Właściwości fotokatalityczne nanokompozytów CdS/TiO2

• Autorzy: Trenczek-Zając A. , Banaś J. , Świerczek K. , Zazakowny K. , Radecka M.

Warianty tytułu

EN

Photocatalytic properties of CdS/TiO2 nanocomposites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanokompozyty CdS/TiO2 otrzymano poprzez zmieszanie komercyjnego nanoproszku TiO2 P25 z proszkiem CdS, który zsyntezowano metodą strącania osadu. Z przeprowadzonych badań wynika, że powierzchnia właściwa proszków (SSA) zmienia się w szerokim zakresie od 49,5 m2•g-1 dla TiO2 aż do 145,4 m2•g-1 dla CdS. Porównanie rozmiarów cząstek na podstawie analizy rozkładu wielkości ziaren przeprowadzonej metodą dynamicznego rozpraszania światła (DLS) oraz obserwacji obrazów uzyskanych metodą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM) wykazało, że materiały są zaglomerowane. Dyfrakcja promieniowania X (XRD) sugeruje, że siarczek kadmu krystalizuje jako mieszanina faz regularnej i heksagonalnej. Spektralna zależność współczynnika odbicia światła wykazała w przypadku nanokompozytów obecność krawędzi absorpcji podstawowej charakterystycznych dla TiO2 i CdS. Aktywność fotokatalityczna nanoproszków CdS/TiO2 w świetle UV-vis badana była poprzez rozkład oranżu metylowego (MO). Wyniki pomiarów wykazały, że następuje znacząca poprawa aktywności fotokatalitycznej w zakresie światła widzialnego dla nanokompozytów TiO2/CdS w porównaniu z czystymi nanoproszkami TiO2 lub CdS.

EN

CdS/TiO2 nanocomposites were prepared as a mixture of commercially available TiO2 P25 nanopowder with CdS nanopowder which has been synthesised with the use of the precipitation method. Based on the measurements it has been found that the specific surface area (SSA) changed in a wide range from 49.5 m2•g-1 up to 145.4 m2•g-1 for TiO2 and CdS, respectively. Particle size distributions obtained by dynamic light scattering (DLS) and transmission electron microscopy (TEM) images revealed agglomeration. X-ray diffraction patterns (XRD) suggested crystallization of CdS as a mixture of two phases: cubic and hexagonal. In the case of nanocomposites, spectral dependence of diffused reflectance spectra exhibited the presence of fundamental absorption edges being characteristic for both CdS and TiO2. Photocatalytic activity of CdS/TiO2 in the UV-vis light was tested with the use of methyl orange (MO). Based on the photocatalytic experiment it is concluded that the photocatalytic activity of the TiO2/CdS mixture has been significantly improved in comparison with pure TiO2 or CdS nanopowders.

Słowa kluczowe

PL

nanokompozyty CdS/TiO2; fotokataliza; właściwości optyczne

EN

photocatalysis; optical properties; CdS/TiO2 nanocomposites

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 67, nr 2
• Strony: 177--181
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Trenczek-Zając A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCN, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Banaś J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCN, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Świerczek K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, KEW, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Zazakowny K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCN, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Radecka M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCN, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Serpone, N., Borgarello, E., Grätzel, M.: Visible light induced generation of hydrogen from H2S in mixed semiconductor dispersions; improved efficiency through inter-particle electron transfer, J. Chem. Soc., Chem. Commun., 6, (1984), 342-344.
• 2. Serpone, N., Maruthamuthu, P., Pichat, P., Pelizzetti, E., Hidaka, H.: Exploiting the interparticle electron transfer process in the photocatalysed oxidation of phenol, 2-chlorophenol and pentachlorophenol: chemical evidence for electron and hole transfer between coupled semiconductors, J. Photochem. Photobio A, 85, (1995), 247-255.
• 3. Bessekhouad, Y., Chaoui, N., Trzpit, M., Ghazzal, N., Robert, D., Weber, J. V.: UV–vis versus visible degradation of Acid Orange II in a coupled CdS/TiO2 semiconductors suspension, J. Photochem. Photobio. A, 183, (2006), 218-224.
• 4. Robert, D.: Photosentization of TiO2 by MxOy and MxSy nanoparticles for heterogenous photocatalysis applications, Catal. Today, 122, (2007), 20-26.
• 5. Su, Ch., Shao, Ch., Liu, Y.: Electrospun nanofibers of TiO2/CdS heteroarchitectures with enhanced photocatalytic activity by visible light, J. Colloid Interf. Sci., 359, (2011), 220-227.
• 6. Yang, G., Yang, B., Xiao, T., Yan, Z.: One-step solvothermal synthesis of hierarchically porous nanostructured CdS/TiO2 heterojunction with higher visible light photocatalytic activity, Appl. Surf. Sci., 283, (2013), 402-410.
• 7. Xiao, F.-X., Miao, J., Wang, H.-Y., Liu, B.: Self-assembly of hierarchically ordered CdS quantum dots-TiO2 nanotube array heterostructures as efficient visible light photocatalysts for photoredox applications, J. Mater. Chem., 1, (2013), 12229-12238.
• 8. Guoa, X., Chenc, C., Songa, W., Wanga, X., Dia, W., Qin, W.: CdS embedded TiO2 hybrid nanospheres for visible light photocatalysis, J. Mol. Catal. A-Chem., 387, (2014), 1-6.
• 9. Zhu, Y., Wang, R., Zhang, W., Ge, H., Wang, X., Li, L.: Preparation of mesoporous CdS-containing TiO2 film and enhanced visible light photocatalytic property, Mater. Res. Bull., 61, (2014), 400-403.
• 10. Chengyu, W., Huamei, S., Ying, T., Tongsuo, Y., Guowu, Z.: Properties and morphology of CdS compounded TiO2 visible-light photocatalytic nanofilms coated on glass surface, Sep. Purif. Technol., 32, (2003), 357–362.
• 11. Feng, S., Yang, J., Liu, M., Zhu, H., Zhang, J., Li, G.: CdS quantum dots sensitized TiO2 nanorod-array-film photoelectrode on FTO substrate by electrochemical atomic layer epitaxy method, Electrochim. Acta, 83, (2012), 321-326.
• 12. Yao, H., Fu, W., Yang, H., Ma, J., Sun, M., Chen, Y., Zhang, W., Wu, D., Lu, P., Li, M.: Vertical growth of two-dimensional TiO2 nanosheets array films and enhanced photoelectrochemical properties sensitized by CdS quantum dots, Electrochim. Acta, 125, (2014), 258-265.
• 13. Trenczek-Zajac, A., Kusior, A., Lacz, A., Radecka, M., Zakrzewska, K.: TiO2 flower-like nanostructures decorated with CdS/PbS nanoparticle, Mater. Res. Bull., 60, (2014), 28-37.
• 14. Alexandre, M., Dubois, P.: Polymer-layered silicate nanocomposites: preparation, properties and uses of new class of materials, Mat. Sci. Eng., 28, (2000), 1- 63.
• 15. https://www.aerosil.com/product/aerosil/Documents/TI-1243-Titanium-Dioxide-as-Photocatalyst-EN.pdf.
• 16. Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W.: NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis, Nat. Methods, 9, (2012), 671-675.
• 17.White, R. J., Budarin, V. L., Clark, J. H.: Colloidal construction of porous polysaccharide-supported cadmium sulphide, Colloid. Surface. A, 444, (2014), 69-75.