Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 13/2019

17.06.2019

Enhanced optical, antibacterial and photocatalytic performance by Sn substitution in Zn0.97Mn0.03O nanostructures

verfasst von: R. K. Rajakarthikeyan, S. Muthukumaran

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 13/2019

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

Sn-doped Zn0.97Mn0.03O nanostructure was synthesized by sol–gel route. The narrow reduction of crystallite size by Sn addition is payable to the distortion induced by Sn4+ ions and the dissimilarities between ionic radius of Zn2+ and Sn4+ ions. Surface-morphology is significantly tuned towards spherical shape by Sn-doping which is confirmed by both SEM and TEM. Widening of band gap with Sn addition can be explained by Burstein–Moss effect through energy level diagram. The enhanced PL emission is demonstrated by the poor crystallinity and induced high concentration of defects by Sn addition. The combined effect of reduced size and generation of reactive oxygen species (ROS) made higher antibacterial efficiency in Zn–Mn–O doped with Sn system. Sn, Mn dual doped ZnO nanostructures are identified as the efficient catalyst for the degradation of methyl orange dye than the other samples. The addition of Sn in Zn–Mn–O nanostructures might enhance the specific surface area by lowering the particle size which might contribute to high dye degradation. In the current studies, Sn doping Zn0.97Mn0.03O is identified as multifunctional materials.

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 C.-L. Hsu, H.-H. Li, T.-J. Hsueh, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 5, 11142–11151 (2013)CrossRef C.-L. Hsu, H.-H. Li, T.-J. Hsueh, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 5, 11142–11151 (2013)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat M. Samadi, M. Zirak, A. Naseri, E. Khorashadizade, A.Z. Moshfegh, Thin Solid Films 605, 2–19 (2016)CrossRef M. Samadi, M. Zirak, A. Naseri, E. Khorashadizade, A.Z. Moshfegh, Thin Solid Films 605, 2–19 (2016)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat H. Fu, X. Wang, P. Wang, Z. Wang, H. Ren, C.-C. Wang, Dalton Trans. 47, 9014–9020 (2018)CrossRef H. Fu, X. Wang, P. Wang, Z. Wang, H. Ren, C.-C. Wang, Dalton Trans. 47, 9014–9020 (2018)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat W. Zhan, Q. Kuang, J. Zhou, X. Kong, Z. Xie, L. Zheng, J. Am. Chem. Soc. 135, 1926–1933 (2013)CrossRef W. Zhan, Q. Kuang, J. Zhou, X. Kong, Z. Xie, L. Zheng, J. Am. Chem. Soc. 135, 1926–1933 (2013)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat J.H. Sun, S.Y. Dong, J.L. Feng, X.J. Yin, X.C. Zhao, J. Mol. Catal. A 335, 145–150 (2011)CrossRef J.H. Sun, S.Y. Dong, J.L. Feng, X.J. Yin, X.C. Zhao, J. Mol. Catal. A 335, 145–150 (2011)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat C. Wu, L. Shen, H. Yu, Q. Huang, Y. Cai, Mater. Res. Bull. 46, 1107–1112 (2011)CrossRef C. Wu, L. Shen, H. Yu, Q. Huang, Y. Cai, Mater. Res. Bull. 46, 1107–1112 (2011)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Y. Liu, X. Chen, Y. Xu, Q. Zhang, X. Wang, J. Nanomater. 2014, 1–7 (2014) Y. Liu, X. Chen, Y. Xu, Q. Zhang, X. Wang, J. Nanomater. 2014, 1–7 (2014)
9.
Zurück zum Zitat S. Ameen, M.S. Akhtar, H. Seo, Y. Soon, H. Shik, Chem. Eng. J. 187, 351–356 (2012)CrossRef S. Ameen, M.S. Akhtar, H. Seo, Y. Soon, H. Shik, Chem. Eng. J. 187, 351–356 (2012)CrossRef
10.
11.
12.
