Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (1), 98–106
A comparative study of photocatalytic degradation of Xylenol Orange dye under natural sunlight over ZnO nanoparticles synthesized via mechanochemical and hydrothermal assistance routes
Yogeshwar D. Kaldante – Department of Chemistry, PDEA’s Annasaheb Waghire College, Otur, Pune, Maharashtra – 412409, India; ydkaldante@gmail.com
Manohar G. Chaskar – Department of Chemistry, PDEA’s Prof. Ramkrishna More College, Akurdi, Maharashtra – 411044, India; chaskarmanohar@gmail.com
Corresponding author: Yogeshwar D. Kaldante, ydkaldante@gmail.com
DOI 10.17586/2220-8054-2023-14-1-98-106
ABSTRACT Current work confers mechanochemical and hydrothermal syntheses of ZnO, its characterization and photocatalytic applications. Mechanochemical and hydrothermal assisted syntheses of ZnO involve two stages viz. formation of precursors followed by its calcination. The suitable calcination temperature for precursor materials to get ZnO was obtained by TG-DTA and FT-IR Spectroscopic study; XRD data of these samples specified hexagonal wurtzite crystallite structures of ZnO. FESEM photographs of mechanochemically and hydrothermally synthesize ZnO confirmed nanocrystalline hexagonal granular and stacked block-like particle morphologies respectively. EDX spectra of these samples support their elemental purity. The UV-DRS study was used to measure the optical band gap of ZnO samples. Optical properties of ZnO samples were also studied with room temperature PL spectra. Photocatalytic applications of aforementioned ZnO samples were investigated with Xylenol Orange as a model organic dye. The PCD efficiency of ZnO was estimated in terms of percent degradation reference to various operating factors.
KEYWORDS zinc oxide, Xylenol Orange, mechanochemical, hydrothermal, PCD efficiency
ACKNOWLEDGEMENTS Authors are exclusively grateful to PDEA’s Annasaheb Waghire College, Otur for providing their continuous and valuable support, in terms of amenities like laboratories for all experimental work and library for the literature review. Authors are also thankful to PDEA’s Baburaoji Gholap College, Sangvi and CIF, SPPU, Pune for giving instrumental facilities for the characterization of materials.
FOR CITATION Kaldante Y.D., Chaskar M.G. A comparative study of photocatalytic degradation of Xylenol Orange dye under natural sunlight over ZnO nanoparticles synthesized via mechanochemical and hydrothermal assistance routes. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (1), 98–106.
[In Russian] Ю. Д. Калданте, М. Г. Часкар
Сравнительное исследование фотокаталитической деградации красителя ксиленолового оранжевого под действием естественного солнечного света с наночастицами ZnO, синтезированными механохимическим и гидротермальным способами
АННОТАЦИЯ Работа посвящена механохимическому и гидротермальному синтезу ZnO, определению его характеристик и фотокаталитическому применению. Механохимический и гидротермальный синтез ZnO состоит из двух стадий: образования прекурсоров и последующего их прокаливания. Подходящая температура прокаливания исходных материалов для получения ZnO была определена с помощью DTA/TG и FTIR-спектроскопии. Данные XRD этих образцов указывают на гексагональную кристаллическую структуру вюрцита ZnO. Фотографии FESEM образцов окида цинка, синтезированных механохимическим и гидротермальным методами показали морфологию нанокристаллических гексагональных гранул и блочных частиц соответственно. Спектры EDX этих образцов подтверждают их элементную чистоту. Исследование UV-DRS использовалось для измерения оптической ширины запрещенной зоны образцов ZnO. Оптические свойства образцов ZnO также изучались по спектрам PL при комнатной температуре. Фотокаталитическое применение вышеупомянутых образцов ZnO было исследовано с ксиленоловым оранжевым в качестве модельного органического красителя. Эффективность PCD ZnO оценивалась в процентах разложения по отношению к различным рабочим факторам.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА оксид цинка, ксиленоловый оранжевый, механохимический синтез, гидротермальный синтез, эффективность PCD.
