Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Bi60In2O93-Nanopartikel: Untersuchung der photokatalytischen Aktivität

Abdulkarem Al-ofairi und Sundus Al Marsumi

Ziel: Synthese und Charakterisierung von Wismut-Indiumoxid-Nanopartikeln (Bi60In2O93) und ihre Bewertung als neue sichtbare lichtempfindliche Photokatalysatoren.

Methoden: Die Synthese wurde mithilfe einer einfachen hydrothermalen Methode bei niedriger Temperatur durchgeführt und die Kristallstrukturen und Morphologie der hergestellten Bi60In2O93-Nanopartikel wurden durch Röntgenbeugung (XRD) bzw. Rasterelektronenmikroskopie (SEM) charakterisiert. Die optischen Eigenschaften der Nanopartikel wurden mittels UV-Spektroskopie gemessen und die photokatalytische Aktivität wurde getestet, indem ihre Auswirkungen auf den Rhodamin-B-Abbau unter UV- und sichtbarem Licht gemessen wurden.

Ergebnisse: Die hergestellten Proben hatten eine hohe Kristallinität und waren tetragonal. Bi60In2O93-Nanopartikel zeigten unter simuliertem Sonnenlicht eine starke photokatalytische Aktivität. Nanopartikel, die aus einem Bi:In-Molverhältnis von 12:1 hergestellt wurden, hatten die kleinste Größe (~75 nm im Durchmesser) und waren am gleichmäßigsten mit guter sphärischer Morphologie. Diese Partikel zeigten die stärkste photokatalytische Aktivität, einschließlich Aktivität im sichtbaren Bereich. Der mögliche Mechanismus zur Aktivitätssteigerung von Bi60In2O93-Nanopartikeln im Vergleich zu Bi2O3 wurde untersucht. Der verstärkte Abbau von Rhodamin-B, der durch Farbstoffsensibilisierung gefördert wird, hängt mit der höheren Kristallinität, der einzigartigen Tunnelstruktur, der schmaleren Bandlücke und der speziellen Elektronenstruktur der Bi60In2O93-Nanopartikel zusammen.

Schlussfolgerung: Bi60In2O93-Nanopartikel sind vielversprechend als sichtbares lichtempfindliches Photokatalysatoren und für die Halbleiterentwicklung.