当前位置: X-MOL 学术Nanoscale Res. Lett. › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Anion-Regulated Synthesis of ZnO 1D Necklace-Like Nanostructures with High Photocatalytic Activity
Nanoscale Research Letters ( IF 5.418 ) Pub Date : 2020-11-04 , DOI: 10.1186/s11671-020-03435-5
Xiaoyun Qin , Dongdong Shi , Bowen Guo , Cuicui Fu , Jin Zhang , Qingqing Xie , Xiangdong Shi , Fenghua Chen , Xiaomei Qin , Wei Yu , Xiangli Feng , Yan Liu , Dan Luo

One-dimensional (1D) nanomaterials with specific architectures have received increasing attention for both scientific and technological interests for their applications in catalysis, sensing, and energy conversion, etc. However, the development of an operable and simple method for the fabrication of 1D nanostructures remains a challenge. In this work, we developed an “anion-regulated morphology” strategy, in which anions could regulate the dimensionally-restricted anisotropic growth of ZnO nanomaterials by adjusting the surface energy of different growth facets. ZnO 1D necklace-like nanostructures (NNS) could be prepared through a hydrothermal treatment of zinc acetate and urea mixture together with a subsequent calcination procedure at 400 °C. While replacing the acetate ions to nitrate, sulfate, and chlorion ions produced ZnO nanoflowers, nanosheets and hexagonal nanoplates, respectively. Density functional theory calculations were carried out to explain the mechanism behind the anions-regulating anisotropic crystal growth. The specified ZnO 1D NNS offered improved electron transport while the grain surface could supply enlarged specific surface area, thus providing advanced photocatalytic ability in the following photodegradation of methyl orange (MO). Among the four photocatalysts with different morphologies, ZnO 1D NNS, possessing the highest catalytic activity, degraded 57.29% MO in the photocatalytic reaction, which was 2 times, 10 times and 17 times higher than nanoflowers, nanosheets and hexagonal nanoplates, respectively. Our work provides new ideas for the construction and application of ZnO 1D nanomaterials.



中文翻译:

阴离子调控的具有高光催化活性的ZnO 1D项链状纳米结构的合成

具有特定结构的一维(1D)纳米材料因其在催化,传感和能量转换等方面的应用而受到科学和技术兴趣的日益关注。但是,开发了一种可操作且简单的方法来制造一维纳米结构仍然是一个挑战。在这项工作中,我们开发了一种“阴离子调节形态”策略,其中阴离子可以通过调节不同生长面的表面能来调节ZnO纳米材料尺寸受限的各向异性生长。ZnO 1D项链状纳米结构(NNS)可以通过对醋酸锌和尿素混合物进行水热处理以及随后在400°C下进行煅烧来制备。在将乙酸根离子替换为硝酸根,硫酸根和氯离子后,产生了ZnO纳米花,纳米片和六角形纳米板。进行了密度泛函理论计算,以解释阴离子调节各向异性晶体生长的机理。特定的ZnO 1D NNS可以改善电子传输,而晶粒表面可以提供更大的比表面积,因此在随后的甲基橙(MO)光降解中提供了先进的光催化能力。在四种不同形态的光催化剂中,具有最高催化活性的ZnO 1D NNS在光催化反应中降解了57.29%的MO,分别比纳米花,纳米片和六角形纳米板高2倍,10倍和17倍。我们的工作为ZnO 1D纳米材料的构建和应用提供了新思路。进行了密度泛函理论计算,以解释阴离子调节各向异性晶体生长的机理。特定的ZnO 1D NNS可以改善电子传输,而晶粒表面可以提供更大的比表面积,因此在随后的甲基橙(MO)光降解中提供了先进的光催化能力。在四种不同形态的光催化剂中,具有最高催化活性的ZnO 1D NNS在光催化反应中降解了57.29%的MO,分别比纳米花,纳米片和六角形纳米板高2倍,10倍和17倍。我们的工作为ZnO 1D纳米材料的构建和应用提供了新思路。进行了密度泛函理论计算,以解释阴离子调节各向异性晶体生长的机理。特定的ZnO 1D NNS可以改善电子传输,而晶粒表面可以提供更大的比表面积,因此在随后的甲基橙(MO)光降解中提供了先进的光催化能力。在四种不同形态的光催化剂中,具有最高催化活性的ZnO 1D NNS在光催化反应中降解了57.29%的MO,分别比纳米花,纳米片和六角形纳米板高2倍,10倍和17倍。我们的工作为ZnO 1D纳米材料的构建和应用提供了新思路。特定的ZnO 1D NNS可以改善电子传输,而晶粒表面可以提供更大的比表面积,因此在随后的甲基橙(MO)光降解中提供了先进的光催化能力。在四种不同形态的光催化剂中,具有最高催化活性的ZnO 1D NNS在光催化反应中降解了57.29%的MO,分别比纳米花,纳米片和六角形纳米板高2倍,10倍和17倍。我们的工作为ZnO 1D纳米材料的构建和应用提供了新思路。特定的ZnO 1D NNS可以改善电子传输,而晶粒表面可以提供更大的比表面积,因此在随后的甲基橙(MO)光降解中提供了先进的光催化能力。在四种不同形态的光催化剂中,具有最高催化活性的ZnO 1D NNS在光催化反应中降解了57.29%的MO,分别比纳米花,纳米片和六角形纳米板高2倍,10倍和17倍。我们的工作为ZnO 1D纳米材料的构建和应用提供了新思路。在四种不同形态的光催化剂中,具有最高催化活性的ZnO 1D NNS在光催化反应中降解了57.29%的MO,分别比纳米花,纳米片和六角形纳米板高2倍,10倍和17倍。我们的工作为ZnO 1D纳米材料的构建和应用提供了新思路。在四种不同形态的光催化剂中,具有最高催化活性的ZnO 1D NNS在光催化反应中降解了57.29%的MO,分别比纳米花,纳米片和六角形纳米板高2倍,10倍和17倍。我们的工作为ZnO 1D纳米材料的构建和应用提供了新思路。

更新日期:2020-11-04
down
wechat
bug