可視光照射下でのフェノールの光分解に向けた光触媒としての亜鉛-窒素共同ドープジルコニア-チタニウム複合体 (Zn-N-コドープ ZT) の合成

亜鉛 (Zn) と窒素 (N) を共同ドーパントとして混合したジルコニア-チタニウム (Zn-N-コドープ ZT) 複合光触媒を導入した。本研究は、可視光照射下でのフェノールの光分解におけるZT複合体におけるZnとNの共同ドープ効果を調査することを主な目的とした。複合体は、エタノール溶液中のTTIPに、Znドーパント (wZn/wTi = 1–9%) とNドーパント (wN/wTi = 10%) との混合物の懸濁液を滴下することにより溶液-ゲル法で調製された。焼結は500、700、900°Cで行われた。FTIRは、Znの増加に伴い1095 cm−1で吸収が増加することを示している。XRDは、Zn-N共同ドープが700°C以上でアナターゼおよびルチルの結晶化に影響を及ぼすことを明らかにしている。5Zn-N-ZT-500のSEM-EDXは、球状および均一な形態を示す。可視光照射下での10 mg L−1フェノール溶液の光分解が行われ、光触媒活性を評価した。900°Cで焼結された5% Znおよび10% Nを含む複合体は、最も低いバンドギャップ2.90 eVを達成した。120分間の照射後に達成されたフェノール分解率の最高は51.96%で、500°Cで焼結された5% Niおよび10% Nを含む複合体によるものであった (kobs = 8.4 × 10−3 min−1)。