Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 14/2019

02.07.2019

Enhanced photocatalytic degradation of hazardous industrial pollutants with inorganic–organic TiO2–SnO2–GO hybrid nanocomposites

verfasst von: Manmeet Singh, Jagpreet Singh, Mohit Rawat, Jeewan Sharma, Prit Pal Singh

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 14/2019

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

This study reports the photocatalytic degradation of hazardous dyes, methylene blue and reactive orange 4 (RO4) using various compositions of binary TiO2–SnO2 and ternary TiO2–SnO2–GO hybrid nanocomposites under UV-light irradiation. The ternary inorganic–organic hybrid nanocomposites degrade these dyes more efficiently as compared to binary nanocomposites. Novel addition of graphene oxide (GO) to binary composites leads to enhanced degradation ability of the resulting ternary nanocomposite, owing to increase in oxidative potential and surface to volume ratio. The structural, morphological and optical properties of the composites and their constituents have been investigated by X-ray diffraction, high-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM), Fourier-transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy and UV–Vis spectroscopy. The HR-TEM images confirm the formation of inorganic–organic hybrid nanocomposites, with ternary nanocomposites having smaller particle size. Raman spectra confirm the proper mixing of various constituents of the composites. The ternary nanocomposites show ultrahigh degradation efficiency as compared to binary nanocomposites. Specifically, ternary nanocomposite with 0.10 mg GO, degraded 99.2% RO4 in just 15 min as compared to binary nanocomposite which degraded 98% RO4 in 50 min. The present study provides a new insight in the field of hybrid nanocomposite photocatalysis for degradation of hazardous dyes in wastewater.