Zurück zum Zitat Z. Barzgari, A. Ghazizadeh, S. Zahra, Res. Chem. Intermed. 42, 4303–4315 (2016)CrossRef Z. Barzgari, A. Ghazizadeh, S. Zahra, Res. Chem. Intermed. 42, 4303–4315 (2016)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat K. Umar, A. Aris, T. Parveen, J. Jaafar, Z. Abdul Majid, A. Vijaya Bhaskar Reddy, J. Talib, Appl. Catal. A 505, 507–514 (2015)CrossRef K. Umar, A. Aris, T. Parveen, J. Jaafar, Z. Abdul Majid, A. Vijaya Bhaskar Reddy, J. Talib, Appl. Catal. A 505, 507–514 (2015)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat E. Chikoidze, Y. Dumont, F. Jomard, O. Gorochov, Thin Solid Films 515, 8519–8523 (2007)CrossRef E. Chikoidze, Y. Dumont, F. Jomard, O. Gorochov, Thin Solid Films 515, 8519–8523 (2007)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat M. Peiteado, Y. Iglesias, J.F. Fernandez, J. De Frutos, A.C. Caballero, Mater. Chem. Phys. 101, 1–6 (2007)CrossRef M. Peiteado, Y. Iglesias, J.F. Fernandez, J. De Frutos, A.C. Caballero, Mater. Chem. Phys. 101, 1–6 (2007)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat C.Y. Tsay, H.C. Cheng, Y.T. Tung, W.H. Tuan, C.K. Lin, Thin Solid Films 517, 1032–1036 (2008)CrossRef C.Y. Tsay, H.C. Cheng, Y.T. Tung, W.H. Tuan, C.K. Lin, Thin Solid Films 517, 1032–1036 (2008)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat M. Kumar, V. Bhatt, A.C. Abhyankar, J. Kim, A. Kumar, Ju-Hyung Yun, Sens. Actuators A 270, 118–126 (2018)CrossRef M. Kumar, V. Bhatt, A.C. Abhyankar, J. Kim, A. Kumar, Ju-Hyung Yun, Sens. Actuators A 270, 118–126 (2018)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat J.Z. Li, J. Bo, W. Hu, Y. Lu, J. Zeng, Y.C. Shen, Mater. Sci. Semicond. Process. 16, 143–148 (2013)CrossRef J.Z. Li, J. Bo, W. Hu, Y. Lu, J. Zeng, Y.C. Shen, Mater. Sci. Semicond. Process. 16, 143–148 (2013)CrossRef
19.
20.
21.
Zurück zum Zitat S. Sivaselvan, S. Muthukumaran, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 5748–5757 (2016) S. Sivaselvan, S. Muthukumaran, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 5748–5757 (2016)
22.
Zurück zum Zitat T.A.T. Do, T.G. Ho, V.H. Do, P.Q. Ngan, G.H. Thai, T.T. Do, T.D. Lamb, RSC Adv. 7, 9826–9832 (2017)CrossRef T.A.T. Do, T.G. Ho, V.H. Do, P.Q. Ngan, G.H. Thai, T.T. Do, T.D. Lamb, RSC Adv. 7, 9826–9832 (2017)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat V. Cretu, V. Postica, A.K. Mishra, M. Hoppe, I. Tiginyanu, Y.K. Mishra, L. Chow, N.H. de Leeuw, R. Adelung, O. Lupan, J. Mater. Chem. A 4, 6527–6539 (2016)CrossRef V. Cretu, V. Postica, A.K. Mishra, M. Hoppe, I. Tiginyanu, Y.K. Mishra, L. Chow, N.H. de Leeuw, R. Adelung, O. Lupan, J. Mater. Chem. A 4, 6527–6539 (2016)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat R. Sangeetha, S. Muthukumaran, M. Ashokkumar, Spectrochim. Acta Mol. Biomol. Spectrosc. 144, 1–7 (2015)CrossRef R. Sangeetha, S. Muthukumaran, M. Ashokkumar, Spectrochim. Acta Mol. Biomol. Spectrosc. 144, 1–7 (2015)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat V. Gandhi, R. Ganesan, H. Hameed, A. Syedahamed, M. Thaiyan, J. Phys. Chem. C 118, 9715–9725 (2014)CrossRef V. Gandhi, R. Ganesan, H. Hameed, A. Syedahamed, M. Thaiyan, J. Phys. Chem. C 118, 9715–9725 (2014)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat V. Postica, I. Holken, V. Schneider, V. Kaidas, O. Polonskyi, V. Cretu, I. Tiginyanu, F. Faupel, R. Adelung, O. Lupan, Mater. Sci. Semicon. Proc. 49, 20–33 (2016)CrossRef V. Postica, I. Holken, V. Schneider, V. Kaidas, O. Polonskyi, V. Cretu, I. Tiginyanu, F. Faupel, R. Adelung, O. Lupan, Mater. Sci. Semicon. Proc. 49, 20–33 (2016)CrossRef
27.
