journal article·2026-01

Rare Earth‐Doped TiO 2 for Enhanced Photocatalytic Performance

Sakshi N. Awandkar, Yogita S. Patil, Shubham A. Deshmukh, Jin H. Kim, Ganesh L. Agawane

ChemNanoMat· Volume 12· Issue 1
Publisher page

Abstract

Soaring environmental apprehension about the watercontamination due to the industrial dye effluents has incited the researchers for the advancement of photocatalytic environmental remediation. Classical methods often fall short in the removal of the extremely water‐soluble dyes, making photocatalysis a persuasive surrogate. TiO 2 has pervasive bid in the field of photocatalysis due to its high stability, nontoxicity, and strong oxidation potential. Moreover, the rare earth metal doping on the TiO 2 showcase the surface area modifications, charge carrier dynamics, extension of light absorption region, and procrastination of photogenerated excitons. In the preview, this review provides an insightful analysis of rare earth metal (Ce, Nd, Sm, Eu, and Er)‐doped TiO 2 nanophotocatalysts synthesized via various chemical techniques. Furthermore, the plausible mechanism of photocatalytic dye degradation via rare earth metal‐doped TiO 2 has also been discussed in detail. Recent advances, challenges, and future perspectives of photocatalytic systems have been highlighted.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: TiO2 Photocatalysis and Solar Cells · Advanced Photocatalysis Techniques · Pigment Synthesis and Properties

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemistry JSPM University Pune India

Department of Physics COEP Technological University Pune India

Optoelectronics Convergence Research Center and Department of Materials Science and Engineering Chonnam National University Gwangju Republic of Korea

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1016/j.jclepro.2019.03.21610.1016/j.jclepro.2019.03.216 ↗
2. 10.1007/s10854-025-14793-010.1007/s10854-025-14793-0 ↗
3. 10.1016/j.eti.2021.10150410.1016/j.eti.2021.101504 ↗
4. 10.1016/S0048-9697(01)01094-410.1016/S0048-9697(01)01094-4 ↗
5. 10.1080/10667857.2017.134583710.1080/10667857.2017.1345837 ↗
6. 10.1016/B978-0-12-821192-2.00005-X10.1016/B978-0-12-821192-2.00005-X ↗
7. 10.1038/238037a010.1038/238037a0 ↗
8. 10.1007/BF0168557510.1007/BF01685575 ↗
9. 10.1002/cnma.20210015510.1002/cnma.202100155 ↗
10. 10.1007/s13762-024-05879-z10.1007/s13762-024-05879-z ↗
11. 10.1016/S1001-0742(09)60040-110.1016/S1001-0742(09)60040-1 ↗
12. 10.1016/j.cclet.2022.01.05810.1016/j.cclet.2022.01.058 ↗
13. 10.1016/j.mssp.2024.10851810.1016/j.mssp.2024.108518 ↗
14. 10.1016/j.rechem.2024.10143510.1016/j.rechem.2024.101435 ↗
15. 10.1016/j.materresbull.2018.02.05410.1016/j.materresbull.2018.02.054 ↗
16. 10.1016/j.catcom.2023.10664210.1016/j.catcom.2023.106642 ↗
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32. 10.1016/j.ijbiomac.2025.13964810.1016/j.ijbiomac.2025.139648 ↗
33. 10.1016/j.jhazmat.2010.06.00210.1016/j.jhazmat.2010.06.002 ↗
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39. 10.1016/j.jre.2018.05.01210.1016/j.jre.2018.05.012 ↗
40. 10.1016/j.matchemphys.2008.09.02510.1016/j.matchemphys.2008.09.025 ↗
41. 10.1038/srep3806410.1038/srep38064 ↗
42. 10.3390/ma1519665810.3390/ma15196658 ↗
43. 10.1016/j.apsusc.2017.08.01510.1016/j.apsusc.2017.08.015 ↗
44. 10.1021/acsaem.9b0008410.1021/acsaem.9b00084 ↗
45. 10.5004/dwt.2018.2197510.5004/dwt.2018.21975 ↗
46. 10.1140/epjp/s13360-024-04982-x10.1140/epjp/s13360-024-04982-x ↗
47. 10.1016/j.colsurfa.2021.12655310.1016/j.colsurfa.2021.126553 ↗
48. O. M.Lavrynenko O. F.Kolomys M. M.Zahornyi andE.Paineau “Effect of Sm3+on the Structural Properties and Photocatalytical Performance of TiO2&Au Nanocomposites ” inProceedings of the 2024 IEEE 14th International Conference ‘Nanomaterials: Applications and Properties’ NAP(2024) https://doi.org/10.1109/NAP62956.2024.10739708.10.1109/NAP62956.2024.10739708 ↗
49. 10.1016/j.seppur.2024.12897210.1016/j.seppur.2024.128972 ↗
50. 10.1016/j.mcat.2023.11350610.1016/j.mcat.2023.113506 ↗
51. 10.1016/j.jcis.2021.07.12910.1016/j.jcis.2021.07.129 ↗
52. 10.1016/j.materresbull.2013.10.03310.1016/j.materresbull.2013.10.033 ↗
53. 10.1016/j.ceramint.2012.04.04310.1016/j.ceramint.2012.04.043 ↗
54. 10.1006/jcat.2002.353910.1006/jcat.2002.3539 ↗
55. 10.1016/B978-0-323-89956-7.00015-210.1016/B978-0-323-89956-7.00015-2 ↗
56. 10.1016/j.apsusc.2014.03.19910.1016/j.apsusc.2014.03.199 ↗
57. 10.1016/j.apsusc.2016.02.13110.1016/j.apsusc.2016.02.131 ↗
58. 10.1021/cr050053510.1021/cr0500535 ↗
59. 10.3390/app1408349910.3390/app14083499 ↗
60. Coronado J. M. · 2013
61. 10.1006/jcat.2002.353910.1006/jcat.2002.3539 ↗
62. 10.1016/j.cej.2009.10.05110.1016/j.cej.2009.10.051 ↗
63. 10.1080/0144235X.2016.118700610.1080/0144235X.2016.1187006 ↗
64. 10.5772/6323410.5772/63234 ↗
65. 10.1002/tcr.20190000810.1002/tcr.201900008 ↗
66. 10.1016/j.solener.2020.09.07310.1016/j.solener.2020.09.073 ↗
67. 10.1007/S42452‐019‐1455‐710.1007/S42452‐019‐1455‐7 ↗
68. 10.3762/bjnano.6.8610.3762/bjnano.6.86 ↗
69. 10.1016/j.cplett.2004.09.06110.1016/j.cplett.2004.09.061 ↗
70. 10.1016/j.apcatb.2012.09.02310.1016/j.apcatb.2012.09.023 ↗
71. 10.1016/j.chemosphere.2022.13354010.1016/j.chemosphere.2022.133540 ↗
72. 10.1016/j.jphotochem.2014.02.00910.1016/j.jphotochem.2014.02.009 ↗
73. 10.3390/pr1206114410.3390/pr12061144 ↗
74. 10.5004/dwt.2018.2220510.5004/dwt.2018.22205 ↗
75. Experimental Optimization for Synthesis of Cerium‐Doped Titanium Dioxide Nanoparticles by Modified Sol‐Gel Process
76. 10.1016/j.matchemphys.2018.04.01610.1016/j.matchemphys.2018.04.016 ↗
77. 10.1002/app.3872810.1002/app.38728 ↗
78. 10.1007/s11705-024-2394-410.1007/s11705-024-2394-4 ↗
79. 10.1080/09593330.2019.165140210.1080/09593330.2019.1651402 ↗
80. K.Ma X.Wang L.Lin andJ.Xing “Removal of Organic Pollutants by Photo‐Catalysis Technology with Ce‐Doped TiO2Nanowires as Catalysts ”https://doi.org/10.2139/SSRN.4496471.10.2139/ssrn.4496471 ↗
81. 10.51673/jips.v5i3.244210.51673/jips.v5i3.2442 ↗
82. 10.1016/j.jics.2024.10135610.1016/j.jics.2024.101356 ↗
83. 10.1016/j.envpol.2019.02.05210.1016/j.envpol.2019.02.052 ↗
84. 10.1016/j.jcat.2017.07.01710.1016/j.jcat.2017.07.017 ↗
85. 10.1016/j.jlumin.2021.11846110.1016/j.jlumin.2021.118461 ↗
86. 10.1016/j.mseb.2022.11601810.1016/j.mseb.2022.116018 ↗
87. 10.1016/S1003-6326(15)63881-X10.1016/S1003-6326(15)63881-X ↗
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89. 10.1016/j.rinma.2022.10030810.1016/j.rinma.2022.100308 ↗
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91. 10.1016/j.mseb.2024.11764810.1016/j.mseb.2024.117648 ↗
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94. 10.1016/j.jallcom.2012.11.14910.1016/j.jallcom.2012.11.149 ↗
95. 10.1016/j.jallcom.2017.07.21610.1016/j.jallcom.2017.07.216 ↗
96. 10.1016/j.molstruc.2021.13226710.1016/j.molstruc.2021.132267 ↗
97. 10.1007/s10854-016-4581-710.1007/s10854-016-4581-7 ↗
98. 10.1080/16583655.2018.145105710.1080/16583655.2018.1451057 ↗
99. 10.3390/catal1304066810.3390/catal13040668 ↗
100. 10.1007/s11164-012-0614-x10.1007/s11164-012-0614-x ↗