Iron addition induced tunable band gap and tetravalent Fe ion in hydrothermally prepared SnO2 nanocrystals: Application in photocatalysis
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Abstract
Abstract Highly iron-doped tin dioxide nanoparticles (Sn 1x Fe x O 2 NPs), with x varying from 0 to 0.2, were prepared by simple hydrothermal method. X-ray diffraction (XRD) patterns indicate that Sn 1x Fe x O 2 NPs crystallize in the tetragonal rutile-like structure. High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) observations did not show any modification of the SnO 2 lattice parameters with Fe addition. Mossbauer spectroscopy indicated Sn 4+ substitution by Fe 3+ and Fe 4+ ions. It was found that iron addition induced high tunable band gap of SnO 2 NPs. Photoluminescence (PL) spectra evidenced an improvement of SnO2 crystallinity after Fe introduction. All the results are consistent with the fact that Fe is strongly soluble in SnO 2 host. Finally, the photocatalytic efficiency of Sn 1-x Fe x O 2 NPs was examined for the degradation of rhodamine B in aqueous solution under visible light irradiation. We show that Fe 4+ and Fe 3+ ions play a key role in the improvement of the photocatalytic efficiency.
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Research context
OpenAlex topics: Gas Sensing Nanomaterials and Sensors · ZnO doping and properties · Transition Metal Oxide Nanomaterials
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References (69)
Show source-provided references
1. Dai · Mater. Res. Bull. · 2014 · 50 · 44010.1016/j.materresbull.2013.10.026 ↗
2. Zeng · Mater. Res. Bull. · 2014 · 57 · 9110.1016/j.materresbull.2014.05.019 ↗
3. Fang · Mater. Res. Bull. · 2015 · 68 · 24010.1016/j.materresbull.2015.03.072 ↗
4. Mouchaal · Mater. Sci. Eng.: B · 2015 · 199 · 2210.1016/j.mseb.2015.05.002 ↗
5. Zhang · Mater. Res. Bull. · 2015 · 70 · 57910.1016/j.materresbull.2015.05.031 ↗
6. Cheng · Mater. Lett. · 2011 · 65 · 332710.1016/j.matlet.2011.07.036 ↗
7. Yin · Mater. Res. Bull. · 2012 · 47 · 370410.1016/j.materresbull.2012.06.037 ↗
8. Kim · Mater. Res. Bull. · 2016 · 74 · 8510.1016/j.materresbull.2015.10.024 ↗
9. Xiao · Mater. Res. Bull. · 2016 · 74 · 28410.1016/j.materresbull.2015.10.055 ↗
10. Zhou · Mater. Res. Bull. · 2013 · 48 · 494210.1016/j.materresbull.2013.07.031 ↗
11. Niu · ACS Nano · 2010 · 4 · 68110.1021/nn901119a ↗
12. Ben Ali · Superlattices Microstr. · 2016 · 91 · 22510.1016/j.spmi.2016.01.014 ↗
13. Huang · Nanoscale · 2013 · 5 · 382810.1039/c3nr34327h ↗
14. Karunakaran · J. Alloys Compds. · 2013 · 549 · 26910.1016/j.jallcom.2012.09.035 ↗
15. Ahmed · Luminescence · 2011 · 131 · 110.1016/j.jlumin.2010.07.017 ↗
16. Sabri · Phys. Procedia · 2012 · 25 · 23310.1016/j.phpro.2012.03.077 ↗
17. Bilovol · Mater. Chem. Phys. · 2012 · 135 · 33410.1016/j.matchemphys.2012.04.055 ↗
18. Korotcenkov · Thin Solid Films · 2004 · 467 · 20910.1016/j.tsf.2004.03.028 ↗
19. Rani · Sens. Actuators B · 2007 · 122 · 20410.1016/j.snb.2006.05.032 ↗
20. Castro · Appl. Surf. Sci. · 2003 · 214 · 17210.1016/S0169-4332(03)00274-5 ↗
21. Bagheri-Mohagheghi · Solid State Sci. · 2009 · 11 · 23310.1016/j.solidstatesciences.2008.05.005 ↗
22. Rani · Solid State Commun. · 2007 · 141 · 21410.1016/j.ssc.2006.10.036 ↗
23. Hu · Phys. Rev. B · 2007 · 75 · 09441210.1103/PhysRevB.75.094412 ↗
24. Yu · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2011 · 13 · 621110.1039/c0cp01503b ↗
25. Fang · J. Alloys Compds. · 2008 · 454 · 26110.1016/j.jallcom.2006.12.014 ↗
26. Ba-Abbad · Chemosphere · 2013 · 91 · 160410.1016/j.chemosphere.2012.12.055 ↗
27. Liang · Superlattices Microstr. · 2014 · 72 · 27210.1016/j.spmi.2014.05.005 ↗
28. Zhang · J. Am. Ceram. Soc. · 2010 · 93 · 60510.1111/j.1551-2916.2009.03456.x ↗
29. Dodge · J. Appl. Phys. · 2013 · 113 · 17B50410.1063/1.4794140 ↗
30. Le Caer · J. Phys. E: Sci. Instrum. · 1979 · 12 · 108310.1088/0022-3735/12/11/018 ↗
31. Shannon · Acta Cryst. A · 1976 · 32 · 75110.1107/S0567739476001551 ↗
32. Shek · Nanostruct. Mater. · 1999 · 11 · 83110.1016/S0965-9773(99)00373-6 ↗
33. Tsay · J. Alloys Compds. · 2015 · 622 · 64410.1016/j.jallcom.2014.10.003 ↗
34. Gopinadhan · J. Appl. Phys. · 2007 · 102 · 11351310.1063/1.2817825 ↗
35. Rodrıguez Torres · Physica B · 2007 · 389 · 17610.1016/j.physb.2006.07.051 ↗
36. Sorescu · J. Phys. Chem. Solids · 2004 · 65 · 102110.1016/j.jpcs.2003.10.062 ↗
37. Punnoose · J. Appl. Phys. · 2014 · 115 · 53410.1063/1.4869285 ↗
38. Castro · Eur. J. Inorg. Chem. · 2005 · 213410.1002/ejic.200400879 ↗
39. Nomura · Phys. Rev. B · 2007 · 75 · 18441110.1103/PhysRevB.75.184411 ↗
40. Nowak · Rev. Sci. Instrum. · 2009 · 80 · 4610710.1063/1.3103603 ↗
41. Abass · Phys. Stat. Sol. (a) · 1987 · 100 · 63310.1002/pssa.2211000229 ↗
42. Jacquemin · J. Phys. Chem. Solids · 1975 · 36 · 108110.1016/0022-3697(75)90049-9 ↗
43. Liu · J. Phys. Chem. B · 2006 · 110 · 2082310.1021/jp062946m ↗
44. Schenk · J. Appl. Phys. · 2000 · 88 · 152510.1063/1.373850 ↗
45. Advanced Aspects of Spectroscopy
46. Borghi · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2010 · 12 · 22710.1039/B915182F ↗
47. Joo · J. Appl. Phys. · 2004 · 96 · 415010.1063/1.1790570 ↗
48. Mi · Mater. Chem. Phys. · 2013 · 143 · 31110.1016/j.matchemphys.2013.09.004 ↗
49. Xia · Mater. Lett. · 2008 · 62 · 112610.1016/j.matlet.2007.07.062 ↗
50. Wu · Nanoscale · 2011 · 3 · 467610.1039/c1nr10728c ↗
51. Fang · J. Mater. Sci.: Mater. Electron. · 2008 · 19 · 868
52. Manivel · Mater. Res. Bull. · 2013 · 48 · 64010.1016/j.materresbull.2012.11.033 ↗
53. Vanheusden · J. Appl. Phys. · 1996 · 79 · 798310.1063/1.362349 ↗
54. Sahay · Curr. Appl. Phys. · 2013 · 13 · 47910.1016/j.cap.2012.09.010 ↗
55. Wu · J. Phys. Conf. Ser. · 2009 · 188 · 01205410.1088/1742-6596/188/1/012054 ↗
56. Trani · Phys. Rev. B · 2008 · 77 · 24541010.1103/PhysRevB.77.245410 ↗
57. Jeong · Solid State Commun. · 2003 · 127 · 59510.1016/S0038-1098(03)00614-8 ↗
58. Fang · J. Phys. Chem. C · 2009 · 113 · 967610.1021/jp902362k ↗
59. Devaraja · J. Radiat. Res. Appl. Sci. · 2015 · 8 · 36210.1016/j.jrras.2015.02.001 ↗
60. Lei · Environ. Sci. Technol. · 2005 · 39 · 846610.1021/es050321g ↗
61. Chen · Environ. Sci. Technol. · 2002 · 36 · 360410.1021/es0205434 ↗
62. Zhang · Catal. Commun. · 2011 · 14 · 3210.1016/j.catcom.2011.07.012 ↗
63. Zhu · J. Alloys Compds. · 2013 · 575 · 33310.1016/j.jallcom.2013.05.172 ↗
64. Gautam · Chem. Eng. J. · 2005 · 110 · 12910.1016/j.cej.2005.03.021 ↗
65. Brezova · J. Photochem. Photobiol. A · 1991 · 59 · 38510.1016/1010-6030(91)87090-I ↗
66. Eberhardt · J. Phys. Chem. · 1973 · 77 · 58910.1021/j100624a005 ↗
67. Channei · Sci. Rep. · 2014 · 410.1038/srep05757 ↗
68. Janotti · Appl. Phys. Lett. · 2005 · 87 · 12210210.1063/1.2053360 ↗
69. Hui Pan, · Renew. Sust. Energy Rev. · 2016 · 57 · 58410.1016/j.rser.2015.12.117 ↗