28.
Zurück zum Zitat O. Lupan, T. Pauporte, L. Chow, B. Viana, F. Pelle, L.K. Ono, B. Roldan Cuenya, H. Heinrich, Appl. Surf. Sci. 256, 1895–1907 (2010)CrossRef O. Lupan, T. Pauporte, L. Chow, B. Viana, F. Pelle, L.K. Ono, B. Roldan Cuenya, H. Heinrich, Appl. Surf. Sci. 256, 1895–1907 (2010)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat S. Ilican, M. Caglar, Y. Caglar, Appl. Surf. Sci. 256, 7204–7210 (2010)CrossRef S. Ilican, M. Caglar, Y. Caglar, Appl. Surf. Sci. 256, 7204–7210 (2010)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat S. Amirhaghia, V. Craciun, D. Craciuna, J. Elder, I.W. Boyd, Microelectronic Eng. 25, 321–326 (1994)CrossRef S. Amirhaghia, V. Craciun, D. Craciuna, J. Elder, I.W. Boyd, Microelectronic Eng. 25, 321–326 (1994)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat W. Yang, B. Zhang, Q. Zhang, L. Wang, B. Song, Y. Ding, C.P. Wong, RSC Adv. 7, 11345–11354 (2017)CrossRef W. Yang, B. Zhang, Q. Zhang, L. Wang, B. Song, Y. Ding, C.P. Wong, RSC Adv. 7, 11345–11354 (2017)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat A. Bougrine, A. El Hichou, M. Addou, J. Ebothe, A. Kachouane, M. Troyon, Mater. Chem. Phys. 80, 438–445 (2003)CrossRef A. Bougrine, A. El Hichou, M. Addou, J. Ebothe, A. Kachouane, M. Troyon, Mater. Chem. Phys. 80, 438–445 (2003)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat S.D. Chavhan, S. Senthilarasu, S.-H. Lee, Appl. Surf. Sci. 254, 4539–4545 (2008)CrossRef S.D. Chavhan, S. Senthilarasu, S.-H. Lee, Appl. Surf. Sci. 254, 4539–4545 (2008)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Yao-Ming Hao, Shi-Yun Lou, Shao-Min Zhou, Rui-Jian Yuan, Gong-Yu. Zhu, N. Li, Nanoscale Res. Lett. 7, 100–109 (2012) Yao-Ming Hao, Shi-Yun Lou, Shao-Min Zhou, Rui-Jian Yuan, Gong-Yu. Zhu, N. Li, Nanoscale Res. Lett. 7, 100–109 (2012)
35.
Zurück zum Zitat R.K. Sharma, S. Patel, K.C. Pargaien, Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 3, 035005–035009 (2012) R.K. Sharma, S. Patel, K.C. Pargaien, Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 3, 035005–035009 (2012)
36.
Zurück zum Zitat M. Vishwas, K. Narasimha Rao, K.V. Arjuna Gowda, R.P.S. Chakradhar, Spectrochim. Acta A 95, 423–426 (2012)CrossRef M. Vishwas, K. Narasimha Rao, K.V. Arjuna Gowda, R.P.S. Chakradhar, Spectrochim. Acta A 95, 423–426 (2012)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat P.S. Shewale, N.K. Lee, S.H. Lee, K.Y. Kang, Y.S. Yu, J. Alloys Compd. 624, 251–257 (2015)CrossRef P.S. Shewale, N.K. Lee, S.H. Lee, K.Y. Kang, Y.S. Yu, J. Alloys Compd. 624, 251–257 (2015)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat X.-Y. Li, H.-J. Li, Z.-J. Wang, H. Xia, Z.-Y. Xiong, J.-X. Wang, B.-C. Yang, Opt. Commun. 282, 247–252 (2009)CrossRef X.-Y. Li, H.-J. Li, Z.-J. Wang, H. Xia, Z.-Y. Xiong, J.-X. Wang, B.-C. Yang, Opt. Commun. 282, 247–252 (2009)CrossRef
40.
41.
Zurück zum Zitat J. Yang, X. Zhao, X. Shan, H. Fan, L. Yang, Y. Zhang, J. Alloys Compd. 556, 1–5 (2013)CrossRef J. Yang, X. Zhao, X. Shan, H. Fan, L. Yang, Y. Zhang, J. Alloys Compd. 556, 1–5 (2013)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat Q.-C. Sun, L. Yadgarov, R. Rosentsveig, G. Seifert, R. Tenne, J.L. Musfeldt, ACS Nano 7, 3506–3511 (2013)CrossRef Q.-C. Sun, L. Yadgarov, R. Rosentsveig, G. Seifert, R. Tenne, J.L. Musfeldt, ACS Nano 7, 3506–3511 (2013)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat C.E. Kim, P. Moon, S. Kim, J.M. Myoung, H.W. Jang, J. Bang, I. Yun, Thin Solid Films 518, 6304–6307 (2010)CrossRef C.E. Kim, P. Moon, S. Kim, J.M. Myoung, H.W. Jang, J. Bang, I. Yun, Thin Solid Films 518, 6304–6307 (2010)CrossRef
45.
Zurück zum Zitat M. Arshad, A. Azam, A.S. Ahmed, S. Mollah, A.H. Naqvi, J. Alloys Compd. 509, 8378–8381 (2011)CrossRef M. Arshad, A. Azam, A.S. Ahmed, S. Mollah, A.H. Naqvi, J. Alloys Compd. 509, 8378–8381 (2011)CrossRef
46.
Zurück zum Zitat A.J. Reddy, M.K. Kokila, H. Nagabhushana, R.P.S. Chakradhar, C. Shivakumara, J.L. Rao, B.M. Nagabhushana, J. Alloys Compd. 509, 5349–5355 (2011)CrossRef A.J. Reddy, M.K. Kokila, H. Nagabhushana, R.P.S. Chakradhar, C. Shivakumara, J.L. Rao, B.M. Nagabhushana, J. Alloys Compd. 509, 5349–5355 (2011)CrossRef
47.
Zurück zum Zitat S. Senthilkumar, K. Rajendran, S. Banerjee, T.K. Chini, V. Sengodan, Mater. Sci. Semi. Process. 11, 6–12 (2008)CrossRef S. Senthilkumar, K. Rajendran, S. Banerjee, T.K. Chini, V. Sengodan, Mater. Sci. Semi. Process. 11, 6–12 (2008)CrossRef
48.
Zurück zum Zitat R. Elilarassi, G. Chandrasekaran, Mater. Chem. Phys. 123, 450–455 (2010)CrossRef R. Elilarassi, G. Chandrasekaran, Mater. Chem. Phys. 123, 450–455 (2010)CrossRef
49.
Zurück zum Zitat M. Ashokkumar, S. Muthukumaran, Powder Technol. 258, 157–164 (2014)CrossRef M. Ashokkumar, S. Muthukumaran, Powder Technol. 258, 157–164 (2014)CrossRef
50.
