Facile Synthesis of a Heterojunction of Snowflake Dendritic Cu2S‐2D g‐C3N4: An Efficient Photocatalyst for Degradation of Several Textile Dyes and Antibiotics under Solar Light
Source abstract
Abstract
The pollution of aquatic environments by industrial effluents is a significant challenge and intensifies the rapid pace of industrialization and globalization. In this work, a heterojunction is created by forming a hierarchical structure composed of a p‐type semiconductor Cu2S having a dendritic snowflake structure and n‐type semiconductor 2D g‐C3N4. Initially, the photocatalytic (PC) performances of Cu2S‐g‐C3N4 (p–n heterojunction) are evaluated toward the degradation of a model dye methyl orange (MO) under the simulated solar light exposure. To optimize the composition of the photocatalyst, this reaction is performed using the photocatalysts with varying amounts of Cu2S and g‐C3N4, and among several compositions, 10Cu2S‐90 g‐C3N4 heterostructure demonstrates the highest PC activity, achieving complete degradation of MO within ≈30 min, with an apparent rate constant of kapp = 2.05 × 10−3 s−1. This performance is superior to many reported photocatalysts. The PC activities of this photocatalyst are assessed toward the degradation of different textile dyes and various antibiotics. 10Cu2S‐90 g‐C3N4 exhibits excellent PC performances by degrading the aforementioned commercial dyes and antibiotics, which are real examples of water pollutants and present in different wastewater effluents. Thus, this photocatalyst demonstrates its potential to be used in water pollution remediation processes.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Advanced Photocatalysis Techniques · Copper-based nanomaterials and applications · Advanced Nanomaterials in Catalysis
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Nano‐materials Lab, Department of Chemistry Birla Institute of Technology and Science Pilani K K Birla Goa Campus Zuarinagar Goa 403726 India
Funding
Indian Institute of Technology Hyderabad
References (88)
Show source-provided references
1. 10.1016/j.jhazmat.2006.05.01910.1016/j.jhazmat.2006.05.019 ↗
2. 10.1016/j.chemosphere.2018.11.09810.1016/j.chemosphere.2018.11.098 ↗
3. 10.1166/jnn.2018.1534510.1166/jnn.2018.15345 ↗
4. 10.1007/s41101-017-0031-510.1007/s41101-017-0031-5 ↗
5. Hassaan M. A. · American J. Environ. Sci. Eng. Technol. · 2017 · 1 · 64
6. 10.1016/j.chemosphere.2018.07.06410.1016/j.chemosphere.2018.07.064 ↗
7. Ali H. · WASP · 2010 · 213 · 251
8. Yaseen D. · IJST · 2019 · 16 · 1193
9. 10.1016/j.biori.2019.09.00110.1016/j.biori.2019.09.001 ↗
10. 10.3923/rjet.2017.72.8910.3923/rjet.2017.72.89 ↗
11. 10.1016/j.molstruc.2017.11.12710.1016/j.molstruc.2017.11.127 ↗
12. 10.1016/j.apcatb.2019.11821210.1016/j.apcatb.2019.118212 ↗
13. 10.1016/j.apt.2022.10380110.1016/j.apt.2022.103801 ↗
14. 10.1016/j.matchemphys.2019.12223710.1016/j.matchemphys.2019.122237 ↗
15. 10.1016/j.cej.2021.13158510.1016/j.cej.2021.131585 ↗
16. 10.1016/j.apcatb.2020.11938610.1016/j.apcatb.2020.119386 ↗
17. 10.1016/j.jphotochem.2018.07.00710.1016/j.jphotochem.2018.07.007 ↗
18. 10.1016/j.envint.2018.02.00310.1016/j.envint.2018.02.003 ↗
19. 10.15386/mpr-174210.15386/mpr-1742 ↗
20. 10.1016/j.apcatb.2022.12140710.1016/j.apcatb.2022.121407 ↗
21. 10.1039/C8NJ05020A10.1039/C8NJ05020A ↗
22. 10.1016/j.tips.2017.02.00310.1016/j.tips.2017.02.003 ↗
23. 10.1016/j.cej.2019.12336010.1016/j.cej.2019.123360 ↗
24. 10.1139/a11-01810.1139/a11-018 ↗
25. 10.1039/C4RA16959J10.1039/C4RA16959J ↗
26. 10.1166/jbns.2016.138710.1166/jbns.2016.1387 ↗
27. 10.1016/j.jenvman.2008.11.01710.1016/j.jenvman.2008.11.017 ↗
28. 10.1016/j.jenvman.2011.09.01210.1016/j.jenvman.2011.09.012 ↗
29. 10.1080/10643389.2013.82976510.1080/10643389.2013.829765 ↗
30. 10.1016/j.jclepro.2014.09.01010.1016/j.jclepro.2014.09.010 ↗
31. 10.1016/S0960-8524(00)00080-810.1016/S0960-8524(00)00080-8 ↗
32. 10.1016/S0143-7208(97)00075-210.1016/S0143-7208(97)00075-2 ↗
33. 10.1016/j.apcatb.2008.09.01710.1016/j.apcatb.2008.09.017 ↗
34. 10.1016/j.enmm.2022.10066610.1016/j.enmm.2022.100666 ↗
35. 10.1016/j.jece.2019.10328310.1016/j.jece.2019.103283 ↗
36. 10.1016/j.mssp.2020.10545510.1016/j.mssp.2020.105455 ↗
37. 10.1016/1010-6030(94)03906-B10.1016/1010-6030(94)03906-B ↗
38. 10.1021/j100022a03510.1021/j100022a035 ↗
39. 10.1021/jz401350410.1021/jz4013504 ↗
40. 10.1039/D3LF00126A10.1039/D3LF00126A ↗
41. 10.1016/j.seppur.2023.12370810.1016/j.seppur.2023.123708 ↗
42. 10.1016/j.apsadv.2023.10053610.1016/j.apsadv.2023.100536 ↗
43. 10.1016/j.mtener.2021.10082910.1016/j.mtener.2021.100829 ↗
44. 10.1016/j.chempr.2020.06.01010.1016/j.chempr.2020.06.010 ↗
45. 10.1002/adma.20160169410.1002/adma.201601694 ↗
46. 10.1021/acs.inorgchem.4c0474610.1021/acs.inorgchem.4c04746 ↗
47. 10.1021/acsanm.4c0008710.1021/acsanm.4c00087 ↗
48. 10.1038/nmat173410.1038/nmat1734 ↗
49. 10.1016/j.apcatb.2017.08.01810.1016/j.apcatb.2017.08.018 ↗
50. 10.1016/j.apcatb.2018.11.01110.1016/j.apcatb.2018.11.011 ↗
51. H.Su H.Yin R.Wang Y.Wang W.Orbell Y.PengandJ.Li Appl. Catal. B: Environ.2024 123683.10.1016/j.apcatb.2023.123683 ↗
52. 10.1016/j.jallcom.2022.16437210.1016/j.jallcom.2022.164372 ↗
53. 10.3390/coatings1005050010.3390/coatings10050500 ↗
54. 10.1016/j.enmm.2018.07.01010.1016/j.enmm.2018.07.010 ↗
55. 10.1016/j.apcatb.2013.12.05310.1016/j.apcatb.2013.12.053 ↗
56. 10.1016/j.cattod.2018.03.01510.1016/j.cattod.2018.03.015 ↗
57. 10.1016/j.apcatb.2021.12010510.1016/j.apcatb.2021.120105 ↗
58. 10.1016/j.apsusc.2024.16103010.1016/j.apsusc.2024.161030 ↗
59. 10.1002/aenm.20130156410.1002/aenm.201301564 ↗
60. 10.1021/acs.langmuir.7b0211710.1021/acs.langmuir.7b02117 ↗
61. 10.1039/C4CE00852A10.1039/C4CE00852A ↗
62. 10.1039/C3TA14052K10.1039/C3TA14052K ↗
63. 10.1016/j.matlet.2007.06.08210.1016/j.matlet.2007.06.082 ↗
64. 10.1016/j.colsurfa.2020.12498410.1016/j.colsurfa.2020.124984 ↗
65. 10.1016/j.apcatb.2018.03.07410.1016/j.apcatb.2018.03.074 ↗
66. 10.1021/acsomega.3c0535710.1021/acsomega.3c05357 ↗
67. 10.1016/S0022-0728(01)00533-210.1016/S0022-0728(01)00533-2 ↗
68. 10.3390/nano1307126010.3390/nano13071260 ↗
69. 10.1016/j.jhazmat.2024.13452410.1016/j.jhazmat.2024.134524 ↗
70. 10.1016/j.ijhydene.2022.08.20510.1016/j.ijhydene.2022.08.205 ↗
71. 10.1021/acsami.9b0507410.1021/acsami.9b05074 ↗
72. Wang J. · ACS SCE. · 2017 · 5 · 1062
73. 10.1016/j.apcatb.2022.12154010.1016/j.apcatb.2022.121540 ↗
74. 10.1021/acs.chemrev.6b0007510.1021/acs.chemrev.6b00075 ↗
75. 10.1021/acsomega.0c0160710.1021/acsomega.0c01607 ↗
76. 10.1021/cg049678710.1021/cg0496787 ↗
77. 10.1021/cm000089810.1021/cm0000898 ↗
78. 10.1016/j.matlet.2004.11.03110.1016/j.matlet.2004.11.031 ↗
79. 10.1016/j.jtice.2018.12.02110.1016/j.jtice.2018.12.021 ↗
80. 10.3390/ma1718466310.3390/ma17184663 ↗
81. 10.1021/acs.inorgchem.9b0261010.1021/acs.inorgchem.9b02610 ↗
82. 10.1016/j.apcata.2023.11947010.1016/j.apcata.2023.119470 ↗
83. 10.1016/j.apcatb.2020.11906410.1016/j.apcatb.2020.119064 ↗
84. 10.1016/j.jphotochem.2019.02.00610.1016/j.jphotochem.2019.02.006 ↗
85. 10.1016/j.jiec.2018.07.00710.1016/j.jiec.2018.07.007 ↗
86. 10.1016/j.apcatb.2018.10.00910.1016/j.apcatb.2018.10.009 ↗
87. 10.1016/j.cej.2019.12236610.1016/j.cej.2019.122366 ↗
88. 10.1016/j.apsusc.2023.15675310.1016/j.apsusc.2023.156753 ↗