramanathan, R.; Bansal, V. Ionic liquid mediated synthesis of nitrogen, carbon and fluorine-codoped rutile TiO 2 nanorods for improved UV and visible light photocatalysis. RSC Adv. 2015, 5, 1424-1429. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Yu, J.; Li, Q.; Liu, S.; Jaroniec, M. Ionic-Liquid-Assisted Synthesis of Uniform Fluorinated B/C-Codoped TiO 2 Nanocrystals and Their Enhanced Visible-Light Photocatalytic Activity. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 2433-2441. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Mazierski, P.; Łuczak, J.; Lisowski, W.; Winiarski, M.J.; Klimczuk, T.; Zaleska-Medynska, A. The ILs-assisted electrochemical synthesis of TiO 2 nanotubes: The effect of ionic liquids on morphology and photoactivity. Appl. Catal. B-Environ. 2017, 214, 100-113. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Li, F.-T.; Wang, X.-J.; Zhao, Y.; Liu, J.-X.; Hao, Y.-J.; Liu, R.-H.; Zhao, D.-S. Ionic-liquid-assisted synthesis of high-visible-light-activated N-B-F-tri-doped mesoporous TiO 2 via a microwave route. Appl. Catal. B-Environ. 2014, 144, 442-453. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Hu, S.; Wang, A.; Li, X.; Wang, Y.; Löwe, H. Hydrothermal Synthesis of Ionic Liquid [Bmim] OH-Modified TiO 2 Nanoparticles with Enhanced Photocatalytic Activity under Visible Light. Chem.-Asian J. 2010, 5, 1171-1177. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Paszkiewicz-Gawron, M.; Długokȩcka, M.; Lisowski, W.; Cristina Paganini, M.; Giamello, E.; Klimczuk, T.; Paszkiewicz, M.; Grabowska, E.; Zaleska-Medynska, A.; Łuczak, J. Dependence between Ionic Liquid Structure and Mechanism of Visible-Light-Induced Activity of TiO 2 Obtained by Ionic-Liquid-Assisted Solvothermal Synthesis. ACS Sustain. Chem. Eng. 2018, 6, 3927-3937. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Gołąbiewska, A.; Paszkiewicz-Gawron, M.; Sadzińska, A.; Lisowski, W.; Grabowska, E.; Zaleska-Medynska, A.; Łuczak, J. Fabrication and photoactivity of ionic liquid-TiO 2 structures for efficient visible-light-induced photocatalyticdecomposition of organic pollutants in aqueous phase. Beilstein J. Nanotechnol. 2018, 9, 580-590. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Deng, F.; Luo, X.; Li, K.; Tu, X.; Luo, S.; Yang, L.; Zhou, N.; Shu, H. The effect of vinyl-containing ionic liquid on the photocatalytic activity of iron-doped TiO 2 . J. Mol. Catal. A-Chem. 2013, 366, 222-227. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Liu, H.; Wang, M.; Wang, Y.; Liang, Y.; Cao, W.; Su, Y. Ionic liquid-templated synthesis of mesoporous CeO 2 -TiO 2 nanoparticles and their enhanced photocatalytic activities under UV or visible light. J. Photochem. Photobiol. A-Chem. 2011, 223, 157-164. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Liu, S.-H.; Syu, H.-R. High visible-light photocatalytic hydrogen evolution of C,N-codoped mesoporous TiO 2 nanoparticles prepared via an ionic-liquid-template approach. Int. J. Hydrog. Energy 2013, 38, 13856-13865. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Gołąbiewska, A.; Checa-Suárez, M.; Paszkiewicz-Gawron, M.; Lisowski, W.; Raczuk, E.; Klimczuk, T.; Polkowska,Ż.; Grabowska, E.; Zaleska-Medynska, A.; Łuczak, J. Highly Active TiO 2 Microspheres Formation in the Presence of Ethylammonium Nitrate Ionic Liquid. Catalysts 2018, 8, 279. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Qi, L.; Yu, J.; Jaroniec, M. Enhanced and suppressed effects of ionic liquid on the photocatalytic activity of TiO 2 . Adsorption 2013, 19, 557-561. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Łuczak, J.; Paszkiewicz, M.; Krukowska, A.; Malankowska, A.; Zaleska-Medynska, A. Ionic liquids for nano- and microstructures preparation. Part 1: Properties and multifunctional role. Adv. Colloid Interfac. 2016, 230, 13-28. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Naumkin, A.V.; Kraut-Vass, A.; Gaarenstroom, S.W.; Powell, C.J. NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database 20, Version 4.1; National Institute of Standards and Technology: Gaithersburg, MD, USA, 2012.
