Добавить новость

РСТ: Спрос на летний отдых в Европе за год увеличился на 15%

Психологи МОЦОМДа рассказали, как привлечь внимание ребенка

В городском Жуковском «Единая Россия» провела ХХХVI Конференцию

Россиянам посоветовали обращать внимание на мощность кондиционера перед покупкой



News in English


Новости сегодня

Новости от TheMoneytizer

Novel Au-BiFeO3 Nanostructures for Efficient and Sustainable Degradation of Pollutants

Au-decorated BiFeO3 nanocrystals are promising, efficient, and sustainable photocatalysts for environmental pollutant degradation, as shown by scientists at Tokyo Tech. Their findings on the mechanisms responsible for the enhanced photocatalytic activity of Au-BiFeO3 nanocrystals fabricated using a hydrothermal method enhance our understanding of noble-metal-semiconductor interactions, potentially paving the way for novel and advanced nanomaterials.

Novel Au-BiFeO3 Nanostructures for Efficient and Sustainable Degradation of Pollutants

The need for sustainable and environment-friendly solutions has accelerated the global demand for green and renewable technologies. In this regard, semiconductor photocatalysts have emerged as an attractive solution, owing to their potential in mitigating pollutants and harnessing solar energy efficiently. Photocatalysts are materials that initiate chemical reactions when exposed to light. Despite their progress, commonly used photocatalysts suffer from reduced photocatalytic activity and a narrow operation range within the visible light spectrum. Additionally, they are difficult to recover from water-based solutions, limiting their applications in continuous processes.

Bismuth ferrite (BiFeO3), with its narrow band gap and magnetic properties, is an attractive alternative photocatalyst. The narrow band gap of BiFeO3 allows efficient utilization of light in the visible region to excite electrons from the valence band to the conduction band, leaving behind vacant holes. The excited electrons and holes both could induce chemical reactions that lead to the degradation of pollutants in an aqueous solution. In addition, the ferromagnetic property enables easy recovery of BiFeO3 from the solution. However, similar to common photocatalysts, BiFeO3 also suffers from rapid recombination of electron–hole pairs, significantly limiting its photocatalytic activity.

To address this issue, a team of researchers led by Associate Professor Tso-Fu Mark Chang from the Institute of Innovative Research at the Tokyo Institute of Technology, Japan, developed novel gold (Au) nanoparticle-decorated BiFeO3 nanocrystals. Their study, whose illustration is selected as the cover picture of the ACS Supplementary Cover, was published online in the journal ACS Applied Nano Materials on April 5, 2024.

Dr. Chang explains, "The incorporation of Au nanostructures in BiFeO3 can introduce more active sites for photodegradation reactions, owing to Au nanoparticle's unique localized surface plasmon resonance, and the transfer of the excited electrons in the BiFeO3 to the gold domain suppresses the recombination of electron–hole pairs. The newly developed Au-decorated BiFeO3 nanocrystals leverage the synergistic characteristics of both mechanisms."

The researchers fabricated the Au-BiFeO3 nanocrystals through a hydrothermal synthesis method and a simple solution process to decorate BiFeO3 with different amounts of Au. The team optimized the photocatalytic activity of the Au-BiFeO3 nanocrystals by evaluating their efficacy in degrading methylene blue (MB), a common denim dye. MB is highly soluble in water, posing a significant risk to aquatic life and human health. This also makes it the ideal pollutant to test the efficacy of photocatalysts.

Experiments revealed that the sample with 1.0% Au by weight exhibited the best activity, achieving an impressive 98% degradation efficiency under a 500-Watt xenon lamp within 120 minutes. Moreover, it also retained 80% of its original activity after four 120-minute cycles, demonstrating excellent stability. Additionally, there was negligible effect of Au on the magnetic properties of BiFeO3, suggesting excellent recyclability.

The researchers also studied the mechanisms by which Au enhances photocatalytic activity. When an Au-BiFeO3 nanocrystal is illuminated by light at suitable wavelengths, electrons in BiFeO3 are excited to the conduction band. Unlike the recombination that occurs in bare BiFeO3, the introduction of Au, which has a less negative fermi level than the conduction band of BiFeO3, facilitates the transfer of excited electrons from the conduction band to the Au domain, thereby promoting the accumulation of holes in BiFeO3. This enhances the photocatalytic activity of BiFeO3, enabling it to more easily induce the generation of hydroxy radicals in aqueous solutions. These hydroxyl radicals are highly active and readily attack MB molecules in the aqueous solution, thus converting them to harmless products.

"These findings enhance our understanding of gold−semiconductor interactions in photocatalysis and pave the way for the design and development of advanced nanocrystal materials," remarks Dr. Chang. "Overall, our study highlights the promising activity and recyclability of Au-BiFeO3, underscoring its potential in efficient and sustainable environmental pollutant degradation."

Reference

Authors :
Jhen-Yang Wu1, Chun-Yi Chen1, Junan Wang1, Xinyu Jin1, Wending Hou1, Hsuan-Hung Kuo2, Wan-Ting Chiu1, Tomoyuki Kurioka1,3, Masato Sone1,3, Satoshi Okamoto1,3,*, Yung-Jung Hsu1,2,*, and Tso-Fu Mark Chang1,3,*
Title :
Tunable Photocatalytic Properties of Au-Decorated BiFeO3 Nanostructures for Dye Photodegradation
Journal :
ACS Applied Nano Materials
DOI :
Affiliations :
1Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology, Japan
2Department of Materials Science and Engineering, National Yang Ming Chiao Tung University
3Sumitomo Chemical Next-Generation Eco-Friendly Devices Collaborative Research Cluster, Japan

* Corresponding authors' emails: chang.m.aa@m.titech.ac.jp (Tso-Fu Mark Chang); okamotos3@sc.sumitomo-chem.co.jp (Satoshi Okamoto); yhsu@nycu.edu.tw (Yung-Jung Hsu);

Further Information

Associate Professor Tso-Fu Mark Chang

Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology

Email chang.m.aa@m.titech.ac.jp

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975

Читайте на 123ru.net


Новости 24/7 DirectAdvert - доход для вашего сайта



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России



Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "123 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Smi24.net — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Вашем городе

Ria.city

Российский тренер называл казахстанских футболистов "плохими и зажравшимися"

Адвокаты смогут общаться с арестантами в СИЗО по домофону для конфиденциальности

Обновленный стадион "БАМ" открыли к юбилею магистрали

Семья полицейских Владимира и Софьи Плотниковых — любовь с первого взгляда

Музыкальные новости

Начальник сервисного локомотивного депо «Иваново» филиала «Северный» ООО «ЛокоТех-Сервис» Сергей Черемохин принял участие во вручении дипломов студентам Ивановского железнодорожного колледжа

FT: Орбан после переговоров с Зеленским встретится с Путиным в Москве

Байден заявил, что только он может «противостоять Путину» и сдерживать Китай

Андрей КУДРЯКОВ: "Делюсь печальным известием о гибели нашего товарища Дмитрия. Он как раз и есть герой "Британца"...

Новости России

Торговля акциями «Яндекса» на Мосбирже начнётся 24 июля

Жизненно важное лекарство пропало из российских аптек

Семья полицейских Владимира и Софьи Плотниковых — любовь с первого взгляда

Волонтеры помогли оставшейся без денег в Таиланде россиянке вернуться домой

Экология в России и мире

Сеть клиник «Будь Здоров» приняла участие в VK Fest в Санкт-Петербурге

КАК КУПАТЬСЯ БЕЗОПАСНО?

Гала-закрытие I Международного фестиваля «Мир классического романса» состоится в Капелле Санкт-Петербурга

«Зрителей будет ждать неслабый аттракцион»: стартовали съемки продолжения сериала «Бедные смеются, богатые плачут»

Спорт в России и мире

30-я победа в сезоне: Медведев справился с Мюллером, а Карацев из-за травмы не доиграл матч с Хачановым на Уимблдоне

Более 100 спортсменов в Саратове принимают участие в Кубке России по настольному теннису памяти Паралимпийской чемпионки Наталии Мартяшевой

ПКР поздравляет чемпионку Паралимпийских игр по настольному теннису Р. Чебанику с Юбилеем

Матч Медведева на Уимблдоне остановили из-за дождя

Moscow.media

Мужчину будут судить в Томске за разбойное нападение и хищение на 20 млн рублей

Военное следственное управление Следственного комитета Российской Федерации по Черноморскому флоту предупреждает:

Про чудо природы, яркое лето и макромир

Институт iSpring запустил программу партнёрства с ИТ-компаниями











Топ новостей на этот час

Rss.plus






Собянин: Льготное кредитование инвесторов позволит построить 300 объектов спорта

Торговля акциями «Яндекса» на Мосбирже начнётся 24 июля

Макушка лета: 6 ожидаемых фестивалей июля в регионе

На Кутузовском проспекте произошла смертельная авария с участием «Теслы»