Published December 1, 2023
| Version v1
Publication
Synthesis of N-doped TiO2 nanoparticles with enhanced photocatalytic activity for 2,4-dichlorophenol degradation and H2 production
Creators
- 1. Abdul Wali Khan University Mardan
- 2. University of Peshawar
- 3. COMSATS University Islamabad
- 4. University of Swabi
- 5. University of Azad Jammu and Kashmir
- 6. Federal Urdu University
- 7. King Saud University
- 8. Zayed University
- 9. Gdańsk University of Technology
Description
Nitrogen-doped titanium dioxide (N-TiO2) nanoparticles were prepared using a modified sol-gel method. The as-prepared nanoparticles were characterized by state-of-the-art techniques for their optical, structural and morphological properties. The crystallite size, surface area and bandgap energy of reference TiO2 and N-TiO2 nanoparticles were found to be 16.1 and 10.9 nm, 83.6 and 131.8 m2 g−1 and 3.23 and 2.89 eV, respectively. The photocatalytic activities, in terms of 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) degradation, of reference TiO2 and N-TiO2 were found to be 46.9 and 65.4% at 120 min of treatments under UV light irradiation and 21.5 and 77.6% at 240 min of treatment under visible light irradiation, employing 153.4 µM 2,4-DCP, 1 g L−1 photocatalyst dosage, and pH 5.6. Interestingly, considerable H2 production rate (i.e., 386 μmol h−1 g−1) was observed for visible/N-TiO2 system in presence of 0.2 wt % Pt. The study revealed that visible/N-TiO2 photocatalytic system can be used as an economically viable technology for environmental sustainability.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم تحضير الجسيمات النانوية لثاني أكسيد التيتانيوم (N - TiO2) المشبع بالنيتروجين باستخدام طريقة sol - gel المعدلة. تميزت الجسيمات النانوية المعدة بأحدث التقنيات لخصائصها البصرية والهيكلية والمورفولوجية. تم العثور على حجم البلورات ومساحة السطح وطاقة فجوة النطاق المرجعية TiO2 و N - TiO2 nanoparticles لتكون 16.1 و 10.9 نانومتر و 83.6 و 131.8 متر مربع جم-1 و 3.23 و 2.89 فولت، على التوالي. تم العثور على الأنشطة التحفيزية الضوئية، من حيث تحلل 2،4 -ثنائي كلورو الفينول (2،4 - DCP)، ذات المرجع TiO2 و N - TiO2 لتكون 46.9 و 65.4 ٪ عند 120 دقيقة من العلاجات تحت إشعاع ضوء الأشعة فوق البنفسجية و 21.5 و 77.6 ٪ عند 240 دقيقة من العلاج تحت إشعاع الضوء المرئي، باستخدام 153.4 ميكرومتر 2،4 - DCP، 1 غرام L-1 جرعة المحفز الضوئي، ودرجة الحموضة 5.6. ومن المثير للاهتمام، لوحظ معدل إنتاج H2 كبير (أي 386 ميكرومول ساعة-1 غرام-1) لنظام مرئي/N - TiO2 في وجود 0.2 ٪ بالوزن من الوزن. كشفت الدراسة أنه يمكن استخدام نظام التحفيز الضوئي المرئي/N - TiO2 كتكنولوجيا مجدية اقتصاديًا للاستدامة البيئية.Translated Description (French)
Des nanoparticules de dioxyde de titane dopé à l'azote (N-TiO2) ont été préparées en utilisant une méthode sol-gel modifiée. Les nanoparticules telles que préparées ont été caractérisées par des techniques de pointe pour leurs propriétés optiques, structurelles et morphologiques. La taille des cristallites, la surface et l'énergie de bande interdite des nanoparticules de TiO2 et de N-TiO2 de référence ont été trouvées à 16,1 et 10,9 nm, 83,6 et 131,8 m2 g−1 et 3,23 et 2,89 eV, respectivement. Les activités photocatalytiques, en termes de dégradation du 2,4-dichlorophénol (2,4-DCP), du TiO2 et du N-TiO2 de référence ont été trouvées à 46,9 et 65,4 % à 120 min de traitements sous irradiation de lumière UV et à 21,5 et 77,6 % à 240 min de traitement sous irradiation de lumière visible, en utilisant 153,4 µM de 2,4-DCP, 1 g de dose de photocatalyseur L−1 et un pH de 5,6. Fait intéressant, un taux de production de H2 considérable (c.-à-d. 386 μmol h−1 g−1) a été observé pour le système visible/N-TiO2 en présence de 0,2 % en poids de Pt. L'étude a révélé que le système photocatalytique visible/N-TiO2 peut être utilisé comme une technologie économiquement viable pour la durabilité environnementale.Translated Description (Spanish)
Las nanopartículas de dióxido de titanio dopado con nitrógeno (N-TiO2) se prepararon utilizando un método de sol-gel modificado. Las nanopartículas así preparadas se caracterizaron por técnicas de última generación por sus propiedades ópticas, estructurales y morfológicas. Se encontró que el tamaño de los cristalitos, el área superficial y la energía de banda prohibida de las nanopartículas de Tío2 y N-TiO2 de referencia eran de 16,1 y 10,9 nm, 83,6 y 131,8 m2 g-1 y 3,23 y 2,89 eV, respectivamente. Se encontró que las actividades fotocatalíticas, en términos de degradación de 2,4-diclorofenol (2,4-DCP), de Tío2 y N-TiO2 de referencia fueron 46.9 y 65.4% a los 120 min de tratamientos bajo irradiación de luz UV y 21.5 y 77.6% a los 240 min de tratamiento bajo irradiación de luz visible, empleando 153.4 µM de 2,4-DCP, 1 g de dosis de fotocatalizador L-1 y pH 5.6. Curiosamente, se observó una tasa de producción de H2 considerable (es decir, 386 μmol h−1 g−1) para el sistema visible/N-TiO2 en presencia de 0.2% en peso de Pt. El estudio reveló que el sistema fotocatalítico visible/N-TiO2 se puede utilizar como una tecnología económicamente viable para la sostenibilidad ambiental.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تخليق جسيمات TiO2 النانوية المخدرة بـ N مع نشاط تحفيزي ضوئي معزز لتحلل 2،4 -ثنائي كلورو الفينول وإنتاج H2
- Translated title (French)
- Synthèse de nanoparticules de TiO2 dopées N avec une activité photocatalytique améliorée pour la dégradation du 2,4-dichlorophénol et la production de H2
- Translated title (Spanish)
- Síntesis de nanopartículas de Tío2 dopadas con N con actividad fotocatalítica mejorada para la degradación de 2,4-diclorofenol y la producción de H2
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4387955599
- DOI
- 10.1016/j.jece.2023.111308
References
- https://openalex.org/W102101555
- https://openalex.org/W1860002421
- https://openalex.org/W1948581706
- https://openalex.org/W1967684930
- https://openalex.org/W1971008178
- https://openalex.org/W1980704616
- https://openalex.org/W1980801081
- https://openalex.org/W1993484549
- https://openalex.org/W1997823712
- https://openalex.org/W1997990554
- https://openalex.org/W2004742416
- https://openalex.org/W2012058991
- https://openalex.org/W2012998748
- https://openalex.org/W2013468975
- https://openalex.org/W2016974618
- https://openalex.org/W2023284935
- https://openalex.org/W2027175628
- https://openalex.org/W2027390371
- https://openalex.org/W2033266438
- https://openalex.org/W2035479485
- https://openalex.org/W2035686231
- https://openalex.org/W2038351493
- https://openalex.org/W2039853637
- https://openalex.org/W2042621089
- https://openalex.org/W2050847741
- https://openalex.org/W2052857935
- https://openalex.org/W2057956799
- https://openalex.org/W2058651293
- https://openalex.org/W2061185411
- https://openalex.org/W2062387372
- https://openalex.org/W2070567538
- https://openalex.org/W2071022680
- https://openalex.org/W2080035835
- https://openalex.org/W2080678913
- https://openalex.org/W2081731184
- https://openalex.org/W2087297858
- https://openalex.org/W2089311459
- https://openalex.org/W2089789830
- https://openalex.org/W2092637721
- https://openalex.org/W2094802313
- https://openalex.org/W2113632035
- https://openalex.org/W2114554479
- https://openalex.org/W2115556754
- https://openalex.org/W2205998631
- https://openalex.org/W2209642129
- https://openalex.org/W2264518439
- https://openalex.org/W2276043535
- https://openalex.org/W2289532993
- https://openalex.org/W2320454098
- https://openalex.org/W2327857279
- https://openalex.org/W2403350481
- https://openalex.org/W2468636334
- https://openalex.org/W2514031372
- https://openalex.org/W2523367608
- https://openalex.org/W2550691666
- https://openalex.org/W2558794292
- https://openalex.org/W2574646255
- https://openalex.org/W2612860008
- https://openalex.org/W2613197319
- https://openalex.org/W2776507675
- https://openalex.org/W2802489657
- https://openalex.org/W2888416871
- https://openalex.org/W2890531023
- https://openalex.org/W2890612327
- https://openalex.org/W2896087768
- https://openalex.org/W2940960156
- https://openalex.org/W2949212022
- https://openalex.org/W2953473691
- https://openalex.org/W2958677883
- https://openalex.org/W2969268445
- https://openalex.org/W2972042944
- https://openalex.org/W2981742888
- https://openalex.org/W2996870530
- https://openalex.org/W3017319711
- https://openalex.org/W3018262505
- https://openalex.org/W3049349975
- https://openalex.org/W3049632349
- https://openalex.org/W3083076999
- https://openalex.org/W3083466869
- https://openalex.org/W3088215084
- https://openalex.org/W3092064010
- https://openalex.org/W3097162671
- https://openalex.org/W3108918866
- https://openalex.org/W3112398347
- https://openalex.org/W3162587953
- https://openalex.org/W3167462169
- https://openalex.org/W3205846716
- https://openalex.org/W3210329366
- https://openalex.org/W4280579069
- https://openalex.org/W4283701050
- https://openalex.org/W4323349541