Impact of Tetrazolium Ionic Liquid Thermal Decomposition in Solvothermal Reaction on the Remarkable Photocatalytic Properties of TiO2 Particles - Publikacja - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

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

  • 5

    Web of Science

  • 5

    Scopus

Autorzy (8)

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 21 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Creative Commons: CC-BY 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
  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. Nanomaterials 2019, 9, 744 otwiera się w nowej karcie
  8. 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
  9. 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
  10. Nakata, K.; Fujishima, A. TiO 2 photocatalysis: Design and applications. J. Photochem. Photobiol. C 2012, 13, 169-189. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  11. 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
  12. 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
  13. 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
  14. 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
  15. Cao, W., Ed.; InTech: Rijeka, Croatia, 2016; Chapter 02.
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. 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
  21. 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
  22. 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
  23. 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
  24. 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
  25. 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
  26. 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
  27. 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
  28. 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
  29. 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
  30. 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
  31. 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
  32. 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.
  33. 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
  34. 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
  35. 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
  36. 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
  37. 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
  38. 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
  39. 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
  40. 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
  41. 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
  42. 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
  43. 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
  44. 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 105 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Meta Tagi