Please wait a minute...
Frontiers of Environmental Science & Engineering

ISSN 2095-2201

ISSN 2095-221X(Online)

CN 10-1013/X

Postal Subscription Code 80-973

2018 Impact Factor: 3.883

Front. Environ. Sci. Eng.    2015, Vol. 9 Issue (5) : 770-783    https://doi.org/10.1007/s11783-015-0811-0
REVIEW ARTICLE
Applications of hollow nanomaterials in environmental remediation and monitoring: A review
Yuankai ZHANG,Zhijiang HE,Hongchen WANG(),Lu QI,Guohua LIU,Xiaojun ZHANG
School of Environment & Natural Resource, Renmin University of China, Beijing 100872, China
 Download: PDF(941 KB)   HTML
 Export: BibTeX | EndNote | Reference Manager | ProCite | RefWorks
Abstract

Hollow nanomaterials have attracted significant attention because of their high chemical and thermal stability, high specific surface area, high porosity, low density, and good biocompatibility. These state-of-the-art nanomaterials have been shown to efficiently adsorb heavy metals, and volatile hazardous substances, photodegrade persistent organic pollutants, and other compounds, and inactivate bacteria. Such properties have enabled the use of these materials for environmental remediation, such as in water/wastewater treatment, soil remediation, air purification, and substance monitoring, etc. Hollow nanomaterials showed higher photocatalytic activity than those without hollow structure owing to their high active surface area, reduced diffusion resistance, and improved accessibility. And, the Doping method could improve the photocatalytic performance of hollow nanomaterials further under visible light. Moreover, the synthetic mechanisms and methods of these materials are important because their size and morphology help to determine their precise properties. This article reviews the environmental applications and potential risks of these materials, in addition to their syntheses. Finally, an outlook into the development of these materials is provided.

Keywords hollow nanomaterials      environmental remediation      nanotechnology      nanostructures      morphology     
Corresponding Author(s): Hongchen WANG   
Online First Date: 24 August 2015    Issue Date: 08 October 2015
 Cite this article:   
Yuankai ZHANG,Zhijiang HE,Lu QI, et al. Applications of hollow nanomaterials in environmental remediation and monitoring: A review[J]. Front. Environ. Sci. Eng., 2015, 9(5): 770-783.
 URL:  
https://academic.hep.com.cn/fese/EN/10.1007/s11783-015-0811-0
https://academic.hep.com.cn/fese/EN/Y2015/V9/I5/770
Fig.1  (a) Hollow nanomaterials with different nanostructures (i: nanotube, ii: nanocapsule, iii: nanobox, iv: nanosphere, v: nanowire); (b) schematic illustration of the fabrication process of HU-NiCo2O4 [16];(c) time course of the publications in hollow nanomaterials research over the period 1991−2013; (d) overview of the top seven productive countries in hollow nanotechnology research over the period 1991−2013
adsorbent HMI initial concentration /(mg·L−1) surface area /(m2·g−1) adsorption capacity /(mg·g−1) ref.
α-Fe2O3 Cr(VI) 20 11.6 7.6 [20]
MgSiO3 Cr(III) 26 335.2 10.3 [19]
Pb(II) 106 335.2 64.8
AFCS Cr(VI) 1000 N/A 240.0 [21]
CS Cr(VI) 1000 N/A 175.0
PPy nanoclusters Cr(VI) 1000 104.0 180.4 [22]
NH2-HCMSSs Pb(II)Cd(II)Zn(II) 102030 503.6 6.8119.0194. 3 [23]
Pb(II)Cd(II)Zn(II) 102030 503.6 6.595.6190.3
Pb(II)Cd(II)Zn(II) 102030 503.6 7.898.0193.0
thiol-SNHS Cd(II) 2-110 823.0 15.5 [24]
Pb(II) 1−90 823.0 17.2
Hg(II) 18−600 823.0 186.4
Fe3O4-C Pb(II) 1 159.8 79.0 [25]
Fe3O4/GO Cr(VI) 10 N/A 27.3 [26]
SNHS Ni(II)Cd(II)Pb(II) 100 919.0 8.425.931.3 [27]
NH2-SNHS Ni(II)Cd(II)Pb(II) 100 370.0 20.831.940.7
NH2-SG Ni(II)Cd(II)Pb(II) 100 479.0 26.754.496.8
ZnO Ni(II) 1000 147.0 264.1 [28]
SiO2 Pb(II) 100 291.3 260.0 [29]
Cu(II) 100 291.3 43.6
Cr(III) 100 291.3 29.3
Tab.1  An overview of hollow nanomaterials as applied to HMI removal
Fig.2  Schematic of the formation of a hollow SnO2 sphere [80]
Fig.3  The photocatalytic disinfection of E. coli under UV irradiation, (I) schematic illustrations for the electron/hole pair separation in the PdO doped TiO2 hollow sphere, (II) PdO doped TiO2 hollow sphere with different loading amounts, (III) schematic illustrations for the multiple reflections in the hollow sphere [88]
Fig.4  Nucleation and growth mechanisms using a barrier film for the fabrication of hollow nanomaterials: (I) the barrier film makes unavailable gas diffusive path in a spherical particle, (II) the stresses acting on the growing bubble in a particle with the barrier film [95]
Fig.5  The stages of nanostructure formation. (I) a core-shell nanoparticle with radius R0 and shell thickness h; (II) the core is exposed due to shape fluctuations in the outer surface and dissolves; (III) a pinhole with radius r remains and is quickly sealed due to diffusional flux from the convex outer surface A through the pinhole edge B and into the inner concave surface C; (IV) the net flux at the pinhole edge J+-J is positive, leading to an increase in the radius of the curvature of the pinhole edge a this effect accounts for the closure of the pinhole and the formation of the desired nanostructure [100]
1 Liu  C. Controllable preparation of inorganic hollow nanospheres and their applications in environmental protection. Dissertation for the Doctor Degree. Zhenjiang: Jiangsu University, 2012 (in Chinese)
2 Kaur  R, Hasan  A, Iqbal  N, Alam  S, Saini  M K, Raza  S K. Synthesis and surface engineering of magnetic nanoparticles for environmental cleanup and pesticide residue analysis: a review. Journal of Separation Science, 2014, 37(14): 1805–1825
https://doi.org/10.1002/jssc.201400256
3 Zhang  W X. Nanoscale iron particles for environmental remediation: an overview. Journal of Nanoparticle Research, 2003, 5(3 − 4 ): 323–332
https://doi.org/10.1023/A:1025520116015
4 Buzea  C, Pacheco  I I, Robbie  K. Nanomaterials and nanoparticles: sources and toxicity. Biointerphases, 2007, 2(4): MR17–MR71
https://doi.org/10.1116/1.2815690
5 Aldinger  F. Controlled porosity by an extreme Kirkendall effect. Acta Metallurgica, 1974, 22(7): 923–928
https://doi.org/10.1016/0001-6160(74)90059-5
6 Caruso  R A, Antonietti  M. Sol-gel nanocoating: an approach to the preparation of structured materials. Chemistry of Materials, 2001, 13(10): 3272–3282
https://doi.org/10.1021/cm001257z
7 Zheng  J, Wu  B H, Jiang  Z Y, Kuang  Q, Fang  X L, Xie  Z X, Huang  R B, Zheng  L S. General and facile syntheses of metal silicate porous hollow nanostructures. Chemistry, an Asian Journal, 2010, 5(6): 1439–1444
8 Liu  R M, Yin  J Z, Du  W D, Gao  F, Fan  Y Z, Lu  Q Y. Monodisperse CuO Hard and Hollow Nanospheres as Visible-Light Photocatalysts. European Journal of Inorganic Chemistry, 2013, 2013(8): 1358–1362
https://doi.org/10.1002/ejic.201200975
9 Zhan  S, Chen  D, Jiao  X, Song  Y. Mesoporous TiO2/SiO2 composite nanofibers with selective photocatalytic properties. Chemical Communications, 2007, (20): 2043–2045
https://doi.org/10.1039/b618905a
10 Yu  X Y, Yu  L, Shen  L F, Song  X H, Chen  H Y, Lou  X W D. General formation of MS (M= Ni, Cu, Mn) box-in-box hollow structures with enhanced pseudocapacitive properties. Advanced Functional Materials, 2014, 24(47): 7440–7446
https://doi.org/10.1002/adfm.201402560
11 Zhang  F, Zhu  D, Chen  X, Xu  X, Yang  Z, Zou  C, Yang  K, Huang  S M. A nickel hydroxide-coated 3D porous graphene hollow sphere framework as a high performance electrode material for supercapacitors. Physical Chemistry Chemical Physics, 2014, 16(9): 4186–4192
https://doi.org/10.1039/c3cp54334j
12 Wang  J, Yan  Y, Hojamberdiev  M, Ruan  X, Cai  A, Xu  Y. A facile synthesis of luminescent YVO4: Eu3+ hollow microspheres in virtue of template function of the SDS–PEG soft clusters. Solid State Sciences, 2012, 14(8): 1018–1022
https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2012.05.015
13 Shah  S N, Shah  S S, Ito  E, Heddle  J G. Template-free, hollow and porous platinum nanotubes derived from tobamovirus and their three-dimensional structure at the nanoscale. RSC Advances, 2014, 4(74): 39305–39311
https://doi.org/10.1039/C4RA04681A
14 Colder  A, Huisken  F, Trave  E, Ledoux  G, Guillois  O, Reynaud  C, Hofmeister  H, Pippel  E. Strong visible photoluminescence from hollow silica nanoparticles. Nanotechnology, 2004, 15(3): L1–L4
https://doi.org/10.1088/0957-4484/15/3/L01
15 Kolmakov  A. The effect of morphology and surface doping on sensitization of quasi-1D metal oxide nanowire gas sensors. Proc SPIE  2006, 6370: 63700X1−X8
16 Wang  J, Qiu  T, Chen  X, Lu  Y L, Yang  W S. Hierarchical hollow urchin-like NiCo2O4 nanomaterial as electrocatalyst for oxygen evolution reaction in alkaline medium. Journal of Power Sources, 2014, 268(5): 341–348
https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.06.034
17 Han  J, Dai  J, Guo  R. Highly efficient adsorbents of poly (o-phenylenediamine) solid and hollow sub-microspheres towards lead ions: a comparative study. Journal of Colloid and Interface Science, 2011, 356(2): 749–756
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2011.01.038
18 Sun  W, Chen  M, Zhou  S, Wu  L. Synthesis of hierarchically nanostructured TiO2 spheres with tunable morphologies based on a novel amphiphilic polymer precursor and their use for heavy metal ion sequestration. Journal of Materials Chemistry. A, Materials for Energy and Sustainability, 2014, 2(34): 14004–14013
https://doi.org/10.1039/C4TA02191F
19 Zhuang  Y, Yang  Y, Xiang  G, Wang  X. Magnesium silicate hollow nanostructures as highly efficient absorbents for toxic metal ions. Journal of Physical Chemistry C, 2009, 113(24): 10441–10445
https://doi.org/10.1021/jp9014756
20 Cheng  X L, Jiang  J S, Hu  M, Mao G Y, Liu  Z W, Zeng  Y, Zhang  Q H. Liquid–liquid interface-assisted solvothermal synthesis of durian-like α-Fe2O3 hollow spheres constructed by nano-polyhedrons. CrystEngComm, 2012, 14(9): 3056–3062
https://doi.org/10.1039/c2ce06411a
21 Wang  X, Liu  J, Xu  W. One-step hydrothermal preparation of amino-functionalized carbon spheres at low temperature and their enhanced adsorption performance towards Cr (VI) for water purification. Colloids and Surfaces. A, Physicochemical and Engineering Aspects, 2012, 415: 288–294
