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Fabricación de heteroestructuras jerárquicas de núcleo-capa de ZnO @ NiO para un rendimiento fotocatalítico mejorado

Resumen

Se prepararon heteroestructuras de núcleo-capa de ZnO @ NiO con alta eficiencia fotocatalítica y reutilización mediante deposición electroquímica sobre sustratos de tela de fibra de carbono. Sus propiedades fotocatalíticas se investigaron midiendo la degradación de rodamina B y naranja de metilo (MO) bajo irradiación con luz ultravioleta. La eficiencia de fotodegradación de las heteroestructuras de ZnO @ NiO hacia ambos tintes fue mejor que la de las nanobarras de ZnO puro y las nanohojas de NiO. El mayor rendimiento podría atribuirse a la formación de heterounión p – n entre ZnO y NiO. Especialmente, la heteroestructura de ZnO @ NiO formada tras la deposición de NiO durante 10 min degradó el 95% de MO bajo irradiación con luz ultravioleta durante 180 min. La alta eficiencia de fotodegradación de las heteroestructuras de ZnO @ NiO también se atribuyó a la alta eficiencia de separación de los portadores fotogenerados, como lo confirma la mayor fotocorriente de las heteroestructuras de ZnO @ NiO (ocho veces mayor) en comparación con la de las nanovarillas de ZnO puro. Además, la alta eficiencia de fotodegradación de las heteroestructuras de ZnO @ NiO se mantuvo durante tres experimentos de degradación sucesivos y se redujo al 90% después del tercer ciclo.

Antecedentes

Durante las últimas décadas, la fotocatálisis de semiconductores, como un tipo de “tecnología verde”, ha atraído mucha atención debido a sus aplicaciones potenciales en la protección ambiental y la producción de energía [1, 2, 3]. Los semiconductores típicos que se han investigado son TiO 2 [4], ZnO [5,6,7], Cu 2 O [8, 9], CdS [10, 11] y C 3 N 4 [12]. Entre ellos, el ZnO ha sido el más investigado sistémicamente debido a su alta movilidad electrónica, diversas morfologías, facilidad de preparación, bajo costo y naturaleza no tóxica [13, 14]. El ZnO, con banda prohibida directa de ancho (3.37 eV), generalmente exhibe conductividad de tipo n debido a los defectos nativos, incluidos los intersticiales de zinc y las vacantes de oxígeno. Sin embargo, el ZnO como fotocatalizador tiene varias limitaciones:(1) su gran banda prohibida favorece el uso de luz ultravioleta principalmente para que se produzca la fotodegradación; (2) la rápida recombinación interna de pares de electrones-huecos fotogenerados da como resultado una baja eficiencia de fotodegradación [15, 16]; (3) la aparición de fotocorrosión severa durante el proceso fotocatalítico dificulta la degradación efectiva de contaminantes orgánicos. Por lo tanto, el desarrollo de fotocatálisis de alto rendimiento basada en ZnO sigue siendo un desafío.

Muchos grupos de investigación han buscado mejorar la eficiencia de separación de los portadores fotogenerados y ampliar el rango de respuesta espectral mediante, por ejemplo, el dopaje [17], la carga de metales nobles [5, 18,19,20] y la combinación con otros semiconductores [21, 22,23,24,25,26,27,28,29,30,31]. Como candidato potencial, el óxido de níquel, material semiconductor de tipo p (Ej. =3,5 eV) con una sal de roca o estructura cúbica, ha atraído mucho interés debido a su estructura electrónica, alta movilidad del agujero y bajo desajuste de celosía con ZnO. Por lo tanto, se puede utilizar para fabricar p – n heterounión con ZnO. Además, la heterounión de ZnO @ NiO puede formar una estructura de banda de tipo II. La banda de conducción (CB) de ZnO está ubicada entre la banda de valencia (VB) y la banda CB de NiO; tal configuración puede dificultar la recombinación de pares de electrones y huecos fotogenerados, lo que podría conducir a una mejora de la eficiencia fotocatalítica. Zhang y col. [32] informaron sobre la síntesis de nanofibras de heterounión de NiO de tipo p / ZnO de tipo n utilizando el proceso sol-gel y la tecnología de electrohilado y su uso como fotocatalizadores. Este último exhibió actividades catalíticas más altas que las nanofibras de NiO y ZnO puras. Luo y col. [33] informó que las nanoagujas de ZnO cultivadas directamente a partir de una espuma porosa de Ni o una superficie de NiO mostraron un rendimiento fotocatalítico 2,5 veces mayor que el ZnO puro. Lei y col. fabricaron microesferas huecas porosas jerárquicas de ZnO / NiO, que tienen una capacidad de adsorción superior para el Congo [34]. A pesar de las eficiencias fotocatalíticas mejoradas informadas, el uso de heteroestructuras de ZnO @ NiO actuales como fotocatalizadores todavía adolece de inconvenientes como el proceso de síntesis complejo, la dificultad en la separación del fotocatalizador del medio de reacción y la posterior reutilización de los fotocatalizadores. En particular, la separación de los fotocatalizadores de la solución después de la reacción es un desafío en los procesos fotocatalíticos prácticos.

En el presente artículo, se elige una tela de fibra de carbono como sustrato para sintetizar heteroestructuras de ZnO @ NiO por deposición electroquímica. Tal configuración permite una fácil separación del fotocatalizador de la solución y el reciclaje del fotocatalizador. También se analiza el rendimiento de la respuesta de fotocorriente de las heteroestructuras jerárquicas de núcleo-capa de ZnO @ NiO.

Métodos

Preparación de materiales

Se cultivaron nanobarras de ZnO en una tela de fibra de carbono mediante un método de deposición electroquímica. Antes de su uso, la tela de fibra de carbono se limpió mediante sonicación secuencial en acetona, etanol y agua desionizada. Una solución acuosa mixta (electrolito) de nitrato de zinc hexahidrato 5 mM (Zn (NO 3 ) 2 · 6H 2 O) y hexametilentetramina 5 mM, tela de fibra de carbono, una placa de platino de 2 cm x 2 cm y Ag / AgCl en una solución saturada de KCl se utilizaron como electrodos de trabajo, contador y referencia, respectivamente. La celda electrolítica se colocó en un baño de agua para mantener una temperatura constante de 90 ° C. La reacción se llevó a cabo durante 30 min a un potencial constante de - 0,9 V frente al electrodo de referencia. Después de la reacción, las muestras se lavaron varias veces con agua desionizada y se secaron en un horno a 60 ° C durante 24 h.

La capa de nanohojas de NiO se depositó sobre una tela de fibra de carbono mediante deposición electroquímica, y 0,01 mol de nitrato de níquel hexahidrato (Ni (NO 3 ) 2 · 6H 2 O) se disolvió en 500 mL de agua desionizada. La reacción se llevó a cabo a un potencial constante de -1 V frente al electrodo de referencia durante 10 min. Después de la reacción, las muestras se sacaron de la solución y se lavaron varias veces con agua desionizada, seguido de un recocido a 400 ° C en un horno durante 2 h al aire.

Para preparar las heteroestructuras de ZnO @ NiO, se depositó una capa de NiO sobre las nanobarras de ZnO mediante deposición electroquímica. El tiempo de deposición se varió de 5 a 10 y 15 min. Las muestras resultantes se indican respectivamente como ZN1, ZN2 y ZN3. El proceso de fabricación de las heteroestructuras de ZnO @ NiO se presenta en la Fig. 1. Se utilizó el mismo proceso que se utilizó para la deposición de una capa de NiO sobre un sustrato de tela de carbono.

Proceso de fabricación de heteroestructuras jerárquicas de ZnO @ NiO

Caracterización del material

Las morfologías y estructuras de las nanobarras de ZnO, las nanoplacas de NiO y las heteroestructuras de ZnO @ NiO se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido por emisión de campo (FESEM; NoVaTM Nano SEM 250, FEI), difracción de rayos X (XRD; Bruker D8 Advance) y transmisión microscopía electrónica (TEM; Tecnai G2 F20, FEI). La composición química de la superficie y los estados de ZN2 se determinaron usando un espectrómetro de fotoelectrones de rayos X (Thermo ESCALAB 250XI) equipado con una fuente monocromática de Al Kα (1486,6 eV). Las mediciones de fotoluminiscencia (PL) se llevaron a cabo con un espectrómetro micro-Raman JY-630 utilizando la línea de 325 nm de un láser de He-Cd como fuente de excitación.

Actividad fotocatalítica

La actividad fotocatalítica de las muestras (ZnO, NiO y ZnO @ NiO) se investigó examinando la fotodegradación de rodamina B (RhB) y naranja de metilo (MO). La instalación fotocatalítica (XPA serie 7, Nanjing) estaba equipada con una lámpara de mercurio de 500 W como fuente de luz. Normalmente, la muestra de fotocatalizador que creció sobre el sustrato de tela de fibra de carbono (2 cm x 1,5 cm) se colocó en un tubo de cuarzo lleno con 20 ml de solución acuosa de RhB o MO (5 mg / L). La solución se mantuvo primero durante 60 min en la oscuridad para asegurar un equilibrio de adsorción-desorción entre el fotocatalizador y el tinte, después de lo cual se inició la irradiación con luz ultravioleta. A intervalos de iluminación dados, la concentración del tinte se determinó midiendo la absorbancia de la solución de tinte a 464 nm (para MO) y 554 nm (para RhB) en un espectrofotómetro UV-Vis (TU-1900/1901, Beijing) . Los experimentos se realizaron a temperatura ambiente.

Caracterización de respuesta de fotocorriente

Todas las mediciones electroquímicas se realizaron utilizando un sistema típico de tres electrodos. A 0,5 M Na 2 SO 4 Se utilizó una solución acuosa (con pH tamponado a ~ 7,0) como electrolito. Se utilizó una lámpara UV de 10 W como fuente de luz para la prueba de fotocorriente.

Resultados y discusión

Los patrones de XRD de las nanovarillas de ZnO, las nanohojas de NiO y los nanocompuestos de ZnO @ NiO cultivados en una tela de fibra de carbono se muestran en la Fig. 2. Los picos de difracción amplios ubicados a 25,7 ° y 43,7 ° podrían atribuirse a la tela de carbono. Los picos de difracción observados para las nanovarillas de ZnO podrían asignarse a los planos cristalinos (100), (002), (101), (102), (110), (103) y (112) de la wurtzita hexagonal ZnO. Los picos de difracción observados a 37,0 ° y 42,9 ° en el patrón XRD de las nanohojas de NiO podrían asignarse a los planos cristalinos (111) y (200) del NiO cúbico. Los patrones XRD de las heteroestructuras ZN1, ZN2 y ZN3 mostraron picos de difracción de estructura hexagonal ZnO y estructura cúbica NiO. Además, los picos de difracción de NiO se fortalecieron gradualmente a medida que el tiempo de deposición para preparar las heteroestructuras compuestas aumentó de 5 a 15 min. Además, no se observaron otros picos característicos, y no se observó transformación de fase cristalina de ZnO después de la deposición de NiO, lo que confirma la alta pureza de los compuestos preparados.

Patrones XRD de compuestos de ZnO, NiO y ZnO @ NiO

La Figura 3a muestra imágenes SEM de vista superior representativas del sustrato de tela de fibra de carbono. Las fibras tenían una superficie lisa (insertada en la Fig. 3a). Como se observa en la Fig. 3b, el NiO con una estructura en forma de hoja creció uniformemente sobre la tela de fibra de carbono. Por el contrario, el ZnO creció como nanobarras en la tela de fibra de carbono (Fig. 3c). Se obtuvieron nanobarras de ZnO con una superficie lisa y diámetros de 200 nm con gran rendimiento (recuadro de la Fig. 3c). Las imágenes FESEM de los compuestos ZnO @ NiO se muestran en la Fig. 3d – f. El diámetro de las heteroestructuras se hizo más grande tras el depósito de nanohojas de NiO. Prolongar el tiempo de deposición de NiO a 10 min (Fig. 3e) aumentó la densidad de las nano láminas de NiO depositadas. Cuando el tiempo de deposición se extendió a 15 minutos (Fig. 3f), la parte superior de los nanocompuestos se interconectó, lo que indica un aumento adicional en la cantidad de NiO depositado, de acuerdo con los resultados de XRD.

Imágenes SEM de a tela de carbón, b Nanohojas de NiO, c Nanovarillas de ZnO, d ZN1, e ZN2 y f ZN3

Las asignaciones elementales de EDS en la Fig.4b yc, correspondientes al SEM en la Fig.4a de la muestra de ZN2, revelan claramente la distribución espacial uniforme de los elementos de zinc (Zn), níquel (Ni) y oxígeno (O), lo que indica que NiO nanohojas distribuidas uniformemente sobre las superficies de nanobarras de ZnO. Los elementos mencionados anteriormente en ZnO @ NiO jerárquico también se confirman mediante la medición EDX en la Fig. 4, que es consistente con las observaciones del SEM.

Imágenes típicas de mapeo elemental de espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS) de ZN2. un La imagen SEM correspondiente del área de mapeo. b O mapeo. c Mapeo de Zn. d Mapeo de Ni. e Imágenes EDS

Como se observa en una imagen TEM representativa en la Fig. 5, las heteroestructuras de ZnO @ NiO (ZN2) tienen una estructura núcleo-capa que consta de nanobarras de ZnO como núcleo y nanohojas de NiO como capa. El diámetro de las morfologías en forma de bastón fue de ~ 200-300 nm. La imagen TEM de alta resolución en la Fig. 5b muestra las interfaces de las redes cristalinas de ZnO y NiO. La distancia interplanar de 0.26 nm coincide con el espaciado reticular del plano (002) de wurtzita hexagonal ZnO, mientras que el espaciado reticular de 0.241 nm corresponde al espaciado interplanar del plano (111) de NiO cúbico. Además, la interfaz distinta y la continuidad de las franjas de celosía observadas entre las nanoestructuras de NiO y ZnO en la Fig. 5b indican la formación de heterounión p – n entre NiO y ZnO en la nanoestructura de ZN2.

un Imagen TEM de la heteroestructura de ZnO @ NiO (ZN2). b TEM de alta resolución de la imagen de ZN2

Los patrones de espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) de ZN2 se muestran en la Fig. 6. Se observaron picos correspondientes a cuatro elementos, Zn, O, Ni y C, en los espectros de estudio XPS (Fig. 6a). El pico C1s con una energía de enlace de 284,6 eV se utilizó como referencia estándar para la calibración y se atribuye principalmente a los contaminantes de hidrocarburos, normalmente presentes en los espectros XPS [15]. En la Fig. 6b, los picos de XPS ubicados a 529,5 eV se atribuyeron al oxígeno de la red, mientras que el pico de energía a 532,2 eV se asignó al O 2 no adsorbido. o especies de hidroxilo de superficie [35]. En la Fig. 6c, los dos picos centrados en energías de enlace de 1022,3 y 1045,2 eV se atribuyeron al Zn 2p 3/2 y Zn 2p 1/2 afirma [36], lo que sugiere que Zn existía en forma de Zn 2+ . La Figura 6d muestra las señales de Ni 2p XPS de ZN2, que podrían descomponerse en cinco picos. Los picos en 854.0, 856.1 y 861.1 eV, correspondientes al Ni 2p 3/2 estado, podría atribuirse a Ni – O. Los dos picos restantes a 873,1 y 879,6 eV se atribuyeron al Ni 2p 1/2 estado [32].

Espectros XPS de ZN2. un Espectros de estudio. b O 1s. c Zn 2p. d Espectros de Ni 2p

Para investigar la aplicabilidad potencial de los nanocompuestos de ZnO @ NiO, se examinaron las actividades fotocatalíticas de las muestras midiendo la degradación del colorante RhB bajo irradiación con luz ultravioleta. La absorción característica de RhB a 554 nm se utilizó para controlar su concentración durante el proceso de degradación. Después de 180 min, el 95% de RhB se degradó en presencia de ZN2. En comparación, las nanobarras de ZnO y las nano láminas de NiO degradaron respectivamente el 38% y el 33% de RhB únicamente (Fig. 7a). Además, la actividad de fotodegradación de los nanocompuestos de ZnO @ NiO fue mucho mayor que la de las nanobarras de ZnO y las nano láminas de NiO. Para medir la actividad de fotodegradación, se utilizó un gráfico de la constante de velocidad de fotodegradación de RhB frente al tiempo de degradación. La reacción se puede describir como un modelo cinético de pseudo primer orden de la siguiente manera [9]:

$$ \ ln \ left (\ frac {C} {C_0} \ right) =- kt, $$

donde C 0 representa la concentración inicial de RhB, C se refiere a la concentración de RhB en diferentes tiempos de irradiación t y k es la constante de velocidad de reacción. Las gráficas lineales de ln ( C / C 0 ) frente al tiempo de fotodegradación de RhB sobre ZnO, NiO, ZN1, ZN2 y ZN3 se muestran en la Fig. 7b. La constante de velocidad ( k ) corresponde a la pendiente de los ajustes lineales. El k calculado para la degradación de RhB sobre ZN2 fue 0.01656 min −1 , que fue superior a los calculados para las reacciones sobre nanobarras de ZnO (0,00257 min −1 ) y nanohojas de NiO (0,00208 min −1 ). En general, la actividad fotocatalítica disminuyó en el orden de ZN2> ZN3> ZN1> Nanobarras de ZnO> Nanohojas de NiO. Los resultados experimentales sugieren que la deposición de la capa de NiO en las nanobarras de ZnO facilita la transferencia de carga, mejorando así significativamente la actividad fotocatalítica. Según los resultados de BET (que se muestran en el archivo adicional 1), las áreas de superficie específicas de los compuestos de ZnO @ NiO aumentan inicialmente a medida que aumenta el tiempo de deposición de NiO y luego disminuyen a medida que aumenta el tiempo de deposición; por lo tanto, el ZN2 exhibe la mayor actividad fotocatalítica.

un Gráficos de concentración relativa (C / C 0 ) de RhB frente al tiempo para la degradación de RhB sobre nanobarras de ZN1, ZN2, ZN3 y ZnO y nanohojas de NiO bajo irradiación de luz ultravioleta. b Gráficos correspondientes de - ln ( C t / C 0 ) versus tiempo de irradiación. c Gráficos de concentración relativa ( C / C 0 ) de MO frente al tiempo para la degradación de MO sobre la heteroestructura de ZnO, NiO y ZnO @ NiO bajo irradiación UV. d Degradación fotocatalítica repetida de RhB sobre ZN2

También se examinó la degradación fotocatalítica del colorante MO bajo irradiación con luz ultravioleta, y los resultados se muestran en la Fig. 7c. Asimismo, la actividad fotocatalítica disminuyó en el orden de ZN2> ZN3> ZN1> Nanobarras de ZnO> Nanohojas de NiO. Se podría concluir que los nanocompuestos de ZnO @ NiO exhiben una actividad fotocatalítica superior sobre las nanobarras de ZnO y las nano láminas de NiO. La estabilidad fotocatalítica de ZN2 se evaluó llevando a cabo una degradación fotocatalítica repetida de RhB bajo iluminación con luz ultravioleta. Como se observa en la Fig. 7d, el rendimiento de degradación permaneció alto (~ 95%) a lo largo de los ciclos repetidos, observándose una ligera disminución al 90% después del tercer ciclo. Estos resultados demuestran la alta eficiencia fotocatalítica y la capacidad de reutilización de las heteroestructuras de ZnO @ NiO, que son atributos importantes para su uso práctico en aplicaciones de la vida real en la eliminación de contaminantes orgánicos de las aguas residuales.

Las correspondientes respuestas de fotocorriente se muestran en la Fig. 8a. Se utilizaron varios ciclos de luz de encendido y apagado para estudiar la eficiencia de separación de los portadores de carga. Las nanohojas de NiO no mostraron cambios en la corriente tanto en condiciones de oscuridad como de iluminación de luz, mientras que las nanobarras de ZnO mostraron una pequeña respuesta de fotocorriente bajo irradiación ultravioleta. Por el contrario, los compuestos de ZnO @ NiO mostraron una mayor densidad de fotocorriente. Y la densidad de fotocorriente disminuyó en el orden de ZN2> ZN3> ZN1> Nanobarras de ZnO> Nanohojas de NiO. Las rápidas respuestas de fotocorriente implicaron que el transporte de carga en las muestras era muy rápido. La respuesta de fotocorriente mejorada de los compuestos ZnO @ NiO se puede atribuir a la formación de contactos interfaciales íntimos entre las nanobarras de ZnO y las nano láminas de NiO. Se deduce que los electrones fotoexcitados en las nanohojas de NiO se pueden generar y transferir de manera eficiente desde el CB de NiO a las nanobarras de ZnO vecinas bajo irradiación ultravioleta, donde el ZnO sirve como un eficiente sumidero y transportador de electrones, inhibiendo así la recombinación del hueco de electrones fotogenerado. pares. Vale la pena señalar que la fotocorriente de los compuestos de ZnO @ NiO aumentó inicialmente a medida que aumentaba el tiempo de deposición de NiO y luego disminuyó a medida que aumentaba más el tiempo de deposición. Es posible que el área de la superficie de contacto interfacial entre las nanobarras de ZnO y las nano láminas de NiO aumente inicialmente y luego disminuya a medida que aumenta el tiempo de deposición de NiO, lo que es consistente con el resultado de la actividad fotocatalítica.

un Respuesta a la fotocorriente de nanoláminas de NiO, nanobarras de ZnO y heteroestructura de ZnO @ NiO bajo irradiación con lámpara UV (10 W). b Espectros PL de nanobarras de ZnO puro, nanohojas de NiO y compuesto de ZnO @ NiO

La Figura 8b muestra los espectros PL típicos de nanobarras de ZnO puro, nanohojas de NiO y heteroestructuras de ZnO @ NiO medidas en las mismas condiciones a temperatura ambiente. Para nanobarras de ZnO puro, se observa un pico de emisión fuerte a 378 nm, que corresponde a la emisión de ZnO en el borde de la banda cercana. Para las nanohojas de NiO, no se observa ningún pico de emisión. Además, la intensidad de emisión PL del compuesto de ZnO @ NiO está obviamente debilitada en comparación con la de las nanovarillas de ZnO puro, lo que indica que la recombinación de pares de electrones y huecos fotogenerados está restringida. Los resultados de la fotocorriente y PL indican que el nanocompuesto de ZnO @ NiO puede mejorar notablemente la eficiencia de separación y la eficiencia de transferencia de carga interfacial de pares de electrones-huecos fotogenerados.

La actividad fotocatalítica mejorada de las heteroestructuras de ZnO @ NiO se atribuyó a la rápida separación y transporte de portadores en la interfaz de las heteroestructuras de ZnO @ NiO debido a la alineación de banda de tipo II entre ZnO y NiO. Este mecanismo propuesto es coherente con el de informes anteriores [8, 10, 22]. La Figura 9 muestra un diagrama de estructura de bandas de energía propuesto de la heteroestructura de ZnO @ NiO. ZnO es un semiconductor de tipo n, mientras que NiO es un semiconductor de tipo p. Se forma una heterounión p – n cuando se combinan ZnO y NiO, y se genera un campo eléctrico interno en la interfaz entre NiO y ZnO debido a las transferencias de electrones y huecos. Bajo irradiación de luz ultravioleta, los electrones en el VB se excitan al CB, dejando huecos en el VB. La alineación de bandas de las heterouniones de NiO tipo p y ZnO tipo n es beneficiosa para transferir los electrones fotogenerados del CB de NiO al CB de ZnO, luego los electrones pueden combinarse con las moléculas de oxígeno disueltas y producir los aniones del radical superóxido (• O 2 - ), que desempeñan un papel importante en la reacción fotocatalítica general. Por el contrario, los agujeros fotogenerados pueden transferirse desde el VB de ZnO al VB de NiO, y los agujeros son atrapados fácilmente por OH - en la superficie del catalizador para producir más especies de radicales hidroxilo (• OH), que es un oxidante extremadamente fuerte para descomponer el tinte orgánico. Por lo tanto, los nanocompuestos de ZnO @ NiO exhibieron un rendimiento fotocatalítico superior sobre las nanobarras de ZnO y las nanohojas de NiO.

Esquema de alineación de la banda de energía entre ZnO y NiO

Conclusiones

Las heteroestructuras de ZnO @ NiO se fabricaron con éxito mediante un método simple de deposición electroquímica. La actividad fotocatalítica de los nanocompuestos de ZnO @ NiO fue superior a la de las nanobarras de ZnO y las nano láminas de NiO hacia la degradación de los tintes MO y RhB bajo irradiación de luz ultravioleta. El alto rendimiento fotocatalítico se atribuyó a la alta eficiencia de separación de los pares electrón-hueco fotogenerados de la heterounión p – n, como lo confirman las mediciones de respuesta de fotocorriente. Los resultados mostraron que se podían generar y separar más portadores libres en las heteroestructuras de ZnO @ NiO, lo que conducía a una mayor eficiencia de separación en comparación con la lograda en las nanobarras de ZnO y las nanohojas de NiO. Además, las heteroestructuras de ZnO @ NiO podrían reciclarse fácilmente con reducciones mínimas de la actividad fotocatalítica. La alta eficiencia fotocatalítica y la reutilización de las heteroestructuras ZnO @ NiO, que permiten una fácil separación de la solución, tienen aplicaciones importantes en la eliminación de contaminantes orgánicos de las aguas residuales.

Abreviaturas

CB:

Banda de conducción

EDS:

Espectroscopía de rayos X de energía dispersiva

MO:

Naranja de metilo

PL:

Fotoluminiscencia

RhB:

Rodamina B

SEM:

Microscopía electrónica de barrido

TEM:

Microscopía electrónica de transmisión

VB:

Banda de valencia

XPS:

Espectroscopia de fotoelectrones de rayos X

XRD:

Difracción de rayos X


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