J 2024

MXene-Derived Oxide Nanoheterostructures for Photocatalytic Sulfamethoxazole Degradation

ATRI, Shalu, Elham LONI, František ZAŽÍMAL, Karol HENSEL, Maria CAPLOVICOVA et. al.

Základní údaje

Originální název

MXene-Derived Oxide Nanoheterostructures for Photocatalytic Sulfamethoxazole Degradation

Autoři

ATRI, Shalu, Elham LONI, František ZAŽÍMAL (203 Česká republika, domácí), Karol HENSEL, Maria CAPLOVICOVA, Gustav PLESCH, Xin LU, Rajamani NAGARAJAN, Michael NAGUIB a Olivier MONFORT

Vydání

ACS Applied Nano Materials, Washington, D.C. American Chemical Society, 2024, 2574-0970

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10305 Fluids and plasma physics

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 5.900 v roce 2022

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

UT WoS

001272798300001

Klíčová slova anglicky

binary MXene; photocatalyst; sulfamethoxazole; wastewater treatment; TiNbO x

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 7. 8. 2024 13:48, Mgr. Marie Šípková, DiS.

Anotace

V originále

Herein, we report for the first time the use of ternary oxide nanoheterostructure photocatalysts derived from (Nby, Ti1–y)2CTx MXene in the treatment of water. Three different compositions of binary MXenes, viz., (Ti0.75Nb0.25)2CTx, (Ti0.5Nb0.5)2CTx, and (Ti0.25Nb0.75)2CTx (with Tx = OH, F, and Cl), were used as single-source precursor to produce TiNbOx-3:1, TiNbOx-1:1, and TiNbOx-1:3 by controlled-atmosphere thermal oxidation. Phase identification and Le Bail refinements confirmed the presence of a mixture of rutile TiO2 and monoclinic Ti2Nb10O29. Morphological investigations through scanning and transmission electron microscopies revealed the retention of layered nanostructures from the MXene precursors and the fusion of TiO2 and Ti2Nb10O29 nanoparticles in forming nanosheets. Among the three oxide nanoheterostructures, TiNbOx-3:1 exhibited the best photocatalytic performance by the removal of 83% of sulfamethoxazole (SMX) after 2 h of reaction. Such a result is explained by a complex influence of structural, morphological, and electronic properties since TiNbOx-3:1 consisted of small-sized crystallites (40–70 nm) and possessed a higher surface area. The suggested electronic band structure is a type-II heterojunction, where the recombination of electrons and holes is minimized during photocatalytic reactions. The photocatalytic degradation of SMX was promoted by the attack of •OH, as evidenced by the detection of 2.2 μM •OH, using coumarin as a probe. This study highlights the potential application of MXene-derived oxide nanoheterostructures in wastewater treatment.

Návaznosti

LM2023039, projekt VaV
Název: Centrum výzkumu a vývoje plazmatu a nanotechnologických povrchových úprav
Investor: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR, R&D centre for plasma and nanotechnology surface modifications
90251, velká výzkumná infrastruktura
Název: CzechNanoLab II