Facile preparation of Bi-doped ZnO/beta-Bi2O3/Carbon xerogel composites towards visible-light photocatalytic applications: Effect of calcination temperature and bismuth content

Autor(es)

de Moraes, Nicolas Perciani ^[1] ; Rocha, Robson da Silva ^[1] ; Caetano Pinto da Silva, Maria Lucia ^[1] ; Bastos Campos, Tiago Moreira ^[2] ; Thim, Gilmar Patrocinio ^[2] ; Landers, Richard ^[3] ; Rodrigues, Liana Alvares ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Escola Engn Lorena EEL USP, Estr Municipal do Campinho S-N, BR-12602810 Lorena, SP - Brazil

^[2] Inst Tecnol Aeronaut ITA CTA, Praca Mal Eduardo Gomes 50, BR-12228900 Sao Jose Dos Campos, SP - Brazil

^[3] Univ Estadual Campinas, Inst Fis Gleb Wataghin, 500 Ave Albert Einstein, BR-13083852 Campinas, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CERAMICS INTERNATIONAL; v. 46, n. 15, p. 23895-23909, OCT 15 2020.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

This work aimed to study the development and properties of Bi-doped ZnO/beta-Bi2O3/Carbon xerogel composites towards visible light photocatalysis applications. The materials were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, dispersive energy spectroscopy, infrared spectroscopy, nitrogen adsorption isotherms, Raman spectroscopy, diffuse reflectance spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The photocatalytic activity of the developed composites was evaluated through the photo degradation of the 4-chlorophenol molecule and by chronoamperometry tests. The results obtained show that the calcination temperature poses a major influence in the final structure of the materials developed. The calcination temperature of 600 degrees C resulted in the formation of the beta-Bi2O3 and Bi-0 phases, consequently enhancing the photocatalytic activity of the composites due to the increased charge mobility provided by the heterojunctions between zinc oxide, carbon xerogel, bismuth oxide and metallic bismuth. The composite with intermediate bismuth composition (XC/ZnO-Bi2O3 5%) displayed the best photocatalytic response among the materials tested, which was confirmed by its increased photocurrent generation capability. The photocatalytic mechanism is highly dependent in the generation of hydroxyl radicals and the composite presents good reusability properties. (AU)

• Processo FAPESP: 13/02762-5 - Desenvolvimento de tecnologias de prevenção à poluição: degradação e monitoramento on-line de antibióticos em esgotos
• Beneficiário: Robson da Silva Rocha
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 18/16360-0 - Desenvolvimento de compósitos ternários ZnO/Bi2O3/Xerogel de carbono como fotocatalisadores para a degradação de poluentes orgânicos persistentes
• Beneficiário: Nicolas Perciani de Moraes
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/12035-7 - Propriedades mecânicas e antimicrobianas de nanocompósito Ag/PMMA
• Beneficiário: Gilmar Patrocínio Thim
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/10492-1 - Desenvolvimento e avaliação de heterojunções semicondutor/ZnO/xerogel de carbono na fotodegradação de 4-clorofenol em reator de leito fluidizado e em reator em batelada
• Beneficiário: Liana Alvares Rodrigues
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 17/10118-0 - Estudo e aplicação da tecnologia eletroquímica para a análise e a degradação de interferentes endócrinos: materiais, sensores, processos e divulgação científica
• Beneficiário: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático