Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 14/2020

30.05.2020

Ag2O/TiO2 hollow microsphere heterostructures with exposed high-energy {001} crystal facets and high photocatalytic activities

verfasst von: Tao Wang, Huan Xiao, Yang Gao, Jiahui Xu, Zhengmei Zhang, Haiqin Bian, Tianyi Sun

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 14/2020

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this paper, one-step hydrothermal method was used to prepare the graded titanium dioxide hollow microspheres, and the {001} crystal plane was exposed. The silver oxide nanoparticles were deposited on the exposed crystal face of titanium dioxide by wet chemical coprecipitation to form Ag2O/TiO2 composite material. The samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, nitrogen adsorption–desorption (BET), and so on. The degradation abilities of Ag2O/TiO2 composite materials with different molar ratios to rhodamine B were studied under UV–Vis irradiation. And then the mechanism of photocatalytic degradation was analyzed. The experimental results showed that when the molar ratio of titanium dioxide to silver nitrate was 4:1, the degradation effect was best, and the degradation rate reached 95.4% in 80 min. This outstanding photochemical catalysis performance was mainly due to good cooperation, including exposure of specific crystal planes of TiO2 hollow microspheres and highly scattered Ag2O nanoparticles, and the p–n heterostructure between Ag2O and TiO2 will induce efficient charge separation efficiency.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat A. Fujishima, K. Honda, Nature 238, 37–38 (1972) A. Fujishima, K. Honda, Nature 238, 37–38 (1972)
2.
Zurück zum Zitat N.Q. Wu, J. Wang, D. Tafen, H. Wang, J.G. Zheng, J.P. Lewis, X.G. Liu, S.S. Leonard, A. Manivannan, J. Am. Chem. Soc. 132, 6679–6685 (2010) N.Q. Wu, J. Wang, D. Tafen, H. Wang, J.G. Zheng, J.P. Lewis, X.G. Liu, S.S. Leonard, A. Manivannan, J. Am. Chem. Soc. 132, 6679–6685 (2010)
3.
Zurück zum Zitat H. Tian, F. Huang, Y.H. Zhu, S.M. Liu, Y. Han, M. Jaroniec, Q.H. Yang, H.Y. Liu, G.Q. Max Lu, J. Liu, Adv. Funct. Mater. 28, 1801737 (2018) H. Tian, F. Huang, Y.H. Zhu, S.M. Liu, Y. Han, M. Jaroniec, Q.H. Yang, H.Y. Liu, G.Q. Max Lu, J. Liu, Adv. Funct. Mater. 28, 1801737 (2018)
4.
Zurück zum Zitat H.M. Shi, M. Zhou, D.F. Song, X.J. Pan, J.C. Fu, J.Y. Zhou, S.Y. Ma, T. Wang, Ceram. Int. 40, 10383–10393 (2014) H.M. Shi, M. Zhou, D.F. Song, X.J. Pan, J.C. Fu, J.Y. Zhou, S.Y. Ma, T. Wang, Ceram. Int. 40, 10383–10393 (2014)
5.
Zurück zum Zitat H. Tian, H. Liu, T.Y. Yang, J.-P. Veder, G.X. Wang, M. Hu, S.B. Wang, M. Jaroniec, J. Liu, Mater. Chem. Front. 1, 823–830 (2017) H. Tian, H. Liu, T.Y. Yang, J.-P. Veder, G.X. Wang, M. Hu, S.B. Wang, M. Jaroniec, J. Liu, Mater. Chem. Front. 1, 823–830 (2017)
6.
Zurück zum Zitat H. Tian, X.Y. Liu, L.B. Dong, X.M. Ren, H. Liu, Y. Li, G.X. Wang, Q.H. Yang, J. Liu, C.A.H. Price, Adv. Sci. 6, 1900807 (2019) H. Tian, X.Y. Liu, L.B. Dong, X.M. Ren, H. Liu, Y. Li, G.X. Wang, Q.H. Yang, J. Liu, C.A.H. Price, Adv. Sci. 6, 1900807 (2019)
7.
Zurück zum Zitat S.S. Ma, J.J. Xue, Y.M. Zhou, Z.W. Zhang, RSC Adv. 5(50), 40000–40006 (2015) S.S. Ma, J.J. Xue, Y.M. Zhou, Z.W. Zhang, RSC Adv. 5(50), 40000–40006 (2015)
8.
Zurück zum Zitat M.M. Maitani, K. Tanaka, D. Mochizuki, Y. Wada, J. Phys. Chem. Lett. 2, 2655–2659 (2011) M.M. Maitani, K. Tanaka, D. Mochizuki, Y. Wada, J. Phys. Chem. Lett. 2, 2655–2659 (2011)
9.
Zurück zum Zitat T.-Y. Lee, C.-Y. Lee, H.-T. Chiu, ACS Omega 3, 10225–10232 (2018) T.-Y. Lee, C.-Y. Lee, H.-T. Chiu, ACS Omega 3, 10225–10232 (2018)
10.
Zurück zum Zitat J. Yu, J. Low, W. Xiao, P. Zhou, M. Jaroniec, J. Am. Chem. Soc. 136, 8839–8842 (2014) J. Yu, J. Low, W. Xiao, P. Zhou, M. Jaroniec, J. Am. Chem. Soc. 136, 8839–8842 (2014)
11.
Zurück zum Zitat S. Liu, J. Yu, M. Jaroniec, Chem. Mater. 23, 4085–4093 (2011) S. Liu, J. Yu, M. Jaroniec, Chem. Mater. 23, 4085–4093 (2011)
12.
Zurück zum Zitat H. Tian, S.G. Wang, C. Zhang, J.-P. Veder, J. Pan, M. Jaroniec, L.Z. Wang, J. Liu, J. Mater. Chem. A. 5, 11615–11622 (2017) H. Tian, S.G. Wang, C. Zhang, J.-P. Veder, J. Pan, M. Jaroniec, L.Z. Wang, J. Liu, J. Mater. Chem. A. 5, 11615–11622 (2017)
13.
Zurück zum Zitat H.-T. Ren, Q. Yang, Appl. Surf. Sci. 396, 530–538 (2017) H.-T. Ren, Q. Yang, Appl. Surf. Sci. 396, 530–538 (2017)
14.
Zurück zum Zitat N. Roy, Y. Sohn, D. Pradhan, ACS Nano. 7, 2532–2540 (2013) N. Roy, Y. Sohn, D. Pradhan, ACS Nano. 7, 2532–2540 (2013)
15.
Zurück zum Zitat M. Kiskinova, Chem. Rev. 96, 1431–1447 (1996) M. Kiskinova, Chem. Rev. 96, 1431–1447 (1996)
16.
Zurück zum Zitat Y. Yang, Y. Liang, G.Z. Wang, L.L. Liu, C.L. Yuan, T. Yu, Q.L. Li, F.Y. Zeng, G. Gu, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 24902–24908 (2015) Y. Yang, Y. Liang, G.Z. Wang, L.L. Liu, C.L. Yuan, T. Yu, Q.L. Li, F.Y. Zeng, G. Gu, ACS Appl. Mater. Interfaces 7, 24902–24908 (2015)
17.
Zurück zum Zitat H.J. Liang, Z.C. Jia, H.C. Zhang, X.B. Wang, J.J. Wang, Appl. Surf. Sci. 422, 1–10 (2017) H.J. Liang, Z.C. Jia, H.C. Zhang, X.B. Wang, J.J. Wang, Appl. Surf. Sci. 422, 1–10 (2017)
18.
Zurück zum Zitat S.C. Sun, P. Gao, Y.R. Yang, P.P. Yang, Y.J. Chen, Y.B. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 8, 18126–18131 (2016) S.C. Sun, P. Gao, Y.R. Yang, P.P. Yang, Y.J. Chen, Y.B. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 8, 18126–18131 (2016)
19.
Zurück zum Zitat D. Sarkar, C.K. Ghosh, S. Mukherjee, K.K. Chattopadhyay, ACS Appl. Mater. Interfaces 5, 331–337 (2013) D. Sarkar, C.K. Ghosh, S. Mukherjee, K.K. Chattopadhyay, ACS Appl. Mater. Interfaces 5, 331–337 (2013)
