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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 12/2019

13.05.2019

Hydrothermally synthesized Cd-doped ZnO nanostructures with efficient sunlight-driven photocatalytic and antibacterial activity

verfasst von: Karuna P. Ghoderao, Shweta N. Jamble, Rohidas B. Kale

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 12/2019

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Abstract

The doping in the metal oxide is key factors that can affect the photocatalytic and antibacterial activity. In present work, Cd-doped ZnO nanostructures have been synthesized by using a facile hydrothermal method. The sunlight induced photocatalytic activity of Cd-doped ZnO nanostructures was evaluated towards the degradation of methylene blue dye. The antibacterial activity of ZnO nanoparticles against Staphylococcus aureus was investigated. The XRD patterns exhibit a wurtzite hexagonal crystal structure with crystallite size in the range of 18–23 nm. Field emission scanning electron microscopy revealed the plate-like morphology of undoped ZnO and it transforms into small nanorods and aggregated irregularly shaped nanoparticles with the incorporation of Cd into ZnO. Energy dispersive spectroscopy analysis confirms the presence of cadmium in Cd-doped ZnO sample. The UV–Visible absorption spectra showed a redshift with an increase in Cd dopant concentration in ZnO. The PL spectra show near band edge emission and defect-related visible emission band. The Cd-doped ZnO exhibits excellent photocatalytic degradation of methylene blue dye compared to undoped ZnO within 30 min. The Cd-doped ZnO (4 wt%) shows maximum photocatalytic degradation efficiency of 84% under sunlight irradiation.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat R. Dhabbe, A. Kadam, P. Kokare, M. Kokate, P. Waghmare, K. Garadkar, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 554 (2014) R. Dhabbe, A. Kadam, P. Kokare, M. Kokate, P. Waghmare, K. Garadkar, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 26, 554 (2014)
2.
4.
Zurück zum Zitat P. Korake, R. Dhabbe, A. Kadam, Y. Gaikwad, K. Garadkar, J. Photochem. Photobiol., B 130, 11 (2014)CrossRef P. Korake, R. Dhabbe, A. Kadam, Y. Gaikwad, K. Garadkar, J. Photochem. Photobiol., B 130, 11 (2014)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat A. Kadam, R. Dhabbe, A. Gophane, T. Sathe, K. Garadkar, J. Photochem. Photobiol., B 154, 24 (2016)CrossRef A. Kadam, R. Dhabbe, A. Gophane, T. Sathe, K. Garadkar, J. Photochem. Photobiol., B 154, 24 (2016)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat A. Ibrahim, R. Kumar, A. Umar, S. Kim, A. Bumajdad, Z. Ansarif, S. Baskoutas, Electrochim. Acta 222, 463 (2016)CrossRef A. Ibrahim, R. Kumar, A. Umar, S. Kim, A. Bumajdad, Z. Ansarif, S. Baskoutas, Electrochim. Acta 222, 463 (2016)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat A. Djurisic, X. Chen, Y. Leung, A. Ng, J. Mater. Chem. 22, 6526 (2012)CrossRef A. Djurisic, X. Chen, Y. Leung, A. Ng, J. Mater. Chem. 22, 6526 (2012)CrossRef
8.
9.
10.
Zurück zum Zitat X. Yu, F. Dong, B. Dong, L. Liu, Y. Wu, Adv. Mater. Lett. 8, 393 (2017)CrossRef X. Yu, F. Dong, B. Dong, L. Liu, Y. Wu, Adv. Mater. Lett. 8, 393 (2017)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Y. Zhai, J. Li, X. Fang, X. Chen, F. Fang, X. Chu, Z. Wei, X. Wang, Mater. Sci. Semicond. Process. 26, 225 (2014)CrossRef Y. Zhai, J. Li, X. Fang, X. Chen, F. Fang, X. Chu, Z. Wei, X. Wang, Mater. Sci. Semicond. Process. 26, 225 (2014)CrossRef
12.
13.
Zurück zum Zitat S. Zhou, X. Meng, X. Zhang, X. Fan, K. Zou, S. Wu, S. Lee, Micron 36, 55 (2005)CrossRef S. Zhou, X. Meng, X. Zhang, X. Fan, K. Zou, S. Wu, S. Lee, Micron 36, 55 (2005)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat F. Yakuphanoglu, S. Ilican, M. Caglar, Y. Caglar, Superlattices Microstruct. 47, 732 (2010)CrossRef F. Yakuphanoglu, S. Ilican, M. Caglar, Y. Caglar, Superlattices Microstruct. 47, 732 (2010)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat X. Yu, Y. Wu, B. Dong, Z. Dong, X. Yang, J. Photochem. Photobiol. A 356, 681 (2018)CrossRef X. Yu, Y. Wu, B. Dong, Z. Dong, X. Yang, J. Photochem. Photobiol. A 356, 681 (2018)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat B. Dong, X. Yu, Z. Dong, X. Yang, Y. Wu, J. Sol–Gel. Sci. Technol. 82, 167 (2017)CrossRef B. Dong, X. Yu, Z. Dong, X. Yang, Y. Wu, J. Sol–Gel. Sci. Technol. 82, 167 (2017)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat L. Wang, Y. Wun, F. Chen, X. Yang, Prog. Nat. Sci-Mater. 24, 6 (2014)CrossRef L. Wang, Y. Wun, F. Chen, X. Yang, Prog. Nat. Sci-Mater. 24, 6 (2014)CrossRef
18.
19.
Zurück zum Zitat S. Hosseinpour-Mashkani, A. Sobhani-Nasab, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 16459 (2017) S. Hosseinpour-Mashkani, A. Sobhani-Nasab, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 28, 16459 (2017)
20.
Zurück zum Zitat A. Sobhani-Nasab, S. Pourmasoud, F. Ahmadi, M. Wysokowski, T. Jesionowski, H. Ehrlich, M. Rahimi-Nasrabadi, Mat. Lett. 238, 159 (2019)CrossRef A. Sobhani-Nasab, S. Pourmasoud, F. Ahmadi, M. Wysokowski, T. Jesionowski, H. Ehrlich, M. Rahimi-Nasrabadi, Mat. Lett. 238, 159 (2019)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat F. Sedighi, M. Esmaeili-Zare, A. Sobhani-Nasab, M. Behpour, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 13737 (2018) F. Sedighi, M. Esmaeili-Zare, A. Sobhani-Nasab, M. Behpour, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 29, 13737 (2018)
22.
Zurück zum Zitat H. Kooshki, A. Sobhani-Nasab, M. Eghbali-Arani, F. Ahmadi, V. Ameri, M. Rahimi-Nasrabadi, Sep. Purif. Technol. 211, 873 (2019)CrossRef H. Kooshki, A. Sobhani-Nasab, M. Eghbali-Arani, F. Ahmadi, V. Ameri, M. Rahimi-Nasrabadi, Sep. Purif. Technol. 211, 873 (2019)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat M. Eghbali-Arani, A. Sobhani-Nasab, M. Rahimi-Nasrabadi, F. Ahmadi, S. Pourmasoud, Ultrason. Sonochem. 43, 120 (2018)CrossRef M. Eghbali-Arani, A. Sobhani-Nasab, M. Rahimi-Nasrabadi, F. Ahmadi, S. Pourmasoud, Ultrason. Sonochem. 43, 120 (2018)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat M. Eghbali-Arani, A. Sobhani-Nasab, M. Rahimi-Nasrabad, S. Pourmasoud, J. Electron. Mater. 47, 3757 (2018)CrossRef M. Eghbali-Arani, A. Sobhani-Nasab, M. Rahimi-Nasrabad, S. Pourmasoud, J. Electron. Mater. 47, 3757 (2018)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat S. Khayat, M. Abaker, A. Umar, M. Alkattan, N. Alharbi, S. Basoutas, J. Nanosci. Nanotechnol. 12, 8453 (2012)CrossRef S. Khayat, M. Abaker, A. Umar, M. Alkattan, N. Alharbi, S. Basoutas, J. Nanosci. Nanotechnol. 12, 8453 (2012)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat A. Phuruangrat, S. Mad-ahin, O. Yayapao, S. Thongtem, T. Thongtem, Res. Chem. Intermed. 41, 9757 (2015)CrossRef A. Phuruangrat, S. Mad-ahin, O. Yayapao, S. Thongtem, T. Thongtem, Res. Chem. Intermed. 41, 9757 (2015)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat A. Kaushal, D. Pathak, R. Bedi, D. Kaur, Thin Solid Films 518, 1394 (2009)CrossRef A. Kaushal, D. Pathak, R. Bedi, D. Kaur, Thin Solid Films 518, 1394 (2009)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat B. Khoddadi, M. Bordbar, A. Yeganeh-Faal, J. Sol–Gel. Sci. Technol. 77, 521 (2016)CrossRef B. Khoddadi, M. Bordbar, A. Yeganeh-Faal, J. Sol–Gel. Sci. Technol. 77, 521 (2016)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat D. Hong, G. Cao, X. Zhang, J. Qu, Y. Deng, H. Liang, J. Tang, Electrochemica Acta. 283, 959 (2018)CrossRef D. Hong, G. Cao, X. Zhang, J. Qu, Y. Deng, H. Liang, J. Tang, Electrochemica Acta. 283, 959 (2018)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat C. Jagtap, V. Kadam, T. Ghogare, Y. Inamdar, A. Shaikh, R. Mane, A. Shaikh, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 12335 (2016) C. Jagtap, V. Kadam, T. Ghogare, Y. Inamdar, A. Shaikh, R. Mane, A. Shaikh, J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 27, 12335 (2016)
31.
Zurück zum Zitat K. Ghoderao, S. Jamble, J. Sawant, R. Kale, Mater. Res. Express 4, 025026 (2017)CrossRef K. Ghoderao, S. Jamble, J. Sawant, R. Kale, Mater. Res. Express 4, 025026 (2017)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat B. Cullity, S. Stock, Elements of X-ray diffraction, 3rd edn. (Prentice Hall, New Jersey, 2001) B. Cullity, S. Stock, Elements of X-ray diffraction, 3rd edn. (Prentice Hall, New Jersey, 2001)
34.
Zurück zum Zitat N. Rajamanickam, R. Mariammal, S. Rajashabala, K. Ramachandran, J. Alloys Compd. 614, 151 (2014)CrossRef N. Rajamanickam, R. Mariammal, S. Rajashabala, K. Ramachandran, J. Alloys Compd. 614, 151 (2014)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat R. Al-Gaashania, S. Radimana, A. Dauda, N. Tabet, Y. Al-Douri, Ceram. Int. 39, 2283 (2003)CrossRef R. Al-Gaashania, S. Radimana, A. Dauda, N. Tabet, Y. Al-Douri, Ceram. Int. 39, 2283 (2003)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat S. Bai, S. Chen, Y. Zhao, T. Guo, R. Luo, D. Li, A. Chen, J. Mater. Chem. A 2, 16697 (2014)CrossRef S. Bai, S. Chen, Y. Zhao, T. Guo, R. Luo, D. Li, A. Chen, J. Mater. Chem. A 2, 16697 (2014)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat N. Fifere, A. Airinei, D. Timpu, A. Rotaru, L. Sacarescu, L. Ursu, J. Alloys Compd. 757, 60 (2018)CrossRef N. Fifere, A. Airinei, D. Timpu, A. Rotaru, L. Sacarescu, L. Ursu, J. Alloys Compd. 757, 60 (2018)CrossRef
38.
39.
40.
Zurück zum Zitat H. Zeng, G. Duan, Y. Li, S. Yang, X. Xu, W. Cai, Adv. Funct. Mater. 20, 561 (2010)CrossRef H. Zeng, G. Duan, Y. Li, S. Yang, X. Xu, W. Cai, Adv. Funct. Mater. 20, 561 (2010)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat Y. Liang, N. Guo, L. Li, R. Li, G. Ji, S. Gan, RSC Adv. 5, 59887 (2015)CrossRef Y. Liang, N. Guo, L. Li, R. Li, G. Ji, S. Gan, RSC Adv. 5, 59887 (2015)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat S. Bai, J. Jiang, Q. Zhang, Y. Xiong, Chem. Soc. Rev. 44, 2893 (2015)CrossRef S. Bai, J. Jiang, Q. Zhang, Y. Xiong, Chem. Soc. Rev. 44, 2893 (2015)CrossRef
43.
Zurück zum Zitat A. Kadam, T. Kim, D. Shin, K. Garadkar, J. Park, J. Alloys Compd. 710, 102 (2017)CrossRef A. Kadam, T. Kim, D. Shin, K. Garadkar, J. Park, J. Alloys Compd. 710, 102 (2017)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat D. Neena, K. Kondamareddy, H. Bin, D. Lu, P. Kumar, R. Dwivedi, V. Pelenovich, X. Zhao, W. Gao, D. Fu, Sci. Rep. 8, 10691 (2018)CrossRef D. Neena, K. Kondamareddy, H. Bin, D. Lu, P. Kumar, R. Dwivedi, V. Pelenovich, X. Zhao, W. Gao, D. Fu, Sci. Rep. 8, 10691 (2018)CrossRef
46.
Zurück zum Zitat S. Jamble, K. Ghoderao, R. Kale, J. Phys. Chem. Solids 114, 109 (2018)CrossRef S. Jamble, K. Ghoderao, R. Kale, J. Phys. Chem. Solids 114, 109 (2018)CrossRef
47.
Zurück zum Zitat X. Wang, B. Zhou, Y. Zhang, L. Liu, J. Song, R. Hu, J. Qu, J. Alloys Compd. 769, 316 (2018)CrossRef X. Wang, B. Zhou, Y. Zhang, L. Liu, J. Song, R. Hu, J. Qu, J. Alloys Compd. 769, 316 (2018)CrossRef
48.
Zurück zum Zitat A. Hameed, C. Karthikeyan, V. Kumar, S. Kumaresan, G. Ravi, J. Mater. Chem. B 1, 5950 (2003)CrossRef A. Hameed, C. Karthikeyan, V. Kumar, S. Kumaresan, G. Ravi, J. Mater. Chem. B 1, 5950 (2003)CrossRef
49.
Zurück zum Zitat J. Becker, K. Raghupathi, J. Pierre, D. Zhao, R. Koodali, J. Phys. Chem. C 115, 13844 (2011)CrossRef J. Becker, K. Raghupathi, J. Pierre, D. Zhao, R. Koodali, J. Phys. Chem. C 115, 13844 (2011)CrossRef
50.
Zurück zum Zitat G. Applerot, A. Lipovsky, R. Dror, N. Perkas, Y. Nitzan, R. Lubart, A. Gedenken, Adv. Funct. Mater. 19, 842 (2009)CrossRef G. Applerot, A. Lipovsky, R. Dror, N. Perkas, Y. Nitzan, R. Lubart, A. Gedenken, Adv. Funct. Mater. 19, 842 (2009)CrossRef
51.
Zurück zum Zitat M. Fang, J.H. Chen, X.L. Xu, P.H. Yang, H.F. Hilder, Int. Antimicrob. Agents 27, 513 (2006)CrossRef M. Fang, J.H. Chen, X.L. Xu, P.H. Yang, H.F. Hilder, Int. Antimicrob. Agents 27, 513 (2006)CrossRef
Metadaten
Titel
Hydrothermally synthesized Cd-doped ZnO nanostructures with efficient sunlight-driven photocatalytic and antibacterial activity
verfasst von
Karuna P. Ghoderao
Shweta N. Jamble
Rohidas B. Kale
Publikationsdatum
13.05.2019
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 12/2019
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-019-01466-y

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