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Effect of g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> precursors on the morphological structures of g-C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>/ZnO composite photocatalysts
저자
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발행연도
2019
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등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
1084-1092(9쪽)
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<P><B>Abstract</B></P> <P>In this study, g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB>/ZnO (CNZ) composite materials were synthesized through a one-step facile method with diverse precursors to investigate the interaction between g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB> precursors and ZnO and the resultant morphological structures. Thiourea (Thio), urea, and dicyandiamide (DCDA) were used as g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB> precursors. Several characterization methods were employed to understand the structural and optical properties affected by the interaction variation between g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB> and ZnO nanoparticles during the thermal polycondensation process to the g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB> structure. Consequently, each composite material resulted in different morphological composite structures. DCDA-CNZ formed a core–shell structure covered with thin g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB> layers due to an efficient interaction between DCDA and ZnO nanoparticles. Meanwhile, Thio and Urea-CNZ showed a segregated morphology of porous g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB> and ZnO nanoparticles in the composites, which was ascribed to a weak interaction between them and gas generation from thiourea and urea during the thermal polymerization. The core–shell morphology of DCDA–CNZ led to a unique behavior, such as the deficient electron density of Zn and g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB>-responded photoluminescence emission. Furthermore, DCDA–CNZ exhibited the highest efficiency for the photocatalytic degradation of methylene blue under visible-light irradiation, implying the strong influence of the morphological structure on the photocatalytic performance.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB>/ZnO composites (CNZ) are prepared by a facile method with diverse precursors. </LI> <LI> Urea, thiourea (Thio) and dicyandiamide (DCDA) are utilized as a g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB> precursor. </LI> <LI> Segregated morphology in Urea and Thio-CNZ is caused by weak interaction with ZnO. </LI> <LI> DCDA-CNZ forms the core-shell structure by efficient interaction of g-C<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB> with ZnO. </LI> <LI> The different morphologies in the CNZ composites influence photocatalytic activity. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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