Theoretical and Experimental Studies on the Visible Light Activity of TiO2 Modified with Halide-Based Ionic Liquids - Publikacja - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

Theoretical and Experimental Studies on the Visible Light Activity of TiO2 Modified with Halide-Based Ionic Liquids

Abstrakt

Formation of a surface complex between organic molecules and TiO2 is one of the possible strategies for the development of visible light-induced TiO2 photoactivity. Herein, three ionic liquids (ILs) with the same cation and dierent anions (1-butylpirydynium chloride/bromide/iodide) have been applied for the surface modification of TiO2 and to understand the role of anions in visible light-induced activity of ILs-TiO2 systems. Photocatalytic screening tests (the measurements of phenol photodegradation reaction rate) revealed that anion type aected visible light activity ( > 420 nm) of TiO2 obtained by the ILs-assisted solvothermal method. Density functional theory (DFT) calculations demonstrated that interactions between halogen anions and oxygen vacancies (OV) on the surface of the TiO2 particles could be responsible for the specific wavelength-induced excitation and finally for the observed photoactivity of titania under visible light. Finally, our theoretical calculations have been proven by experiments using monochromatic light (the apparent quantum eciency was measured) and the properties of obtained samples were characterized using scanning electron microscopy (SEM), X-ray powder

Cytowania

  • 4

    CrossRef

  • 4

    Web of Science

  • 4

    Scopus

Autorzy (9)

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 12 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:
artykuły w czasopismach
Opublikowano w:
Catalysts nr 10, strony 1 - 12,
ISSN: 2073-4344
Język:
angielski
Rok wydania:
2020
Opis bibliograficzny:
Paszkiewicz-Gawron M., Makurat S., Rak J., Zdrowowicz M., Lisowski W., Zaleska-Medynska A., Ewa K., Mazierski P., Łuczak J.: Theoretical and Experimental Studies on the Visible Light Activity of TiO2 Modified with Halide-Based Ionic Liquids// Catalysts -Vol. 10,iss. 4 (2020), s.1-12
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.3390/catal10040371
Bibliografia: test
  1. 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 TiO2: Simultaneous decolorization of dyes and production of oxidizing radicals. Appl. Catal. B Environ. 2017, 203, 475-484. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  2. Samsudin, E.M.; Hamid, S.B.A.; Juan, J.C.; Basirun, W.J.; Centi, G. Enhancement of the intrinsic photocatalytic activity of TiO2 in the degradation of 1,3,5-triazine herbicides by doping with N,F. Chem. Eng. J. 2015, 280, 330-343. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  3. Park, Y.; Singh, N.J.; Kim, K.S.; Tachikawa, T.; Majima, T.; Choi, W. Fullerol-Titania Charge-Transfer-Mediated Photocatalysis Working under Visible Light. Chem. Eur. J. 2009, 15, 10843-10850. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  4. Lamba, R.; Umar, A.; Mehta, S.K.; Kansal, S.K. Enhanced visible light driven photocatalytic application of Ag2O decorated ZnO nanorods heterostructures. Sep. Purif. Technol. 2017, 183, 341-349. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  5. 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
  6. Liu, H.; Liang, Y.; Hu, H.; Wang, M. Hydrothermal synthesis of mesostructured nanocrystalline TiO 2 in an ionic liquid-water mixture and its photocatalytic performance. Solid State Sci. 2009, 11, 1655-1660. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  7. Hardacre, C.; Holbrey, J.D.; McMath, S.E.J.; Bowron, D.T.; Soper, A.K. Structure of molten 1,3- dimethylimidazolium chloride using neutron diffraction. J. Chem. Phys. 2003, 118, 273-278. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  8. 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 Interface Sci. 2016, 230, 13-28. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  9. 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
  10. Paszkiewicz, M.; Łuczak, J.; Lisowski, W.; Patyk, P.; Zaleska-Medynska, A. The ILs-assisted solvothermal synthesis of TiO2 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
  11. 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
  12. 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
  13. Yu, J.; Li, Q.; Liu, S.; Jaroniec, M. Ionic-Liquid-Assisted Synthesis of Uniform Fluorinated B/C-Codoped TiO2 Nanocrystals and Their Enhanced Visible-Light Photocatalytic Activity. Chem. Eur. J. 2013, 19, 2433-2441. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  14. 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
  15. 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
  16. Paszkiewicz-Gawron, M.; Długokȩcka, M.; Lisowski, W.; Paganini, M.C.; 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
  17. Ratke, L.; Voorhees, P.V. Growth and Coarsening: Ostwald Ripening in Material Processing; otwiera się w nowej karcie
  18. 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
  19. Pan, X.; Yang, M.-Q.; Fu, X.; Zhang, N.; Xu, Y.-J. Defective TiO 2 with oxygen vacancies: Synthesis, properties and photocatalytic applications. Nanoscale 2013, 5, 3601-3614. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  20. Kim, S.; Ko, K.C.; Lee, J.Y.; Illas, F. Single oxygen vacancies of (TiO2)35 as a prototype reduced nanoparticle: Implication for photocatalytic activity. Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 23755-23762. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  21. Cossi, M.; Barone, V.; Cammi, R.; Tomasi, J. Ab Initio Study of Solvated Molecules: A New Implementation of the Polarizable Continuum Model. Chem. Phys. Lett. 1996, 255, 327-335. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  22. Miertus, S.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Electrostatic interaction of a solute with a continuum. A direct utilizaion of AB initio molecular potentials for the prevision of solvent effects. Chem. Phys. 1981, 55, 117-129. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  23. Reszczyńska, J.; Grzyb, T.; Sobczak, J.W.; Lisowski, W.; Gazda, M.; Ohtani, B.; Zaleska, A. Visible light activity of rare earth metal doped (Er 3+ , Yb 3+ or Er 3+ /Yb 3+ ) titania photocatalysts. Appl. Catal. B Environ. 2015, 163, 40-49. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  24. Reszczyńska, J.; Grzyb, T.; Sobczak, J.W.; Lisowski, W.; Gazda, M.; Ohtani, B.; Zaleska, A. Lanthanide co-doped TiO 2 : The effect of metal type and amount on surface properties and photocatalytic activity. Appl. Surf. Sci. 2014, 307, 333-345. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  25. Rybińska-Fryca, A.; Mikołajczyk, A.; Łuczak, J.; Paszkiewicz-Gawron, M.; Paszkiewicz, M.; Zaleska-Medynska, A.; Puzyn, T. How thermal stability of ionic liquids lead to more efficient TiO 2 -based nanophotocatalysts: Theoretical and experimental studies. J. Colloid Interface Sci. 2020, in press. otwiera się w nowej karcie
  26. Adamo, C.; Barone, V. Toward reliable density functional methods without adjustable parameters: The PBE0 model. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158-6170. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  27. Jacquemin, D.; Wathelet, V.; Perpète, E.A.; Adamo, C. Extensive TD-DFT Benchmark: Singlet-Excited States of Organic Molecules. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 2420-2435. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  28. Frisch, M.J.; Trucks, G.W.; Schlegel, H.B.; Scuseria, G.E.; Robb, M.A.; Cheeseman, J.R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G.A.; et al. Gaussian 09, ver. D.01.; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, USA, 2009. © 2020 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 41 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Meta Tagi