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Development of the Sb4O5Cl2@NbSe2 Composite: The Impact of 2H-NbSe2 Nanoparticles on Sb4O5Cl2 and Their Application for the Removal of Cr(VI)/Fe(III) and Methyl Orange from Wastewater
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2024-01-22 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c04068
Sangita Das 1 , Sayantani Paul 1 , Bibaswan Sen 1 , Pratyasha Rudra 2, 3 , Swastik Mondal 2, 3 , Sk Imran Ali 1
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2024-01-22 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c04068
Sangita Das 1 , Sayantani Paul 1 , Bibaswan Sen 1 , Pratyasha Rudra 2, 3 , Swastik Mondal 2, 3 , Sk Imran Ali 1
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A potential adsorbent, Sb4O5Cl2@NbSe2 composite, was generated from the Sb4O5Cl2 photocatalyst and 5 wt % layered 2H-NbSe2 nanoparticles for the highly effective removal of Cr(VI) and Fe(III) ions and methyl orange (MO) from aqueous solution, and a comparison was drawn against the precursors. Sb4O5Cl2 crystallites and NbSe2 nanoparticles were synthesized hydrothermally, and the composite was prepared by the incipient wetness impregnation technique. The crystal structure of Sb4O5Cl2 was determined by single-crystal X-ray diffraction (SCXRD) data. Powder X-ray diffraction (PXRD) study revealed the 2H phase of NbSe2 nanoparticles. Field emission scanning electron microscopy (FESEM) analysis confirmed the formation of the spherical-shaped NbSe2 nanoparticles from rod-shaped bulk 2H-NbSe2. Morphological changes from the hexagonal to irregular prismatic shape were found upon the formation of the Sb4O5Cl2@NbSe2 composite compared to pure Sb4O5Cl2. Negative ζ-potential values indicated that electrostatic interactions were the predominant factor for the adsorption process. Sb4O5Cl2@NbSe2 provided removal efficiencies of 99% for MO in 6 h, 96.52% for Cr(VI) within 2.5 h, and 92.43% for Fe(III) within 4 h of 10 mg/L initial concentration. The maximum adsorption capacities of the composite for MO, Fe(III), and Cr(VI) were found to be 66.56, 131.48, and 122.30 mg/g, respectively, as calculated using the Langmuir isotherm equation.
中文翻译：
Sb4O5Cl2@NbSe2 复合材料的开发：2H-NbSe2 纳米颗粒对 Sb4O5Cl2 的影响及其在去除废水中 Cr(VI)/Fe(III) 和甲基橙中的应用
由 Sb 4 O 5 Cl 2光催化剂和 5 wt% 层状 2H-NbSe 2纳米颗粒生成潜在的吸附剂 Sb 4 O 5 Cl 2 @NbSe 2复合材料，可高效去除 Cr(VI) 和 Fe(III) ）离子和甲基橙（MO）的水溶液，并与前体进行比较。采用水热法合成了Sb 4 O 5 Cl 2微晶和NbSe 2纳米粒子，并采用初湿浸渍技术制备了复合材料。 Sb 4 O 5 Cl 2的晶体结构通过单晶X射线衍射(SCXRD)数据确定。粉末X射线衍射(PXRD)研究揭示了NbSe 2纳米粒子的2H相。场发射扫描电子显微镜（FESEM）分析证实了由棒状块体2H-NbSe 2形成球形NbSe 2纳米颗粒。与纯Sb 4 O 5 Cl 2相比，在Sb 4 O 5 Cl 2 @NbSe 2复合材料形成时发现从六边形到不规则棱柱形的形态变化。负 ζ 电位值表明静电相互作用是吸附过程的主要因素。在初始浓度为 10 mg/L 的情况下，Sb 4 O 5 Cl 2 @NbSe 2在 6 小时内对 MO 的去除效率为 99%，对 Cr(VI) 在 2.5 小时内的去除效率为 96.52%，对 Fe(III) 在 4 小时内的去除效率为 92.43% 。 根据朗缪尔等温方程计算，复合材料对 MO、Fe(III) 和 Cr(VI) 的最大吸附容量分别为 66.56、131.48 和 122.30 mg/g。
更新日期：2024-01-22
中文翻译：
Sb4O5Cl2@NbSe2 复合材料的开发：2H-NbSe2 纳米颗粒对 Sb4O5Cl2 的影响及其在去除废水中 Cr(VI)/Fe(III) 和甲基橙中的应用
由 Sb 4 O 5 Cl 2光催化剂和 5 wt% 层状 2H-NbSe 2纳米颗粒生成潜在的吸附剂 Sb 4 O 5 Cl 2 @NbSe 2复合材料，可高效去除 Cr(VI) 和 Fe(III) ）离子和甲基橙（MO）的水溶液，并与前体进行比较。采用水热法合成了Sb 4 O 5 Cl 2微晶和NbSe 2纳米粒子，并采用初湿浸渍技术制备了复合材料。 Sb 4 O 5 Cl 2的晶体结构通过单晶X射线衍射(SCXRD)数据确定。粉末X射线衍射(PXRD)研究揭示了NbSe 2纳米粒子的2H相。场发射扫描电子显微镜（FESEM）分析证实了由棒状块体2H-NbSe 2形成球形NbSe 2纳米颗粒。与纯Sb 4 O 5 Cl 2相比，在Sb 4 O 5 Cl 2 @NbSe 2复合材料形成时发现从六边形到不规则棱柱形的形态变化。负 ζ 电位值表明静电相互作用是吸附过程的主要因素。在初始浓度为 10 mg/L 的情况下，Sb 4 O 5 Cl 2 @NbSe 2在 6 小时内对 MO 的去除效率为 99%，对 Cr(VI) 在 2.5 小时内的去除效率为 96.52%，对 Fe(III) 在 4 小时内的去除效率为 92.43% 。 根据朗缪尔等温方程计算，复合材料对 MO、Fe(III) 和 Cr(VI) 的最大吸附容量分别为 66.56、131.48 和 122.30 mg/g。
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