Abstract A photoreduction coupling of sol-gel derived NiO/SiO2 nanocomposites with palladium (Pd) and yttria (Y) nanoparticles was developed to produce efficient visible-light-driven photocatalysts. The XRD and Raman spectra revealed a highly crystalline, cubic NiO phase with an amorphous structure of SiO2. Upon coupling with either Pd or Y nanoparticles, the material crystallinity was preserved with a narrowing in bandgap energy. The N2 sorption analysis confirmed the mesoporous nature of the synthesized materials, with higher BET surface area for the doped NiO/SiO2. The SEM and TEM images revealed spherical nanoparticles formation with typical lattice fringes and the presence of Pd and Y nanoparticles was confirmed by EDS analysis. Compared to the undoped NiO/SiO2 photocatalyst, the developed Pd and Y doped photocatalysts exhibited a remarkable enhancement in the photocatalytic degradation of methylene blue (MB) dye at ambient conditions. The reaction rate constant (k) of Pd and Y doped NiO/SiO2 photocatalysts was enhanced and found to be respectively 2.18 × 10−4 and 2.02 × 10−4 min-1 compared to 1.32 × 10−4 min-1 obtained for undoped NiO/SiO2 photocatalyst. The enhancement in the photodegradation efficiency of doped samples was attributed to the high crystallinity, textural characteristics with a high specific surface area and increased light absorption capability with efficient separation of charge carriers. The current developed Pd and Y doped NiO/SiO2 photocatalysts exhibited outstanding stability during the recyclability.

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NiO/SiO2 纳米复合材料与钯和氧化钇纳米颗粒的光还原偶联：可见光驱动光催化剂

摘要 开发了溶胶-凝胶衍生的 NiO/SiO2 纳米复合材料与钯 (Pd) 和氧化钇 (Y) 纳米颗粒的光还原偶联，以生产高效的可见光驱动光催化剂。XRD 和拉曼光谱显示高度结晶的立方 NiO 相具有 SiO2 的非晶结构。在与 Pd 或 Y 纳米粒子偶联后，材料结晶度得以保持，带隙能量变窄。N2 吸附分析证实了合成材料的介孔性质，掺杂的 NiO/SiO2 具有更高的 BET 表面积。SEM 和 TEM 图像显示球形纳米粒子形成具有典型的晶格条纹，并且通过 EDS 分析证实了 Pd 和 Y 纳米粒子的存在。与未掺杂的 NiO/SiO2 光催化剂相比，开发的 Pd 和 Y 掺杂光催化剂在环境条件下对亚甲蓝 (MB) 染料的光催化降解表现出显着增强。Pd 和 Y 掺杂的 NiO/SiO2 光催化剂的反应速率常数 (k) 得到提高，发现分别为 2.18 × 10-4 和 2.02 × 10-4 min-1，而未掺杂的为 1.32 × 10-4 min-1 NiO/SiO2 光催化剂。掺杂样品光降解效率的提高归因于高结晶度、具有高比表面积的纹理特征以及通过有效分离电荷载流子增加的光吸收能力。当前开发的 Pd 和 Y 掺杂的 NiO/SiO2 光催化剂在可回收性期间表现出出色的稳定性。Pd 和 Y 掺杂的 NiO/SiO2 光催化剂的反应速率常数 (k) 得到提高，发现分别为 2.18 × 10-4 和 2.02 × 10-4 min-1，而未掺杂的为 1.32 × 10-4 min-1 NiO/SiO2 光催化剂。掺杂样品光降解效率的提高归因于高结晶度、具有高比表面积的纹理特征以及通过有效分离电荷载流子增加的光吸收能力。当前开发的 Pd 和 Y 掺杂的 NiO/SiO2 光催化剂在可回收性期间表现出出色的稳定性。Pd 和 Y 掺杂的 NiO/SiO2 光催化剂的反应速率常数 (k) 得到提高，发现分别为 2.18 × 10-4 和 2.02 × 10-4 min-1，而未掺杂的为 1.32 × 10-4 min-1 NiO/SiO2 光催化剂。掺杂样品光降解效率的提高归因于高结晶度、具有高比表面积的纹理特征以及通过有效分离电荷载流子增加的光吸收能力。当前开发的 Pd 和 Y 掺杂的 NiO/SiO2 光催化剂在可回收性期间表现出出色的稳定性。掺杂样品光降解效率的提高归因于高结晶度、具有高比表面积的纹理特征以及通过有效分离电荷载流子增加的光吸收能力。当前开发的 Pd 和 Y 掺杂的 NiO/SiO2 光催化剂在可回收性期间表现出出色的稳定性。掺杂样品光降解效率的提高归因于高结晶度、具有高比表面积的纹理特征以及通过有效分离电荷载流子增加的光吸收能力。当前开发的 Pd 和 Y 掺杂的 NiO/SiO2 光催化剂在可回收性期间表现出出色的稳定性。