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!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
2.
Zurück zum Zitat J. Marugán, M.J. López-Muñoz, R. Van Grieken, J. Aguado, Ind. Eng. Chem. Res. 46, 7605–7610 (2007)CrossRef J. Marugán, M.J. López-Muñoz, R. Van Grieken, J. Aguado, Ind. Eng. Chem. Res. 46, 7605–7610 (2007)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat C. Lavanya, R. Dhankar, S. Chhikara, S. Sheoran, Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci. 3, 189–199 (2014) C. Lavanya, R. Dhankar, S. Chhikara, S. Sheoran, Int. J. Curr. Microbiol. Appl. Sci. 3, 189–199 (2014)
4.
Zurück zum Zitat A. Buthiyappan, A.R. Abdul Aziz, W.M.A. Wan Daud, Rev. Chem. Eng. 32, 1–47 (2016)CrossRef A. Buthiyappan, A.R. Abdul Aziz, W.M.A. Wan Daud, Rev. Chem. Eng. 32, 1–47 (2016)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat S.T. Akar, T. Akar, A. Çabuk, Braz. J. Chem. Eng. 26, 399–405 (2009)CrossRef S.T. Akar, T. Akar, A. Çabuk, Braz. J. Chem. Eng. 26, 399–405 (2009)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat B.D.C.C. Ventura, M.A.M. Marin, Text. Light Ind. Sci. Technol. 2(2), 429–436 (2013) B.D.C.C. Ventura, M.A.M. Marin, Text. Light Ind. Sci. Technol. 2(2), 429–436 (2013)
8.
Zurück zum Zitat A. Vijayabalan, K. Selvam, B. Krishnakumar, M. Swaminathan, Sep. Purif. Technol. 108, 429–436 (2013)CrossRef A. Vijayabalan, K. Selvam, B. Krishnakumar, M. Swaminathan, Sep. Purif. Technol. 108, 429–436 (2013)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat M. Solís, A. Solís, H.I. Pérez, N. Manjarrez, M. Flores, Process Biochem. 47, 1723–1748 (2012)CrossRef M. Solís, A. Solís, H.I. Pérez, N. Manjarrez, M. Flores, Process Biochem. 47, 1723–1748 (2012)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat H.L. Tan, F. Denny, M. Hermawan, R.J. Wong, R. Amal, Y.H. Ng, J. Mater. 3, 51–57 (2017) H.L. Tan, F. Denny, M. Hermawan, R.J. Wong, R. Amal, Y.H. Ng, J. Mater. 3, 51–57 (2017)
11.
Zurück zum Zitat M.T. Sulak, E. Demirbas, M. Kobya, Bioresour. Technol. 98, 2590–2598 (2007)CrossRef M.T. Sulak, E. Demirbas, M. Kobya, Bioresour. Technol. 98, 2590–2598 (2007)CrossRef
12.
14.
15.
Zurück zum Zitat J.C. Colmenares, R. Luque, J.M. Campelo, F. Colmenares, Z. Karpiński, A.A. Romero, Materials 2, 2228–2258 (2009)CrossRef J.C. Colmenares, R. Luque, J.M. Campelo, F. Colmenares, Z. Karpiński, A.A. Romero, Materials 2, 2228–2258 (2009)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat P. Kar, S. Zeng, Y. Zhang, E. Vahidzadeh, A. Manuel, R. Kisslinger, K.M. Alam, U.K. Thakur, N. Mahdi, P. Kumar, K. Shankar, Appl. Catal. B: Environ. 243, 522–536 (2019)CrossRef P. Kar, S. Zeng, Y. Zhang, E. Vahidzadeh, A. Manuel, R. Kisslinger, K.M. Alam, U.K. Thakur, N. Mahdi, P. Kumar, K. Shankar, Appl. Catal. B: Environ. 243, 522–536 (2019)CrossRef
17.
18.
Zurück zum Zitat Y. Zhang, S. Yuan, Y. Zhao, H. Wang, C. He, J. Mater. Chem. A 2, 30221–30228 (2014) Y. Zhang, S. Yuan, Y. Zhao, H. Wang, C. He, J. Mater. Chem. A 2, 30221–30228 (2014)
19.
Zurück zum Zitat L.W. Zhang, H.B. Fu, Y.F. Zhu, Adv. Funct. Mater. 18, 2180–2189 (2008)CrossRef L.W. Zhang, H.B. Fu, Y.F. Zhu, Adv. Funct. Mater. 18, 2180–2189 (2008)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat P. Cheng, Z. Yang, H. Wang, W. Cheng, M. Chen, W. Shangguan, G. Ding, Int. J. Hydrog. Energy 37, 2224–2230 (2012)CrossRef P. Cheng, Z. Yang, H. Wang, W. Cheng, M. Chen, W. Shangguan, G. Ding, Int. J. Hydrog. Energy 37, 2224–2230 (2012)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat B.A. Bhanvase, T.P. Shende, S.H. Sonawane, Environ. Technol. Rev. 6, 1–14 (2017)CrossRef B.A. Bhanvase, T.P. Shende, S.H. Sonawane, Environ. Technol. Rev. 6, 1–14 (2017)CrossRef
22.
23.
Zurück zum Zitat P. Kumar, U.K. Thakur, K. Alam, P. Kar, R. Kisslinger, S. Zeng, S. Patel, K. Shankar, Carbon 137, 174–187 (2018)CrossRef P. Kumar, U.K. Thakur, K. Alam, P. Kar, R. Kisslinger, S. Zeng, S. Patel, K. Shankar, Carbon 137, 174–187 (2018)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat P. Kumar, C. Joshi, A. Barras, B. Sieber, A. Addad, L. Boussekey, S. Szunerits, R. Boukherroub, S.L. Jain, Appl. Catal. B: Environ. 205, 654–665 (2017)CrossRef P. Kumar, C. Joshi, A. Barras, B. Sieber, A. Addad, L. Boussekey, S. Szunerits, R. Boukherroub, S.L. Jain, Appl. Catal. B: Environ. 205, 654–665 (2017)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Y. Bessekhouad, D. Robert, J.V. Weber, Int. J. Photoenergy 05, 153–158 (2003)CrossRef Y. Bessekhouad, D. Robert, J.V. Weber, Int. J. Photoenergy 05, 153–158 (2003)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat K. Chang, W.X. Chen, H. Li, H. Li, Electrochim. Acta 56, 3731–4424 (2011)CrossRef K. Chang, W.X. Chen, H. Li, H. Li, Electrochim. Acta 56, 3731–4424 (2011)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat N.I. Zaaba, K.L. Foo, U. Hashim, S.J. Tan, W.W. Liu, C.H. Voon, Procedia Eng. 184, 469–477 (2017)CrossRef N.I. Zaaba, K.L. Foo, U. Hashim, S.J. Tan, W.W. Liu, C.H. Voon, Procedia Eng. 184, 469–477 (2017)CrossRef
28.
29.
Zurück zum Zitat H. Lachheb, E. Puzenat, A. Houas, M. Ksibi, E. Elaloui, C. Guillard, J.M. Herrmann, Appl. Catal. B Environ. 39, 75–90 (2002)CrossRef H. Lachheb, E. Puzenat, A. Houas, M. Ksibi, E. Elaloui, C. Guillard, J.M. Herrmann, Appl. Catal. B Environ. 39, 75–90 (2002)CrossRef
30.
31.
Zurück zum Zitat K. Thamaphat, P. Limsuwan, B. Ngotawornchai, J. Kasetsart, Nat. Sci. 42, 357–361 (2008) K. Thamaphat, P. Limsuwan, B. Ngotawornchai, J. Kasetsart, Nat. Sci. 42, 357–361 (2008)
32.
Zurück zum Zitat J. Geurts, S. Rau, W. Richter, F.J. Schmitte, Thin Solid Films 121, 217–225 (1984)CrossRef J. Geurts, S. Rau, W. Richter, F.J. Schmitte, Thin Solid Films 121, 217–225 (1984)CrossRef
33.
34.
Zurück zum Zitat B.Y.S. Chang, N.M. Huang, M.N. An’amt, A.R. Marlinda, Y. Norazriena, M.R. Muhamad, I. Harrison, H.N. Lim, C.H. Chia, Int. J. Nanomed. 7, 3379–3387 (2012) B.Y.S. Chang, N.M. Huang, M.N. An’amt, A.R. Marlinda, Y. Norazriena, M.R. Muhamad, I. Harrison, H.N. Lim, C.H. Chia, Int. J. Nanomed. 7, 3379–3387 (2012)
35.
Zurück zum Zitat G. Wang, B. Wang, J. Park, J. Yang, X. Shen, J. Yao, Carbon 47, 68–72 (2009)CrossRef G. Wang, B. Wang, J. Park, J. Yang, X. Shen, J. Yao, Carbon 47, 68–72 (2009)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat S. Kumar, P. Kumar, S.L. Jain, J. Mater. Chem. A 2, 18861–18866 (2014)CrossRef S. Kumar, P. Kumar, S.L. Jain, J. Mater. Chem. A 2, 18861–18866 (2014)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat P. Chetri, P. Basyach, A. Choudhury, J. Solid State Chem. 220, 124–131 (2014)CrossRef P. Chetri, P. Basyach, A. Choudhury, J. Solid State Chem. 220, 124–131 (2014)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat L. Fan, J. Long, Q. Gu, H. Huang, H. Lin, X. Wang, J. Catal. 5, 23766–23775 (2014) L. Fan, J. Long, Q. Gu, H. Huang, H. Lin, X. Wang, J. Catal. 5, 23766–23775 (2014)
