Published November 1, 2022 | Version v1
Publication Metadata-only

Ultrasonic assisted synthesis of ZnO nanoflakes and photocatalytic activity evaluation for the degradation of methyl orange

Creators

  • 1. University of the Punjab
  • 2. Islamia University of Bahawalpur
  • 3. Government College University, Faisalabad
  • 4. King Khalid University
  • 5. Princess Nourah bint Abdulrahman University
  • 6. University of Lahore
  • 7. University of Education
  • 8. University of Okara

Description

In the present investigation, ZnO nanoflakes was prepared via sonochemical synthesis route. Effect of ultrasonic treatment time was studied based on structural, morphological and optical properties. X-ray diffraction (XRD) reveals the formation of wurtzite hexagonal crystalline structure of ZnO nanoflakes. Ultrasonic treatments affected the crystallite size and the density of dislocation, which is due to increased nucleation and growth rates of nanoflakes. The samples synthesized at 40–50 min ultrasonic treatment showed a strong absorption band at 605 and 650 (cm−1) versus other treatments, which is an indication of 2D nanostructure (nanoflakes). FE-SEM analysis further confirms the formation of 2D nanostructures of the ZnO. The composition and purity was confirmed by the energy dispersive X-ray (EDX) analysis, which displays the occurrence of Zn and O elements in the sample. Photocatalytic activity (PCA) of ZnO nanoflakes was studied for methyl orange (MO) dye degradation under UV light exposure and up to 93.13 % dye degradation is achieved within 90 min. Effect of various parameters (dye concentration, mass of photocatalytic material) and kinetic study was also performed. Results revealed that the ultrasonic treatment affected the optical and photocatalytic properties of the of ZnO nanoflakes, which could be employed for the remediation of dyes in textile effluents.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في التحقيق الحالي، تم تحضير رقائق ZnO النانوية عبر طريق التوليف الكيميائي الصوتي. تمت دراسة تأثير وقت المعالجة بالموجات فوق الصوتية بناءً على الخصائص الهيكلية والمورفولوجية والبصرية. يكشف حيود الأشعة السينية (XRD) عن تكوين بنية بلورية سداسية فورتزيتية لرقائق ZnO النانوية. أثرت المعالجات بالموجات فوق الصوتية على حجم البلورات وكثافة الخلع، والذي يرجع إلى زيادة النواة ومعدلات نمو الرقاقات النانوية. أظهرت العينات التي تم تصنيعها في 40–50 دقيقة من العلاج بالموجات فوق الصوتية نطاق امتصاص قوي عند 605 و 650 (سم−1) مقابل العلاجات الأخرى، وهو مؤشر على البنية النانوية ثنائية الأبعاد (رقائق النانو). يؤكد تحليل FE - SEM كذلك تشكيل الهياكل النانوية ثنائية الأبعاد لـ ZnO. تم تأكيد التركيب والنقاء من خلال تحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX)، والذي يعرض حدوث عناصر Zn و O في العينة. تمت دراسة النشاط التحفيزي الضوئي (PCA) لرقائق ZnO النانوية لتحلل صبغة برتقال الميثيل (MO) تحت التعرض للأشعة فوق البنفسجية ويتحقق تحلل الصبغة بنسبة تصل إلى 93.13 ٪ في غضون 90 دقيقة. كما تم إجراء تأثير المعلمات المختلفة (تركيز الصبغة، وكتلة مادة التحفيز الضوئي) والدراسة الحركية. كشفت النتائج أن المعالجة بالموجات فوق الصوتية أثرت على الخصائص البصرية والتحفيزية الضوئية لرقائق ZnO النانوية، والتي يمكن استخدامها لعلاج الأصباغ في النفايات السائلة للمنسوجات.

Translated Description (French)

Dans la présente étude, des nanoflocs de ZnO ont été préparés par voie de synthèse sonochimique. L'effet du temps de traitement par ultrasons a été étudié en fonction des propriétés structurelles, morphologiques et optiques. La diffraction des rayons X (DRX) révèle la formation de la structure cristalline hexagonale de wurtzite des nanoflakes de ZnO. Les traitements par ultrasons ont affecté la taille des cristallites et la densité de la dislocation, ce qui est dû à l'augmentation des taux de nucléation et de croissance des nanoflocs. Les échantillons synthétisés à 40–50 min de traitement par ultrasons ont montré une bande d'absorption forte à 605 et 650 (cm−1) par rapport aux autres traitements, ce qui est une indication de nanostructure 2D (nanoflakes). L'analyse FE-SEM confirme en outre la formation de nanostructures 2D du ZnO. La composition et la pureté ont été confirmées par l'analyse par rayons X à dispersion d'énergie (EDX), qui affiche la présence d'éléments Zn et O dans l'échantillon. L'activité photocatalytique (PCA) des nanoflakes de ZnO a été étudiée pour la dégradation des colorants de l'orange de méthyle (MO) sous exposition à la lumière UV et jusqu'à 93,13 % de dégradation des colorants est obtenue en 90 min. L'effet de divers paramètres (concentration de colorant, masse de matériau photocatalytique) et l'étude cinétique ont également été réalisés. Les résultats ont révélé que le traitement par ultrasons affectait les propriétés optiques et photocatalytiques des nanoflocules de ZnO, qui pourraient être utilisées pour la réhabilitation des colorants dans les effluents textiles.