- Cong, Y.; Zhang, J.; Chen, F.; Anpo, M. Synthesis and Characterization of Nitrogen-Doped TiO 2 Nanophotocatalyst with High Visible Light Activity. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6976-6982. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Asahi, R.; Morikawa, T.; Ohwaki, T.; Aoki, K.; Taga, Y. Visible-Light Photocatalysis in Nitrogen-Doped Titanium Oxides. Science 2001, 293, 269-271. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Antony, R.P.; Mathews, T.; Panda, K.; Sundaravel, B.; Dash, S.; Tyagi, A. Enhanced field emission properties of electrochemically synthesized self-aligned nitrogen-doped TiO 2 nanotube array thin films. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 16740-16746. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Dunnill, C.W.; Parkin, I.P. Nitrogen-doped TiO 2 thin films: Photocatalytic applications for healthcare environments. Dalton Trans. 2011, 40, 1635-1640. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Viswanathan, B.; Krishanmurthy, K.R. Nitrogen Incorporation in TiO 2 : Does It Make a Visible Light Photo-Active Material? Int. J. Photoenergy 2012, 269654. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Jiang, Z.; Kong, L.; Alenazey, F.S.; Qian, Y.; France, L.; Xiao, T.; Edwards, P.P. Enhanced visible-light-driven photocatalytic activity of mesoporous TiO 2−xN xderived from the ethylenediamine-based complex. Nanoscale 2013, 5, 5396-5402. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Hu, S.; Wang, A.; Li, X.; Löwe, H. Hydrothermal synthesis of well-dispersed ultrafine N-doped TiO 2 nanoparticles with enhanced photocatalytic activity under visible light. J. Phys. Chem. Solids 2010, 71, 156-162. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Ansari, S.A.; Khan, M.M.; Ansari, M.O.; Cho, M.H. Nitrogen-doped titanium dioxide (N-doped TiO 2 ) for visible light photocatalysis. New J. Chem. 2016, 146, 199-204. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Di Valentin, C.; Pacchioni, G.; Selloni, A.; Livraghi, S.; Giamello, E. Characterization of Paramagnetic Species in N-Doped TiO 2 Powders by EPR Spectroscopy and DFT Calculations. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11414-11419. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Wang, Y.; Zhu, L.; Ba, N.; Xie, H. Effects of NH 4 F quantity on N-doping level, photodegradation and photocatalytic H 2 production activities of N-doped TiO 2 nanotube array films. Mater. Res. Bull. 2017, 86, 268-276. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Wang, Y.; Feng, C.; Zhang, M.; Yang, J.; Zhang, Z. Enhanced visible light photocatalytic activity of N-doped TiO 2 in relation to single-electron-trapped oxygen vacancy and doped-nitrogen. Appl. Catal. B-Environ. 2010, 100, 84-90. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Wood, P.M. The potential diagram for oxygen at pH 7. Biochem. J. 1988, 253, 287-289. [CrossRef] © 2019 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). otwiera się w nowej karcie
- Źródła finansowania:
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 168 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Highly Active TiO2 Microspheres Formation in the Presence of Ethylammonium Nitrate Ionic Liquid
- A. Gołąbiewska,
- C. Micaelaa,
- M. Paszkiewicz-Gawron
- + 7 autorów
Fabrication and photoactivity of ionic liquid–TiO2 structures for efficient visible-light-induced photocatalytic decomposition of organic pollutants in aqueous phase
- A. Gołąbiewska,
- M. Paszkiewicz-Gawron,
- A. Sadzińska
- + 4 autorów
Dependence between Ionic Liquid Structure and Mechanism of Visible-Light-Induced Activity of TiO2 Obtained by Ionic-Liquid-Assisted Solvothermal Synthesis
- M. Paszkiewicz-Gawron,
- M. Długokęcka,
- W. Lisowski
- + 7 autorów
Theoretical and Experimental Studies on the Visible Light Activity of TiO2 Modified with Halide-Based Ionic Liquids
- M. Paszkiewicz-Gawron,
- S. Makurat,
- J. Rak
- + 6 autorów