Nouveau bi-couche 2D V2O5 comme catalyseur potentiel pour la photodégradation rapide des colorants organiques

Résumé Les matériaux bidimensionnels (2D) ont récemment suscité de l'intérêt dans diverses applications en raison de leurs propriétés électroniques supérieures, de leur grande surface spécifique et de leur activité de surface. Cependant, les études sur les propriétés catalytiques du V2O5 2D sont rares. Dans la présente étude, les propriétés catalytiques du V2O5 2D par rapport au V2O5 en vrac pour la dégradation du colorant bleu de méthylène sont discutées pour la première fois. Le catalyseur V2O5 2D a été synthétisé à l'aide d'une technique d'exfoliation chimique modifiée. Une augmentation massive de la surface électrochimiquement active du V2O5 2D d'un ordre de grandeur supérieure à celle du V2O5 en vrac a été observée dans cette étude. Simultanément, une augmentation d'environ 7 fois du coefficient d'absorption optique du V2O5 2D accroît significativement le nombre d'électrons photogénérés impliqués dans la performance catalytique. De plus, l'activité de surface du catalyseur V2O5 2D est améliorée par la génération de défauts de vacance d'oxygène à la surface. Dans cette étude, nous avons atteint environ 99 % de dégradation de colorant à 16 ppm en utilisant les catalyseurs en nanosheet V2O5 2D sous exposition à la lumière UV avec une constante de taux de dégradation remarquable de 2,31 min−1, ce qui constitue une augmentation d'un ordre de 10^2 par rapport aux études précédentes utilisant les nanostructures et les nanocomposites de V2O5 comme catalyseurs. Étant donné que l'activité photocatalytique améliorée découle des propriétés de surface et optiques du catalyseur, la présente étude montre un grand potentiel pour l'application future du V2O5 2D en photo- et électrocatalyse.