Highly efficient sunlight-powered photocatalytic degradation of rhodamine B using Cu۲Cr-LDH/TiO۲ and Cu۲Cr-LDH/BiOCl semiconductor nanocomposites

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 3

فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_AET-12-3_003

تاریخ نمایه سازی: 13 خرداد 1405

چکیده مقاله:

This study explores the photocatalytic degradation of Rhodamine B (RhB) under sunlight irradiation using Cu۲Cr-LDH/BiOCl and Cu۲Cr-LDH/TiO۲ nanocomposites. The structural, optical, and morphological properties of the materials were thoroughly examined by X-ray diffraction (XRD), Ultraviolet–visible spectroscopy (UV-vis), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and scanning electron microscopy (SEM). The primary objective was to assess the photocatalytic efficiency of these nanocomposites in degrading RhB dye under sunlight. The Cu۲Cr-LDH/BiOCl nanocomposite exhibited superior photocatalytic performance, achieving ۹۰.۲۹ % RhB degradation, significantly outperforming Cu۲Cr-LDH/TiO۲ (۵۶.۴۵%) and pure Cu۲Cr-LDH (۳۱.۳۶%). This enhanced efficiency is attributed to the formation of a heterojunction between Cu۲Cr-LDH and BiOCl, which facilitates effective separation and transfer of charge carriers. The improved photocatalytic activity is primarily attributed to the well-dispersed BiOCl phase on the Cu₂Cr-LDH surface, demonstrating that interfacial architecture plays a more critical role than simply increasing the Bi or Ti content. Hydroxyl radicals and holes were determined to be the primary active species responsible for the degradation process. Additionally, both nanocomposites demonstrated remarkable stability and reusability, retaining high catalytic efficiency over four consecutive cycles. A detailed photocatalytic mechanism was proposed to explain the enhanced activity of the nanocomposites, highlighting the synergistic effects of the heterojunction structure and efficient charge carrier dynamics.

نویسندگان

Ali Bouteiba

GP۱/Z Complex, Liquefaction and Separation Division (LQS), Sonatrach, Béthioua, Oran, Algeria

Naceur Benhadria

Laboratory of Materials Chemistry (LCM), University of Oran ۱ Ahmed Ben Bella, Oran, Algeria

Nourredine Bettahar

Laboratory of Inorganic Materials Chemistry and Applications (LCMIA), Faculty of Chemistry, University of Science and Technology of Oran (USTO M. B), Oran, Algeria

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Dutta, S., Adhikary, S., Bhattacharya, S., Roy, D., Chatterjee, S., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jenvman.۲۰۲۴.۱۲۰۱۰۳[۲] Delcy, V. R., Naidu, S. M., Srihari, G., Umadevi, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.physb.۲۰۲۴.۴۱۶۵۴۶[۳] Olatunde, O. C., Sawunyama, L., Yusuf, T. L., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jwpe.۲۰۲۴.۱۰۵۸۹۰[۴] Peng, H., Ji, C., Yang, R., L. Dong, & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.colsurfa.۲۰۲۴.۱۳۴۳۴۰[۵] Perumal, V., Uthrakumar, R., Chinnathambi, M., Inmozhi, C., Robert, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jksus.۲۰۲۲.۱۰۲۳۸۸[۶] Wang, J., Wei, Y., Yang, B., Wang, B., Chen, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jcat.۲۰۱۹.۰۶.۰۰۷[۷] Sangeetha, M., Kalpana, S., Senthilkumar, N., & Senthil, T. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.ijleo.۲۰۲۴.۱۷۱۶۸۷[۸] Li, W., Tian, Y., Li, H., C. Zhao, B. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.apcata.۲۰۱۶.۰۲.۰۰۶[۹] Kavitha, S., Jayamani, N., & Barathi, D. (۲۰۲۱). Investigation ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.heliyon.۲۰۲۳.e۲۱۲۷۰[۱۱] Xie, T., Sun, S., Xu, J., Luo, Y., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.apsusc.۲۰۲۲.۱۵۴۵۸۲[۱۲] Ma, J., Ding, J., Yu, L., Li, L., Kong, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.clay.۲۰۱۵.۰۲.۰۰۹[۱۳] Ali, B., Naceur, B., Abdelkader, E., Karima, E., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۸۰/۰۳۰۶۷۳۱۹.۲۰۲۰.۱۷۶۶۰۳۵[۱۴] Riaz, S., Rehman, A., Akhter, Z., Najam, T., Hossain, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.mtsust.۲۰۲۴.۱۰۰۸۹۷[۱۵] Wu, Y., Wang, H., Sun, Y., Xiao, T., Wu, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.apcatb.۲۰۱۸.۰۱.۰۶۹[۱۶] Vennapoosa, C. S., Shelake, S. P., Jaksani, B., Jamma, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۳۹/d۳ma۰۰۸۸۱a[۱۷] He, Y., Zhou, S., Wang, Y., Jiang, G., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۱۰۸۵۴-۰۲۱-۰۶۵۳۲-y[۱۸] Dinari, M., Mohsen Momeni, M., Bozorgmehr, Z., & Karimi, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.clay.۲۰۱۵.۰۲.۰۰۹[۱۹] Liu, Q., Ma, J., Wang, K., Feng, T., Peng, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.ceramint.۲۰۱۷.۰۱.۱۱۹[۲۰] Huang, D., Ma, J., Yu, L., Wu, D., Wang, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.seppur.۲۰۱۵.۱۱.۰۰۳[۲۱] Fu, R., Gong, Y., Li, C., Niu, L., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۳۳۹۰/nano۱۱۱۱۳۱۲۲[۲۲] Sahoo, D. P., Nayak, S., Reddy, K. H., Martha, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۲۱/acs.inorgchem.۷b۰۳۲۱۳[۲۳] Baliarsingh, N., Parida, K. M., & Pradhan, G. C. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۲۱/ie۴۰۳۷۶۹b[۲۴] Li, H., Mao, C., Shang, H., Yang, Z., Ai, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۳۹/c۸nr۰۴۲۷۷b[۲۵] Nayak, S., & Parida, K. (۲۰۲۲). Superlative photoelectrochemical properties ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۳۸/s۴۱۵۹۸-۰۲۲-۱۳۴۵۷-x[۲۶] Sadeghi Rad, T., Sevval Yazici, E., Khataee, A., Gengec, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.ultsonch.۲۰۲۳.۱۰۶۳۵۸[۲۷] Salehi, G., Bagherzadeh, M., Abazari, R., Hajilo, M., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۲۱/acsomega.۳c۰۷۳۲۶[۲۸] Meng, L., Fu, G., Lan, Y., & Feng, L. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۲۱/ie۵۰۱۶۵۰g[۲۹] Ameur, N., Fandi, Z., Taieb-Brahimi, F., Ferouani, G., Bedrane, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۰۰۳۳۹-۰۲۱-۰۴۲۹۲-۴[۳۰] Erjeno, D. J. D., Asequia, D. M. A., Osorio, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۲۱/acsomega.۴c۰۱۳۷۰[۳۱] Naceur, B., Abdelkader, E., Nadjia, L., Sellami, M., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.materresbull.۲۰۱۵.۱۱.۰۱۲[۳۲] Nadjia, L., Abdelkader, E., Naceur, B., & Ahmed, B. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jre.۲۰۱۸.۰۱.۰۰۴[۳۳] Sadeghi Rad, T., Sevval Yazici, E., Khataee, A., Gengec, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.ultsonch.۲۰۲۳.۱۰۶۳۵۸[۳۴] Peng, W. C., Chen, Y. C., He, J. L., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۳۸/s۴۱۵۹۸-۰۱۸-۲۷۵۹۸-۵[۳۵] Kang, S., Pawar, R. C., Pyo, Y., Khare, V., ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۸۰/۱۷۴۵۸۰۸۰.۲۰۱۵.۱۰۴۷۴۲۰[۳۶] Ali, B., Abdelkader, E., Naceur, B., Houcine, C., Nadjia, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۸۰/۰۳۰۶۷۳۱۹.۲۰۲۱.۱۹۵۹۵۷۰[۳۷] Sahoo, D. P., Patnaik, S., & Parida, K. (۲۰۲۱). ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.matpr.۲۰۲۰.۰۵.۵۲۶[۳۸] Oladipo, A. A. (۲۰۲۱). Rapid photocatalytic treatment of high-strength ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jwpe.۲۰۲۱.۱۰۱۹۳۲[۳۹] Zhang, F., Zhang, C. L., Song, L., Zeng, R. ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/s۴۰۱۹۵-۰۱۵-۰۳۳۵-۴[۴۰] Xie, W., Li, R., & Xu, Q. (۲۰۱۸). Enhanced ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۳۸/s۴۱۵۹۸-۰۱۸-۲۷۱۳۵-۴[۴۱] Zhang, J., Wang, Z., Fan, M., Tong, P., Sun, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.jmrt.۲۰۱۹.۰۸.۰۰۲[۴۲] Fathirad, F., Ziaadini, F., Mostafavi, A., & Shamspur, T. ...
  • Ziaadini, F., Mostafavi, A., Shamspur, T., & Fathirad, F. (۲۰۱۹). ...
  • https://doi.org/۱۰.۲۲۱۰۴/AET.۲۰۲۰.۴۱۳۷.۱۲۰۴[۴۴] Mangeli, A., Mostafavi, A., Shamspur, T., Fathirad, F., & ...
  • نمایش کامل مراجع