Translated Description (Spanish)

En la presente investigación, se prepararon nanoescamas de ZnO a través de la vía de síntesis sonoquímica. El efecto del tiempo de tratamiento ultrasónico se estudió en función de las propiedades estructurales, morfológicas y ópticas. La difracción de rayos X (XRD) revela la formación de la estructura cristalina hexagonal de wurtzita de nanoescamas de ZnO. Los tratamientos ultrasónicos afectaron el tamaño de los cristalitos y la densidad de la dislocación, lo que se debe al aumento de las tasas de nucleación y crecimiento de las nanoescamas. Las muestras sintetizadas a los 40–50 min de tratamiento ultrasónico mostraron una fuerte banda de absorción a 605 y 650 (cm-1) frente a otros tratamientos, lo que es una indicación de nanoestructura 2D (nanoescamas). El análisis FE-SEM confirma aún más la formación de nanoestructuras 2D del ZnO. La composición y la pureza se confirmaron mediante el análisis de rayos X de dispersión de energía (edX), que muestra la aparición de elementos Zn y O en la muestra. Se estudió la actividad fotocatalítica (PCA) de las nanoescamas de ZnO para la degradación del colorante naranja de metilo (MO) bajo exposición a la luz UV y se logró una degradación del colorante de hasta el 93,13 % en 90 min. También se realizó el efecto de varios parámetros (concentración de colorante, masa de material fotocatalítico) y el estudio cinético. Los resultados revelaron que el tratamiento ultrasónico afectó las propiedades ópticas y fotocatalíticas de los nanoescamas de ZnO, que podrían emplearse para la remediación de colorantes en efluentes textiles.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التوليف بمساعدة الموجات فوق الصوتية لرقائق ZnO النانوية وتقييم النشاط التحفيزي الضوئي لتحلل ميثيل البرتقال
Translated title (French)
Synthèse assistée par ultrasons de nanoflakes de ZnO et évaluation de l'activité photocatalytique pour la dégradation de l'orange de méthyle
Translated title (Spanish)
Síntesis asistida por ultrasonidos de nanoescamas de ZnO y evaluación de la actividad fotocatalítica para la degradación de naranja de metilo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4290861530
DOI
10.1016/j.arabjc.2022.104194

Is supplement to
https://openalex.org/W2684674304 (Other)
https://openalex.org/W2387216293 (Other)
https://openalex.org/W2375903092 (Other)
https://openalex.org/W2368710402 (Other)
https://openalex.org/W2367152741 (Other)
https://openalex.org/W2352195022 (Other)
https://openalex.org/W2314995957 (Other)
https://openalex.org/W2243751800 (Other)
https://openalex.org/W2008448373 (Other)
https://openalex.org/W1968535696 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1580243988
  • https://openalex.org/W1976409456
  • https://openalex.org/W1994420064
  • https://openalex.org/W2009638022
  • https://openalex.org/W2017747247
  • https://openalex.org/W2019326597
  • https://openalex.org/W2037271052
  • https://openalex.org/W2046915222
  • https://openalex.org/W2090218358
  • https://openalex.org/W2091970602
  • https://openalex.org/W2092398968
  • https://openalex.org/W2322249584
  • https://openalex.org/W2628400045
  • https://openalex.org/W2760931262
  • https://openalex.org/W2796154831
  • https://openalex.org/W2801448531
  • https://openalex.org/W2808418025
  • https://openalex.org/W2809148879
  • https://openalex.org/W2890080645
  • https://openalex.org/W2902598293
  • https://openalex.org/W2903736233
  • https://openalex.org/W2976901176
  • https://openalex.org/W2982505671
  • https://openalex.org/W3000553327
  • https://openalex.org/W3003652634
  • https://openalex.org/W3008764206
  • https://openalex.org/W3020149906
  • https://openalex.org/W3033192869
  • https://openalex.org/W3037369601
  • https://openalex.org/W3089226889
  • https://openalex.org/W3128848925
  • https://openalex.org/W3133587031
  • https://openalex.org/W3134264261
  • https://openalex.org/W3153034110
  • https://openalex.org/W3164671930
  • https://openalex.org/W3170763829
  • https://openalex.org/W3189747460
  • https://openalex.org/W3210032115
  • https://openalex.org/W3210433146
  • https://openalex.org/W3212182398
  • https://openalex.org/W4211263120
  • https://openalex.org/W4220896472
  • https://openalex.org/W4224022650
  • https://openalex.org/W4224301103
  • https://openalex.org/W4226401713
  • https://openalex.org/W4245257836
  • https://openalex.org/W4301907422
  • https://openalex.org/W4383676194