Zurück zum Zitat H.S. Kang, G.H. Kim, S.H. Lim, H.W. Chang, J.H. Kim, S.Y. Lee, Thin Solid Films 516, 3147–3151 (2008)CrossRef H.S. Kang, G.H. Kim, S.H. Lim, H.W. Chang, J.H. Kim, S.Y. Lee, Thin Solid Films 516, 3147–3151 (2008)CrossRef
51.
52.
Zurück zum Zitat K. Vanheusden, W.L. Warren, C.H. Seager, D.R. Tallant, J.A. Voigt, B.E. Gnade, J. Appl. Phys. 79, 7983–7990 (1996)CrossRef K. Vanheusden, W.L. Warren, C.H. Seager, D.R. Tallant, J.A. Voigt, B.E. Gnade, J. Appl. Phys. 79, 7983–7990 (1996)CrossRef
53.
Zurück zum Zitat N. Padmavathy, R. Vijayaraghavan, Sci. Technol. Adv. Mater. 9, 35004–35010 (2008)CrossRef N. Padmavathy, R. Vijayaraghavan, Sci. Technol. Adv. Mater. 9, 35004–35010 (2008)CrossRef
54.
Zurück zum Zitat L. Zhang, Y. Jiang, Y. Ding, M. Povey, D. York, Nanopart. Res. 9, 479–489 (2007)CrossRef L. Zhang, Y. Jiang, Y. Ding, M. Povey, D. York, Nanopart. Res. 9, 479–489 (2007)CrossRef
55.
Zurück zum Zitat K. Karthik, S. Dhanuskodi, C. Gobinath, S. Prabukumar, S. Sivaramakrishnan, J. Phys. Chem. Solids 112, 106–118 (2018)CrossRef K. Karthik, S. Dhanuskodi, C. Gobinath, S. Prabukumar, S. Sivaramakrishnan, J. Phys. Chem. Solids 112, 106–118 (2018)CrossRef
56.
Zurück zum Zitat R. Beura, P. Thangadurai, J. Environ. Chem. Eng. 6, 5087–5100 (2018)CrossRef R. Beura, P. Thangadurai, J. Environ. Chem. Eng. 6, 5087–5100 (2018)CrossRef
57.
Zurück zum Zitat K. Karthik, S. Dhanuskodi, S. Prabukumar, C. Gobinath, S. Sivaramakrishnan, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 5459–5471 (2018) K. Karthik, S. Dhanuskodi, S. Prabukumar, C. Gobinath, S. Sivaramakrishnan, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 5459–5471 (2018)
58.
Zurück zum Zitat M.M. Khan, J. Lee, M.H. Cho, J. Ind. Eng. Chem. 20, 1584–1590 (2014)CrossRef M.M. Khan, J. Lee, M.H. Cho, J. Ind. Eng. Chem. 20, 1584–1590 (2014)CrossRef
59.
Zurück zum Zitat H. Yoon, S.S. Kim, S.S. Al-Dey, S.S. Yoon, B.B.Kale Kolekar, Catal. Today 260, 126–134 (2016)CrossRef H. Yoon, S.S. Kim, S.S. Al-Dey, S.S. Yoon, B.B.Kale Kolekar, Catal. Today 260, 126–134 (2016)CrossRef
60.
Zurück zum Zitat K. Ravichandran, R. Mohan, B. Sakthivel, S. Varadharajaperumal, Appl. Surf. Sci. 321, 310–317 (2014)CrossRef K. Ravichandran, R. Mohan, B. Sakthivel, S. Varadharajaperumal, Appl. Surf. Sci. 321, 310–317 (2014)CrossRef
Metadaten
Titel
Enhanced optical, antibacterial and photocatalytic performance by Sn substitution in Zn0.97Mn0.03O nanostructures
verfasst von
R. K. Rajakarthikeyan
S. Muthukumaran
Publikationsdatum
17.06.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 13/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-01577-6

Weitere Artikel der Ausgabe 13/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 13/2019 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt