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Effect of capping ligands and reaction temperature on the structural, morphological, and photocatalytic properties of Cu2SnS3 nanostructures
Journal of Alloys and Compounds ( IF 5.8 ) Pub Date : 2024-02-02 , DOI: 10.1016/j.jallcom.2024.173734 Sai Prasanna Meenakshisundaram , Moorthy Babu Sridharan
Journal of Alloys and Compounds ( IF 5.8 ) Pub Date : 2024-02-02 , DOI: 10.1016/j.jallcom.2024.173734 Sai Prasanna Meenakshisundaram , Moorthy Babu Sridharan
Copper tin sulfide (CTS) nanostructures (NSs) were synthesized using different linear long-chain capping ligands such as oleic acid (OLA), oleyl alcohol (OLAL) and oleyl amine (OLM). The structural characterization results confirm the cubic crystal structure for CTS-OLA, CTS-OLAL and the hexagonal closed packed structure for CTS-OLM accompanied with secondary phases. Optical studies showed a broad absorbance over the visible region of the electromagnetic spectra for all CTS NSs which makes them potential photocatalytic candidates. The presence of ligands capped to the CTS NSs was confirmed by FT-IR analysis. The transmission electron microscopy (TEM) study revealed the nanorod morphology for CTS-OLA NSs, nanoflakes for CTS-OLAL NSs and nanospheres for OLM-mediated CTS NSs while SAED pattern showed an intense ring pattern confirming the polycrystallinity of CTS NSs thus complementing with XRD result. The catalytic efficiency of the as-prepared CTS NSs was evaluated by degrading standard methylene blue (MB) dye aqueous solution under visible light irradiation. The CTS-OLA NSs have shown 95% degradation efficiency within 120 min of visible light illumination, which was better compared to CTS-OLAL (65% degradation) and CTS-OLM (56% degradation). OLA-functionalized CTS NSs were further studied by varying the reaction temperature and studying its influence catalytic performance of the CTS-OLA NSs. CTS-OLA NSs synthesized at 220 °C have a better catalytic activity in degrading the organic pollutants due to its better morphology and optical properties.
中文翻译:
封端配体和反应温度对 Cu2SnS3 纳米结构的结构、形态和光催化性能的影响
使用不同的线性长链封端配体(例如油酸(OLA)、油醇(OLAL)和油胺(OLM))合成铜锡硫化物(CTS)纳米结构(NSs)。结构表征结果证实了CTS-OLA、CTS-OLAL的立方晶体结构和伴随第二相的CTS-OLM的六方密堆积结构。光学研究表明,所有 CTS NS 在电磁光谱的可见光区域都有广泛的吸光度,这使得它们成为潜在的光催化候选者。通过 FT-IR 分析证实了 CTS NS 上配体的存在。透射电子显微镜 (TEM) 研究揭示了 CTS-OLA NS 的纳米棒形态、CTS-OLAL NS 的纳米片和 OLM 介导的 CTS NS 的纳米球,而 SAED 图案显示出强烈的环形图案,证实了 CTS NS 的多晶性,从而与 XRD 互补结果。通过在可见光照射下降解标准亚甲基蓝(MB)染料水溶液来评估所制备的CTS NS的催化效率。CTS-OLA NS 在可见光照射下 120 分钟内显示出 95% 的降解效率,这比 CTS-OLAL(降解 65%)和 CTS-OLM(降解 56%)更好。通过改变反应温度并研究其对 CTS-OLA NS 催化性能的影响,进一步研究了 OLA 功能化的 CTS NS。在220℃下合成的CTS-OLA NSs由于其更好的形貌和光学性质,在降解有机污染物方面具有更好的催化活性。
更新日期:2024-02-02
中文翻译:
封端配体和反应温度对 Cu2SnS3 纳米结构的结构、形态和光催化性能的影响
使用不同的线性长链封端配体(例如油酸(OLA)、油醇(OLAL)和油胺(OLM))合成铜锡硫化物(CTS)纳米结构(NSs)。结构表征结果证实了CTS-OLA、CTS-OLAL的立方晶体结构和伴随第二相的CTS-OLM的六方密堆积结构。光学研究表明,所有 CTS NS 在电磁光谱的可见光区域都有广泛的吸光度,这使得它们成为潜在的光催化候选者。通过 FT-IR 分析证实了 CTS NS 上配体的存在。透射电子显微镜 (TEM) 研究揭示了 CTS-OLA NS 的纳米棒形态、CTS-OLAL NS 的纳米片和 OLM 介导的 CTS NS 的纳米球,而 SAED 图案显示出强烈的环形图案,证实了 CTS NS 的多晶性,从而与 XRD 互补结果。通过在可见光照射下降解标准亚甲基蓝(MB)染料水溶液来评估所制备的CTS NS的催化效率。CTS-OLA NS 在可见光照射下 120 分钟内显示出 95% 的降解效率,这比 CTS-OLAL(降解 65%)和 CTS-OLM(降解 56%)更好。通过改变反应温度并研究其对 CTS-OLA NS 催化性能的影响,进一步研究了 OLA 功能化的 CTS NS。在220℃下合成的CTS-OLA NSs由于其更好的形貌和光学性质,在降解有机污染物方面具有更好的催化活性。