39.
Zurück zum Zitat Z. Mou, Y. Dong, S. Li, Y. Du, X. Wang, P. Yang, S. Wang, Int. J. Hydrog. Energy 36(15), 8885–8893 (2011)CrossRef Z. Mou, Y. Dong, S. Li, Y. Du, X. Wang, P. Yang, S. Wang, Int. J. Hydrog. Energy 36(15), 8885–8893 (2011)CrossRef
40.
Zurück zum Zitat C. Wang, C. Shao, X. Zhang, Y. Liu, Inorg. Chem. 48, 7261–7268 (2009)CrossRef C. Wang, C. Shao, X. Zhang, Y. Liu, Inorg. Chem. 48, 7261–7268 (2009)CrossRef
41.
42.
43.
Zurück zum Zitat A. Jana, E. Scheer, S. Polarz, Beilstein J. Nanotechnol. 8, 688–714 (2017)CrossRef A. Jana, E. Scheer, S. Polarz, Beilstein J. Nanotechnol. 8, 688–714 (2017)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat A. Kumar, L. Rout, L.S.K. Achary, A. Mohanty, R.S. Dhaka, P. Dash, RSC Adv. 6, 32074–32088 (2016)CrossRef A. Kumar, L. Rout, L.S.K. Achary, A. Mohanty, R.S. Dhaka, P. Dash, RSC Adv. 6, 32074–32088 (2016)CrossRef
45.
46.
Zurück zum Zitat T. Li, T. Wang, G. Qu, D. Liang, S. Hu, Environ. Sci. Pollut. Res. 24, 12416–12425 (2017)CrossRef T. Li, T. Wang, G. Qu, D. Liang, S. Hu, Environ. Sci. Pollut. Res. 24, 12416–12425 (2017)CrossRef
47.
Zurück zum Zitat L.L. Tan, W.J. Ong, S.P. Chai, A.R. Mohamed, Nanoscale Res. Lett. 8, 465 (2013)CrossRef L.L. Tan, W.J. Ong, S.P. Chai, A.R. Mohamed, Nanoscale Res. Lett. 8, 465 (2013)CrossRef
48.
Zurück zum Zitat M.S.T. Gonçalves, E.M.S. Pinto, P. Nkeonye, A.M.F. Oliveira-Campos, Dye. Pigment. 64, 135–139 (2005)CrossRef M.S.T. Gonçalves, E.M.S. Pinto, P. Nkeonye, A.M.F. Oliveira-Campos, Dye. Pigment. 64, 135–139 (2005)CrossRef
49.
Zurück zum Zitat A. Vijayabalan, K. Selvam, B. Krishnakumar, M. Swaminathan, Sep. Purif. Technol. 108, 51–56 (2013)CrossRef A. Vijayabalan, K. Selvam, B. Krishnakumar, M. Swaminathan, Sep. Purif. Technol. 108, 51–56 (2013)CrossRef
50.
Zurück zum Zitat A. Bhattacharjee, M. Ahmaruzzaman, T.B. Devi, J. Nath, J. Photochem. Photobiol. A Chem. 325, 116–124 (2016)CrossRef A. Bhattacharjee, M. Ahmaruzzaman, T.B. Devi, J. Nath, J. Photochem. Photobiol. A Chem. 325, 116–124 (2016)CrossRef
51.
Zurück zum Zitat S.N. Kane, A. Mishra, A.K. Dutta, J. Phys: Conf. Ser. 150, 42226–42230 (2016) S.N. Kane, A. Mishra, A.K. Dutta, J. Phys: Conf. Ser. 150, 42226–42230 (2016)
52.
Zurück zum Zitat Z. Chen, J. Zhu, S. Zhang, Y. Shao, D. Lin, J. Zhou, Y. Chen, D. Tang, J. Hazard. Mater. 333, 232–241 (2017)CrossRef Z. Chen, J. Zhu, S. Zhang, Y. Shao, D. Lin, J. Zhou, Y. Chen, D. Tang, J. Hazard. Mater. 333, 232–241 (2017)CrossRef
53.
Zurück zum Zitat P.H.Y. Li, R.L. Bruce, M.D. Hobday, J. Chem. Technol. Biotechnol. 74, 55–59 (1999)CrossRef P.H.Y. Li, R.L. Bruce, M.D. Hobday, J. Chem. Technol. Biotechnol. 74, 55–59 (1999)CrossRef
Metadaten
Titel
Enhanced photocatalytic degradation of hazardous industrial pollutants with inorganic–organic TiO2–SnO2–GO hybrid nanocomposites
verfasst von
Manmeet Singh
Jagpreet Singh
Mohit Rawat
Jeewan Sharma
Prit Pal Singh
Publikationsdatum
02.07.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 14/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-01706-1

Weitere Artikel der Ausgabe 14/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 14/2019 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt