journal article·2019-11-01Open access

Improved adsorption and degradation performance by S-doping of (001)-TiO 2

Xiao-Yu Sun, Xiao Sun, Xian Zhang, Ni-Xian Qian, Min Wang, Yong-Qing Ma

Abstract

In this work, sulfur-doped (S-doped) TiO 2 with the (001) face exposed was synthesized by thermal chemical vapor deposition at 180 or 250 °C using S/Ti molar ratios R S/Ti of 0, 0.5, 1, 2, 3, 4 and 5. The S-doped samples synthesized at 250 °C exhibit a significantly improved photocatalytic performance. More precisely, S-doping has the following effects on the material: (1) S can adopt different chemical states in the samples. Specifically, it exists in the form of S 2− replacing O 2− at a ratio of R S/Ti = 1 and also in the form of S 6+ replacing Ti 4+ at R S/Ti ≥ 2. As a result, S-doping causes a lattice distortion, because the ionic radii of S 2− and S 6+ differ from that of the O 2− and Ti 4+ ions. (2) S-doping increases the adsorption coefficient A e for methylene blue (MB) from 0.9% to 68.5% due to the synergistic effects of the oxygen vacancies, increased number of surface chemical adsorption centers as a result of SO 4 2− adsorption on the TiO 2 surface and the larger pore size. (3) S-doping increases the MB degradation rate from 6.9 × 10 −2 min −1 to 18.2 × 10 −2 min −1 due to an increase in the amount of •OH and •O 2− radicals.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Photocatalysis Techniques · TiO2 Photocatalysis and Solar Cells · Catalytic Processes in Materials Science

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

References (54)

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1. 10.1038/nmat479310.1038/nmat4793 ↗
2. 10.1038/nmat467210.1038/nmat4672 ↗
3. 10.1016/j.jmst.2014.04.00710.1016/j.jmst.2014.04.007 ↗
4. 10.1016/j.apcatb.2016.04.03310.1016/j.apcatb.2016.04.033 ↗
5. 10.1021/cr400621z10.1021/cr400621z ↗
6. 10.1021/ja105283s10.1021/ja105283s ↗
7. 10.1016/j.jallcom.2013.12.21810.1016/j.jallcom.2013.12.218 ↗
8. 10.1021/ja504478710.1021/ja5044787 ↗
9. 10.1021/jacs.5b1252110.1021/jacs.5b12521 ↗
10. 10.1016/j.jallcom.2014.11.08710.1016/j.jallcom.2014.11.087 ↗
11. 10.1038/ncomms321410.1038/ncomms3214 ↗
12. 10.1021/ja711023z10.1021/ja711023z ↗
13. 10.1016/j.jallcom.2018.02.07010.1016/j.jallcom.2018.02.070 ↗
14. 10.1016/j.apcatb.2013.10.02710.1016/j.apcatb.2013.10.027 ↗
15. 10.1016/j.ijhydene.2016.03.13710.1016/j.ijhydene.2016.03.137 ↗
16. 10.1016/j.cplett.2014.08.04810.1016/j.cplett.2014.08.048 ↗
17. 10.1021/acsami.7b1247010.1021/acsami.7b12470 ↗
18. 10.1021/sc500331k10.1021/sc500331k ↗
19. 10.1016/j.apsusc.2014.05.04510.1016/j.apsusc.2014.05.045 ↗
20. 10.1007/s12598-016-0807-310.1007/s12598-016-0807-3 ↗
21. 10.1016/j.apcatb.2011.06.03910.1016/j.apcatb.2011.06.039 ↗
22. 10.1246/cl.2003.36410.1246/cl.2003.364 ↗
23. 10.1016/j.apcata.2004.01.00710.1016/j.apcata.2004.01.007 ↗
24. 10.2166/wst.2004.025010.2166/wst.2004.0250 ↗
25. 10.1016/j.matchemphys.2014.08.03610.1016/j.matchemphys.2014.08.036 ↗
26. 10.1016/j.apcatb.2005.09.00810.1016/j.apcatb.2005.09.008 ↗
27. 10.1021/nn900940p10.1021/nn900940p ↗
28. 10.1021/ja300823a10.1021/ja300823a ↗
29. 10.1016/j.apsusc.2014.12.16310.1016/j.apsusc.2014.12.163 ↗
30. 10.1016/j.apcatb.2013.07.05810.1016/j.apcatb.2013.07.058 ↗
31. 10.1016/s0920-5861(00)00296-010.1016/s0920-5861(00)00296-0 ↗
32. 10.1016/j.vibspec.2004.02.00310.1016/j.vibspec.2004.02.003 ↗
33. 10.1016/j.foodres.2011.03.03910.1016/j.foodres.2011.03.039 ↗
34. 10.1179/1753555714y.000000014610.1179/1753555714y.0000000146 ↗
35. 10.1016/j.colsurfa.2012.04.03110.1016/j.colsurfa.2012.04.031 ↗
36. 10.1016/j.carbon.2013.07.00610.1016/j.carbon.2013.07.006 ↗
37. 10.1002/jrs.232310.1002/jrs.2323 ↗
38. 10.1016/s0924-2031(00)00086-210.1016/s0924-2031(00)00086-2 ↗
39. 10.1021/jp077484710.1021/jp0774847 ↗
40. 10.1016/j.jallcom.2016.05.18910.1016/j.jallcom.2016.05.189 ↗
41. Liu · Journal of Materials Science & Technology · 2018 · 34 · 93110.1016/j.jmst.2017.09.019 ↗
42. 10.1039/c6ee01092j10.1039/c6ee01092j ↗
43. 10.1016/j.apcatb.2011.10.01210.1016/j.apcatb.2011.10.012 ↗
44. 10.1016/j.apsusc.2016.09.07610.1016/j.apsusc.2016.09.076 ↗
45. Mouanga · International Journal of Electrochemical Science · 2011 · 6 · 100710.1016/S1452-3981(23)15051-6 ↗
46. 10.1063/1.149364710.1063/1.1493647 ↗
47. 10.1080/17415993.2010.55029410.1080/17415993.2010.550294 ↗
48. 10.1016/j.jhazmat.2007.12.01810.1016/j.jhazmat.2007.12.018 ↗
49. 10.1126/science.120044810.1126/science.1200448 ↗
50. 10.1021/acscatal.6b0261310.1021/acscatal.6b02613 ↗
51. 10.1016/j.jphotochem.2005.09.00710.1016/j.jphotochem.2005.09.007 ↗
52. 10.1016/j.electacta.2017.06.15010.1016/j.electacta.2017.06.150 ↗
53. 10.1016/0038-1098(93)90427-o10.1016/0038-1098(93)90427-o ↗
54. 10.1063/1.35630610.1063/1.356306 ↗