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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 4/2024

01.02.2024

Construction of heterojunction of BiOBr nanosheets grown in situ on octahedral UiO-66 with improved photocatalytic activity

verfasst von: Sheng Wu, Tingting Wang, Yingwei Li

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 4/2024

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Abstract

A novel 3D octahedral BiOBr/UiO-66 heterostructure photocatalyst was synthesized through the in-situ growth of BiOBr nanosheets on octahedral UiO-66 at ambient temperature. This heterojunction of type II exhibits a substantial specific surface area, promoting intimate interfacial contact which favors carrier transmission and enhances the contact area of the semiconductor surface reaction. The morphology and structure of the catalyst were characterized via SEM and TEM. Transient photocurrent and electrochemical impedance spectroscopy confirm the advantageous nature of the heterojunction for carrier separation. Further investigation delves into the photocatalytic degradation of RhB. After 70 min of light irradiation, the removal rate of RhB reached a remarkable 94.9% using the 60% BiOBr/UiO-66 composition. Furthermore, the apparent kinetic constant of the 60% BiOBr/UiO-66 was measured to be 0.03522 min−1, surpassing pure BiOBr (0.01238 min−1) by a factor of 2.9 and UiO-66 (0.00035 min-1) by a factor of 100. Experiments involving free radical capture provide evidence that superoxide radicals (·O2−), electrons(e) and holes (h+) are the principal active species during the photodegradation process. Accordingly, a proposed photocatalytic mechanism for the BiOBr/UiO-66 heterojunction emerges.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat R. Kishor, D. Purchase, G.D. Saratale, R.G. Saratale, L.F.R. Ferreira, M. Bilal, R. Chandra, R.N. Bharagava, Ecotoxicological and health concerns of persistent coloring pollutants of textile industry wastewater and treatment approaches for environmental safety. J. Environ. Chem. Eng. 9, 105012 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.105012CrossRef R. Kishor, D. Purchase, G.D. Saratale, R.G. Saratale, L.F.R. Ferreira, M. Bilal, R. Chandra, R.N. Bharagava, Ecotoxicological and health concerns of persistent coloring pollutants of textile industry wastewater and treatment approaches for environmental safety. J. Environ. Chem. Eng. 9, 105012 (2021). https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​jece.​2020.​105012CrossRef
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Zurück zum Zitat P. Hu, X.P. Liang, M. Yaseen, X.D. Sun, Z.F. Tong, Z.X. Zhao, Z.X. Zhao, Preparation of highly-hydrophobic novel N-coordinated UiO-66(zr) with dopamine via fast mechano-chemical method for (CHO-/Cl-)-VOCs competitive adsorption in humid environment. Chem. Eng. J. 332, 608–618 (2018). https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.09.115CrossRef P. Hu, X.P. Liang, M. Yaseen, X.D. Sun, Z.F. Tong, Z.X. Zhao, Z.X. Zhao, Preparation of highly-hydrophobic novel N-coordinated UiO-66(zr) with dopamine via fast mechano-chemical method for (CHO-/Cl-)-VOCs competitive adsorption in humid environment. Chem. Eng. J. 332, 608–618 (2018). https://​doi.​org/​10.​1016/​j.​cej.​2017.​09.​115CrossRef
31.
Metadaten
Titel
Construction of heterojunction of BiOBr nanosheets grown in situ on octahedral UiO-66 with improved photocatalytic activity
verfasst von
Sheng Wu
Tingting Wang
Yingwei Li
Publikationsdatum
01.02.2024
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 4/2024
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-024-11973-2

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