Synthesis and Characterization of an α-Fe2O3-Decorated g-C3N4 Heterostructure for the Photocatalytic Removal of MO
Notice bibliographique
Résumé
This study describes the preparation of graphitic carbon nitride (g-C3N4), hematite (α-Fe2O3), and their g-C3N4/α-Fe2O3 heterostructure for the photocatalytic removal of methyl orange (MO) under visible light illumination. The facile hydrothermal approach was utilized for the preparation of the nanomaterials. Powder X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Energy dispersive X-ray (EDX), and Brunauer–Emmett–Teller (BET) were carried out to study the physiochemical and optoelectronic properties of all the synthesized photocatalysts. Based on the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and UV-visible diffuse reflectance (DRS) results, an energy level diagram vs. SHE was established. The acquired results indicated that the nanocomposite exhibited a type-II heterojunction and degraded the MO dye by 97%. The degradation ability of the nanocomposite was higher than that of pristine g-C3N4 (41%) and α-Fe2O3 (30%) photocatalysts under 300 min of light irradiation. The formation of a type-II heterostructure with desirable band alignment and band edge positions for efficient interfacial charge carrier separation along with a larger specific surface area was collectively responsible for the higher photocatalytic efficiency of the g-C3N4/α-Fe2O3 nanocomposite. The mechanism of the nanocomposite was also studied through results obtained from UV-vis and XPS analyses. A reactive species trapping experiment confirmed the involvement of the superoxide radical anion (O2•−) as the key reactive oxygen species for MO removal. The degradation kinetics were also monitored, and the reaction was observed to be pseudo-first order. Moreover, the sustainability of the photocatalyst was also investigated.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
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