20.
Zurück zum Zitat W.J. Zhou, H. Liu, J.Y. Wang, D. Liu, G.J. Du, J.J. Cui, ACS Appl. Mater. Interfaces 2, 2385–2392 (2010) W.J. Zhou, H. Liu, J.Y. Wang, D. Liu, G.J. Du, J.J. Cui, ACS Appl. Mater. Interfaces 2, 2385–2392 (2010)
21.
Zurück zum Zitat Z.Y. Lin, J. Xiao, J.H. Yan, P. Liu, L.H. Li, G.W. Yang, J. Mater. Chem. A3, 7649–7658 (2015) Z.Y. Lin, J. Xiao, J.H. Yan, P. Liu, L.H. Li, G.W. Yang, J. Mater. Chem. A3, 7649–7658 (2015)
22.
Zurück zum Zitat B.K. Liu, L.L. Mu, B. Han, J.T. Zhang, H.Z. Shi, Appl. Surf. Sci. 396, 1596–1603 (2017) B.K. Liu, L.L. Mu, B. Han, J.T. Zhang, H.Z. Shi, Appl. Surf. Sci. 396, 1596–1603 (2017)
23.
Zurück zum Zitat L. Ma, G.H. Wang, C.J. Jiang, H.L. Bao, Q.C. Xu, Appl. Surf. Sci. 430, 263–272 (2018) L. Ma, G.H. Wang, C.J. Jiang, H.L. Bao, Q.C. Xu, Appl. Surf. Sci. 430, 263–272 (2018)
24.
Zurück zum Zitat Y.R. Lv, C.J. Liu, R.K. He, X. Li, Y.H. Xu, Mater. Res. Bull. 117, 35–40 (2019) Y.R. Lv, C.J. Liu, R.K. He, X. Li, Y.H. Xu, Mater. Res. Bull. 117, 35–40 (2019)
25.
Zurück zum Zitat A.Q. Deng, Y.F. Zhu, Res. Chem. Intermed. 44, 4227–4243 (2018) A.Q. Deng, Y.F. Zhu, Res. Chem. Intermed. 44, 4227–4243 (2018)
26.
Zurück zum Zitat K. Li, Z.Y. Huang, X.Q. Zeng, B.B. Huang, S.M. Gao, J. Lu, ACS Appl. Mater. Interfaces 9, 11577–11586 (2017) K. Li, Z.Y. Huang, X.Q. Zeng, B.B. Huang, S.M. Gao, J. Lu, ACS Appl. Mater. Interfaces 9, 11577–11586 (2017)
27.
Zurück zum Zitat H.Y. Yin, X.L. Wang, L. Wang, Q.L. Nie, Y. Zhang, W.W. Wu, Mater. Res. Bull. 72, 176–183 (2015) H.Y. Yin, X.L. Wang, L. Wang, Q.L. Nie, Y. Zhang, W.W. Wu, Mater. Res. Bull. 72, 176–183 (2015)
28.
Zurück zum Zitat H. Xu, J. Xie, W. Jia, G.M. Wu, Y.L. Cao, J. Colloid Interface Sci. 516, 511–521 (2018) H. Xu, J. Xie, W. Jia, G.M. Wu, Y.L. Cao, J. Colloid Interface Sci. 516, 511–521 (2018)
29.
Zurück zum Zitat T. Tang, T. Wang, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 30, 10944–10952 (2019) T. Tang, T. Wang, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 30, 10944–10952 (2019)
30.
Zurück zum Zitat H. Tian, J. Liang, J. Liu, Adv. Mater. 31, 1903886 (2019) H. Tian, J. Liang, J. Liu, Adv. Mater. 31, 1903886 (2019)
31.
Zurück zum Zitat Q. Chen, M. Zhou, Z.M. Zhang, T. Tang, T. Wang, J. Mater. Sci. 28(13), 9416–9422 (2017) Q. Chen, M. Zhou, Z.M. Zhang, T. Tang, T. Wang, J. Mater. Sci. 28(13), 9416–9422 (2017)
32.
Zurück zum Zitat Y. Zhou, Y.W. Wu, Y.H. Li, Y.H. Liu, L.Y. Yang, L.P. Wang, H. Liu, D.D. Li, Q.S. Luo, Ceram. Int. 42, 12482–12489 (2016) Y. Zhou, Y.W. Wu, Y.H. Li, Y.H. Liu, L.Y. Yang, L.P. Wang, H. Liu, D.D. Li, Q.S. Luo, Ceram. Int. 42, 12482–12489 (2016)
33.
Zurück zum Zitat G. Liu, G.H. Wang, Z.H. Hu, Y.R. Su, L. Zhao, Appl. Surf. Sci. 465, 902–910 (2019) G. Liu, G.H. Wang, Z.H. Hu, Y.R. Su, L. Zhao, Appl. Surf. Sci. 465, 902–910 (2019)
34.
Zurück zum Zitat K.X. Li, Z.X. Zeng, L.S. Yan, M.X. Huo, Y.H. Guo, S.L. Luo, X.B. Luo, Appl. Catal. B: Environ. 187, 269–280 (2016) K.X. Li, Z.X. Zeng, L.S. Yan, M.X. Huo, Y.H. Guo, S.L. Luo, X.B. Luo, Appl. Catal. B: Environ. 187, 269–280 (2016)
35.
Zurück zum Zitat B. Jiang, L.L. Jiang, X.W. Shi, W.C. Wang, G.S. Li, F.X. Zhu, D.Q. Zhang, J. Sol–Gel. Sci. Technol. 73, 314–321 (2015) B. Jiang, L.L. Jiang, X.W. Shi, W.C. Wang, G.S. Li, F.X. Zhu, D.Q. Zhang, J. Sol–Gel. Sci. Technol. 73, 314–321 (2015)
36.
Zurück zum Zitat Y. Zhang, T. Wang, M. Zhou, Y. Wang, Z.M. Zhang, Ceram. Int. 43, 3118–3126 (2017) Y. Zhang, T. Wang, M. Zhou, Y. Wang, Z.M. Zhang, Ceram. Int. 43, 3118–3126 (2017)
37.
Zurück zum Zitat N. Wei, H.Z. Cui, Q. Song, L.Q. Zhang, X.J. Song, K. Wang, Y.F. Zhang, J. Li, J. Wen, J. Tian, Appl. Catal. B Environ. 198, 83–90 (2016) N. Wei, H.Z. Cui, Q. Song, L.Q. Zhang, X.J. Song, K. Wang, Y.F. Zhang, J. Li, J. Wen, J. Tian, Appl. Catal. B Environ. 198, 83–90 (2016)
38.
Zurück zum Zitat T. Wang, Y. Gao, T. Tang, H.Q. Bian, Z.M. Zhang, J.H. Xu, H. Xiao, X. Chu, Ceram. Int. 45, 14404–14410 (2019) T. Wang, Y. Gao, T. Tang, H.Q. Bian, Z.M. Zhang, J.H. Xu, H. Xiao, X. Chu, Ceram. Int. 45, 14404–14410 (2019)
39.
Zurück zum Zitat Y.Q. Cui, Q.L. Ma, X.Y. Deng, Q. Meng, X.W. Cheng, M.Z. Xie, X.L. Li, Q.F. Cheng, H.L. Liu, Appl. Catal. B Environ. 206, 136–145 (2017) Y.Q. Cui, Q.L. Ma, X.Y. Deng, Q. Meng, X.W. Cheng, M.Z. Xie, X.L. Li, Q.F. Cheng, H.L. Liu, Appl. Catal. B Environ. 206, 136–145 (2017)
40.
Zurück zum Zitat S.W. Liu, J.G. Yu, M. Jaroniec, J. Am. Chem. Soc. 132, 11914–11916 (2010) S.W. Liu, J.G. Yu, M. Jaroniec, J. Am. Chem. Soc. 132, 11914–11916 (2010)
41.
Zurück zum Zitat X.F. Wang, S.F. Li, H.G. Yu, J.G. Yu, S.W. Liu, Chem. Eur. J. 17, 7777–7780 (2011) X.F. Wang, S.F. Li, H.G. Yu, J.G. Yu, S.W. Liu, Chem. Eur. J. 17, 7777–7780 (2011)
42.
Zurück zum Zitat W. Xu, S.Q. Wang, Q.Y. Zhang, C.Y. Ma, X.N. Li, Q. Wang, D.H. Wen, J. Phys. Chem. C 121, 9901–9909 (2017) W. Xu, S.Q. Wang, Q.Y. Zhang, C.Y. Ma, X.N. Li, Q. Wang, D.H. Wen, J. Phys. Chem. C 121, 9901–9909 (2017)
Metadaten
Titel
Ag2O/TiO2 hollow microsphere heterostructures with exposed high-energy {001} crystal facets and high photocatalytic activities
verfasst von
Tao Wang
Huan Xiao
Yang Gao
Jiahui Xu
Zhengmei Zhang
Haiqin Bian
Tianyi Sun
Publikationsdatum
30.05.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 14/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-03697-w

Weitere Artikel der Ausgabe 14/2020

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 14/2020 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt