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Enregistrement W3025222492 · doi:10.1149/ma2020-01231346mtgabs

Investigating the in-Situ Doping Effect of Niobium Pentoxide Nanostructures on Their Electronic Surface Properties

2020· article· en· W3025222492 sur OpenAlexaffabout
Hela Kammoun, Kenza Fanidi, Leandro C. Trevelin, Marcos R.V. Lanza, Ana C. Tavares

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueElectrochemical Analysis and Applications
Établissements canadiensInstitut National de la Recherche Scientifique
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPhotodegradationPhotochemistryRadicalMaterials scienceChemistryPhotocatalysisChemical engineeringCatalysisOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The release of large quantities of effluents to the environment as wastewater affects the quality of drinking water and it is a serious concern for the environment and for the public health. Often wastewater contains substances that are toxic, carcinogenic and resistant to biodegradation [1] . Thereby, the stringent regulations imposed by environmental and governmental agencies to improve the quality of water, require more efficient wastewater treatment techniques. Advanced oxidative processes (AOPs) consist of non-selective and efficient oxidative degradation of organic pollutants using chemical species with high oxidative power such as hydroxyl radicals [1]. In one of the AOP methods, light interacts with semiconductors generating excitons by the transfer of electrons from the valence band to the conduction one. The excitons react with oxygen and water forming hydroxyl radicals, which degrade organic molecules. Actually, photodegradation is an effective-cost method to treat industrial effluents [1] . However, this technology suffers from some challenges such as insufficient utilization of visible-light. Therefore, advances in photodegradation processes require the development of new semiconductors, the evaluation of their electronic and surface properties, to enhance the efficiency of hydroxyl radicals’ generation in presence of UV light and broad spectrum light source . [2][3]. Different metal oxides, were exploited for such a purpose like TiO 2 , SnO 2 , ZnO 2 , Fe 3 O 2 , Al 2 O 3 , showing different performances in terms of degradation rates [1]. Niobium pentoxide has been investigated for different applications such as humidity, gas and chemical sensing, electrochromic devices and catalysis due to its thermodynamic stability, high corrosion resistance, biocompatibility and Bronsted acidic properties [2]. At the same time, is one of the least studied metal oxides, which makes it attractive for fundamental studies. Nb 2 O 5 is a wide band-gap semiconductor, with a band gap of 3.4 - 4 eV depending on its morphological features, meaning that it can be used as a photocatalyst only when activated with ultraviolet irradiation [4][5][6]. In this work, we investigate the impact of the nature and content of the doping element on the electronic surface properties of Nb 2 O 5 nanostructures aiming at widen its photon absorption in the electromagnetic spectrum. The Nb 2 O 5 nanoparticles were synthesized by hydrothermal synthesis at 150°C, for 2h, by mixing ammonium niobium oxalate with the different percentages of dopant precursors: N, Cu, and Ta. The structural and morphological characterization of the samples was carried out by X-ray diffraction (XRD) and Scanning electronic microscopy (SEM). The optical properties were investigated by UV-Visible-NIR diffuse-reflectance spectroscopy (DRS) to define the effective optical band gap, Ultraviolet photoelectron spectroscopy (UPS) to calculate the work function of the materials and by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to determine the valence band edge, leading to the complete construction of the energy diagram of the different synthesized nanoparticles. The successful doping of Nb 2 O 5 nanostructures with 1 wt% of Ta, Cu or N lead to a narrowing of the optical band gap as illustrated in Figure 1. The reduction of the optical band gap of Nb 2 O 5 is at least of 0.5 EV through the doping with tantalum but around 1 eV with nitrogen. The correlation between the electronic surface properties and the structure of the materials will be discussed. Acknowledgements The authors would like to thank the funding from NSERC (Strategic partnership program, Canada) and FAPESP (BEPE 2018/17279-1, Brazil). References [1] I. Sirés , E. Brillas, M.A. Oturan & al. Environ Sci Pollut Res ,21, 8336 (2014) [2] X. Lang, X. Chen, J. Zhao, Chem. Soc. Rev. 4,473–486 (2014). [3] M.S.A. Sher Shah, A.R. Park, K. Zhang, J.H. Park, P.J. Yoo, ACS Appl. Mater. Interfaces. 4,3893– 3901(2012). [4] YD Wang, LF Yang, ZL Zhou, YF Li, XH Wu. Materials Letters, 49 (5), 277-281 (2001). [5] I. C. M. S. Santos, L. H. Loureiro, M. F. P. Silva and A. M. V. Cavaleiro, Polyhedron. 21,2009-42015 (2002). [6] J.F. Carneiro, M.J. Paulo, M. Siaj, A.C. Tavares, and M.R.V. Lanza, J. Catal. 332, 51–61 (2015). [7] R. Pandiyan, N. Delegan, A. Dirany, P. Drogui, M. A. El Khakani, J. Phys. Chem. C, 120, 631-638, (2016). Figure 1

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,017
Score d'incertitude au seuil0,477

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,223
Écart entre enseignants0,211 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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