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2012.09.035
22 Yao  T, Cui  T, Wu  J, Chen  Q, Lu  S, Sun  K. Preparation of hierarchical porous polypyrrole nanoclusters and their application for removal of Cr (VI) ions in aqueous solution. Polymer Chemistry, 2011, 2(12): 2893–2899
https://doi.org/10.1039/c1py00311a
23 El-Toni  A M, Habila  M A, Ibrahim  M A, Labis  J P, ALOthman  Z A. Simple and facile synthesis of amino functionalized hollow core–mesoporous shell silica spheres using anionic surfactant for Pb (II), Cd (II), and Zn (II) adsorption and recovery. Chemical Engineering Journal, 2014, 251: 441–451
https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.04.072
24 Rostamian  R, Najafi  M, Rafati  A A. Synthesis and characterization of thiol-functionalized silica nano hollow sphere as a novel adsorbent for removal of poisonous heavy metal ions from water: kinetics, isotherms and error analysis. Chemical Engineering Journal, 2011, 171(3): 1004–1011
https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.04.051
25 Cheng  K, Zhou  Y M, Sun  Z Y, Hu  H B, Zhong  H, Kong  X K, Chen  Q W. Synthesis of carbon-coated, porous and water-dispersive Fe3O4 nanocapsules and their excellent performance for heavy metal removal applications. Dalton Transactions (Cambridge, England), 2012, 41(19): 5854–5861
https://doi.org/10.1039/c2dt12312f
26 Liu  M, Wen  T, Wu  X, Chen  C, Hu  J, Li  J, Wang  X. Synthesis of porous Fe3O4 hollow microspheres/graphene oxide composite for Cr(VI) removal. Dalton Transactions (Cambridge, England), 2013, 42(41): 14710–14717
https://doi.org/10.1039/c3dt50955a
27 Najafi  M, Yousefi  Y, Rafati  A A. Synthesis, characterization and adsorption studies of several heavy metal ions on amino-functionalized silica nano hollow sphere and silica gel. Separation and Purification Technology, 2012, 85: 193–205
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2011.10.011
28 Wang  X, Cai  W, Liu  S, Wang  G, Wu  Z, Zhao  H. ZnO hollow microspheres with exposed porous nanosheets surface: structurally enhanced adsorption towards heavy metal ions. Colloids and Surfaces. A, Physicochemical and Engineering Aspects, 2013, 422: 199–205
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2013.01.031
29 Liu  C, Yin  H B, Shi  L P, Wang  A L, Wu  Z A, Wu  G, Jiang  T, Shen  Y T, Jiang  Y S. Adsorbability characteristic of hollow SiO2 nanospheres for heavy metal ions. Zhongguo Youse Jinshu Xuebao, 2013, 23(6): 1661–1665 (in Chinese)
30 Wang  P, Du  M, Zhu  H, Bao  S, Yang  T, Zou  M. Structure regulation of silica nanotubes and their adsorption behaviors for heavy metal ions: pH effect, kinetics, isotherms and mechanism. Journal of Hazardous Materials, 2015, 286: 533–544
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2014.12.034
31 Liu  G, Deng  Q, Wang  H M, Kang  S H, Yang  Y, Ng  D H L, Cai  W P, Wang  G. Z. Synthesis and characterization of nanostructured Fe3O4 micron-spheres and their application in removing toxic Cr ions from polluted water 2012, 18(42): 13418–13426
32 Colón  G, Hidalgo  M C, Navío  J A. Photocatalytic deactivation of commercial TiO2 samples during simultaneous photoreduction of Cr(VI) and photooxidation of salicylic acid. Journal of Photochemistry and Photobiology A Chemistry, 2001, 138(1): 79–85
https://doi.org/10.1016/S1010-6030(00)00372-5
33 Bhatkhande  D S, Pangarkar  V G, Beenackers  A A C M. Photacatalytic degradation for environmental applicatons-a review. Journal of Chemical Technology and Biotechnology (Oxford, Oxfordshire), 2002, 77(1): 102–116
https://doi.org/10.1002/jctb.532
34 Huang  J Y, Liu  G H, Zhang  W H, Huang  J, Lin  T, Wang  Y J. Progress on photocatalytic reduction of heavy metal ions in wastewater. Environmental Science & Technology, 2008, 31(12): 104–108(in Chinese)
35 Li  H Y, Wu  T S, Cai  B, Ma  W G, Sun  Y J, Gan  S Y, Han  D X, Niu  L. Efficiently photocatalytic reduction of carcinogenic contaminant Cr(VI) upon robust AgCl:Ag hollow nanocrystals. Applied Catalysis B: Environmental, 2015, 164: 344–351
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.09.049
36 Yang  Y, Wang  G, Deng  Q, Wang  H, Zhang  Y, Ng  D H, Zhao  H. Enhanced photocatalytic activity of hierarchical structure TiO2 hollow spheres with reactive (001) facets for the removal of toxic heavy metal Cr(VI). RSC Advances, 2014, 4(65): 34577–34583
https://doi.org/10.1039/C4RA04787G
37 Tripathi  P K, Gan  L, Liu  M, Ma  X M, Zhao  Y H, Zhu  D Z, Xu  Z J, Chen  L W, Rao  N N. One-pot assembly of silica@ two polymeric shells for synthesis of hollow carbon porous nanospheres: adsorption of bisphenol A. Materials Letters, 2014, 120: 108–110
https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.01.057
38 Ye  L, Guan  W, Lu  C, Zhao  H, Lu  X. Fabrication of hollow ZnO hexahedral nanocrystals grown on Si (100) substrate by a facile route. Materials Letters, 2014, 118: 115–118
https://doi.org/10.1016/j.matlet.2013.11.035
39 Liu  J, Zhang  G K, Yu  J C, Guo  Y D. In situ synthesis of Zn2GeO4 hollow spheres and their enhanced photocatalytic activity for the degradation of antibiotic metronidazole. Dalton Transactions (Cambridge, England), 2013, 42(14): 5092–5099
https://doi.org/10.1039/c2dt32623j
40 Kroto  H W, Heath  J R, O<?Pub Caret?>’Brien  S C, Curl  R F, Smalley  R E. C60: Buckminsterfullerene.. Nature, 1985, 318(6042): 162–163
https://doi.org/10.1038/318162a0
41 Iijima  S. Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, 1991, 354(6348): 56–58
42 Ong  Y T, Ahmad  A L, Zein  S H S, Tan  S H. A review on carbon nanotubes in an environmental protection and green engineering perspective. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 2010, 27(2): 227–242
43 Su  F, Lu  C, Hu  S. Adsorption of benzene, toluene, ethylbenzene and p-xylene by NaOCl-oxidized carbon nanotubes. Colloids and Surfaces. A, Physicochemical and Engineering Aspects, 2010, 353(1): 83–91
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2009.10.025
44 Lu  C, Chung  Y L, Chang  K F. Adsorption of trihalomethanes from water with carbon nanotubes. Water Research, 2005, 39(6): 1183–1189
https://doi.org/10.1016/j.watres.2004.12.033
45 Chin  C J M, Shih  L C, Tsai  H J, Liu  T K. Adsorption of o-xylene and p-xylene from water by SWCNTs. Carbon, 2007, 45(6): 1254–1260
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2007.01.015
46 Ji  L L, Shao  Y, Xu  Z Y, Zheng S R, Zhu  D Q. Adsorption of monoaromatic compounds and pharmaceutical antibiotics on carbon nanotubes activated by KOH etching. Environmental Science & Technology, 2010, 44(16): 6429–6436
https://doi.org/10.1021/es1014828
47 Lin  D H, Xing  B S. Adsorption of phenolic compounds by carbon nanotubes: role of aromaticity and substitution of hydroxyl groups. Environmental Science & Technology, 2008, 42(19): 7254–7259
https://doi.org/10.1021/es801297u
48 Liao  Q, Sun  J, Gao  L. The adsorption of resorcinol from water using multi-walled carbon nanotubes. Colloids and Surfaces. A, Physicochemical and Engineering Aspects, 2008, 312(2−3): 160–165
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2007.06.045
49 Yang  K, Wu  W, Jing  Q, Zhu  L. Aqueous adsorption of aniline, phenol, and their substitutes by multi-walled carbon nanotubes. Environmental Science & Technology, 2008, 42(21): 7931–7936
https://doi.org/10.1021/es801463v
50 Pan  B, Lin  D H, Mashayekhi  H, Xing  B S. Adsorption and hysteresis of bisphenol A and 17 alpha-ethinyl estradiol on carbon nanomaterials. Environmental Science & Technology, 2008, 42(15): 5480–5485
https://doi.org/10.1021/es8001184
51 Yang  K, Zhu  L, Xing  B. Adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons by carbon nanomaterials. Environmental Science & Technology, 2006, 40(6): 1855–1861
https://doi.org/10.1021/es052208w
52 Coughlin  R W, Ezra  F S. Role of surface acidity in the adsorption of organic pollutants on the surface of carbon. Environmental Science & Technology, 1968, 2(4): 291–297
https://doi.org/10.1021/es60016a002
53 Mattson  J A, Mark  H B Jr, Malbin  M D, Weber  W J Jr, Crittenden  J C. Surface chemistry of active carbon: specific adsorption of phenols. Journal of Colloid and Interface Science, 1969, 31(1): 116–130
https://doi.org/10.1016/0021-9797(69)90089-7
54 Chen  W, Duan  L, Wang  L, Zhu  D. Adsorption of hydroxyl-and amino-substituted aromatics to carbon nanotubes. Environmental Science & Technology, 2008, 42(18): 6862–6868
https://doi.org/10.1021/es8013612
55 Pan  B, Xing  B. Adsorption mechanisms of organic chemicals on carbon nanotubes. Environmental Science & Technology, 2008, 42(24): 9005–9013
https://doi.org/10.1021/es801777n
56 Gotovac  S, Honda  H, Hattori  Y, Takahashi  K, Kanoh  H, Kaneko  K. Effect of nanoscale curvature of single-walled carbon nanotubes on adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons. Nano Letters, 2007, 7(3): 583–587
https://doi.org/10.1021/nl0622597
57 Lin  D, Xing  B. Adsorption of phenolic compounds by carbon nanotubes: role of aromaticity and substitution of hydroxyl groups. Environmental Science & Technology, 2008, 42(19): 7254–7259
https://doi.org/10.1021/es801297u
58 Ghasemzadeh  G, Momenpour  M, Omidi  F, Hosseini  M R, Ahani  M, Barzegari  A. Applications of nanomaterials in water treatment and environmental remediation. Frontiers of Environmental Science and Engineering, 2014, 8(4): 1–12 
59 Zhan  S H, Chen  D R, Jiao  X L, Tao  C H. Long TiO2 hollow fibers with mesoporous walls: sol-gel combined electrospun fabrication and photocatalytic properties. Journal of Physical Chemistry B, 2006, 110(23): 11199–11204
https://doi.org/10.1021/jp057372k
60 Joo  J B, Dahl  M, Li  N, Zaera  F, Yin  Y. Tailored synthesis of mesoporous TiO2 hollow nanostructures for catalytic applications. Energy & Environmental Science, 2013, 6(7): 2082–2092
https://doi.org/10.1039/c3ee41155a
61 Bard  A J. Photoelectrochemistry and heterogeneous photo-catalysis at semiconductors. Journal of Photochemistry, 1979, 10(1): 59–75
https://doi.org/10.1016/0047-2670(79)80037-4
62 Amalric  L, Guillard  C, Pichat  P. Use of catalase and superoxide dismutase to assess the roles of hydrogen peroxide and superoxide in the TiO2 or ZnO photocatalytic destruction of 1, 2-dimethoxybenzene in water. Research on Chemical Intermediates, 1994, 20(6): 579–594
https://doi.org/10.1163/156856794X00234
63 Schwarz  P F, Turro  N J, Bossmann  S H, Braun  A M, Wahab  A M A A, Dürr  H. A new method to determine the generation of hydroxyl radicals in illuminated TiO2 suspensions. Journal of Physical Chemistry B, 1997, 101(36): 7127–7134
https://doi.org/10.1021/jp971315c
64 Grela  M A, Coronel  M E J, Colussi  A J. Quantitative spin-trapping studies of weakly illuminated titanium dioxide sols. Implications for the mechanism of photocatalysis. Journal of Physical Chemistry, 1996, 100(42): 16940–16946
https://doi.org/10.1021/jp953562r
65 Fukahori  S, Ichiura  H, Kitaoka  T, Tanaka  H. Photocatalytic decomposition of bisphenol A in water using composite TiO2-zeolite sheets prepared by a papermaking technique. Environmental Science & Technology, 2003, 37(5): 1048–1051
https://doi.org/10.1021/es0260115
66 Li  X X, Fang  S M, Ge  L, Han  C C, Qiu  P, Liu  W L. Synthesis of flower-like Ag/AgCl-Bi2MoO6 plasmonic photocatalysts with enhanced visible-light photocatalytic performance. Applied Catalysis B: Environmental, 2015, 176−177: 162–169
67 Kanki  T, Yoneda  H, Sano  N, Toyoda  A, Nagai  C. Photocatalytic reduction and deposition of metallic ions in aqueous phase. Chemical Engineering Journal, 2004, 97(1): 77–81
https://doi.org/10.1016/S1385-8947(03)00112-8
68 Kyung  H, Lee  J, Choi  W. Simultaneous and synergistic conversion of dyes and heavy metal ions in aqueous TiO2 suspensions under visible-light illumination. Environmental Science & Technology, 2005, 39(7): 2376–2382
https://doi.org/10.1021/es0492788
69 Hsiao  C Y, Lee  C L, Ollis  D F. Heterogeneous photocatalysis: degradation of diluted solutions of dichloromethane (CH2Cl2), chloroform (CHCl3) and carbon tetrachloride (CCl4) with illuminated TiO2 photocatalyst. Journal of Catalysis, 1983, 82(2): 418–423
https://doi.org/10.1016/0021-9517(83)90208-7
70 Syoufian  A, Satriya  O H, Nakashima  K. Photocatalytic activity of titania hollow spheres: photodecomposition of methylene blue as a target molecule. Catalysis Communications, 2007, 8(5): 755–759
https://doi.org/10.1016/j.catcom.2006.08.047
71 Wang  S X, Yang  X J, Wang  Y P, Liu  L X, Guo  Y Y, Guo  H. Morphology-controlled synthesis of Ti3+ self-doped yolk–shell structure titanium oxide with superior photocatalytic activity under visible light. Journal of Solid State Chemistry, 2014, 213(5): 98–103
https://doi.org/10.1016/j.jssc.2014.02.013
72 Ao  Y, Xu  J, Zhang  S, Fu  D. A one-pot method to prepare N-doped titania hollow spheres with high photocatalytic activity under visible light. Applied Surface Science, 2010, 256(9): 2754–2758
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2009.11.023
73 Kim  H R, Choi  K Y, Shul  Y G. Preparation of TiO2/SiO2 hollow spheres and their activity in methylene blue photodecomposition. Korean Journal of Chemical Engineering, 2007, 24(4): 596–599
https://doi.org/10.1007/s11814-007-0009-7
74 Jiang  Y, Guo  L, Zhang  W, Dai  F, Yan  Y, Zhang  F, Lv  H. Preparation of zinc tetraaminophthalocyanine sensitized TiO2 hollow nanospheres and their enhanced photocatalytic properties under visible light. Desalination and Water Treatment, 2013 (ahead-of-print): 1–8
https://doi.org/10.1080/19443994.2013.803330
75 Daghrir  R, Drogui  P, Robert  D. Modified TiO2 for environmental photocatalytic applications: a review. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2013, 52(10): 3581–3599
76 Zhang  J, Wang  S, Wang  Y, Wang  Y, Zhu  B L, Xia  H J, Guo  X Z, Zhang  S M, Huang  W P, Wu  S H. NO2 sensing performance of SnO2 hollow-sphere sensor. Sensors and Actuators. B, Chemical, 2009, 135(2): 610–617
https://doi.org/10.1016/j.snb.2008.09.026
77 Ju  D, Xu  H, Qiu  Z, Guo  J, Zhang  J, Cao  B. Highly sensitive and selective triethylamine-sensing properties of nanosheets directly grown on ceramic tube by forming NiO/ZnO PN heterojunction. Sensors and Actuators. B, Chemical, 2014, 200: 288–296
https://doi.org/10.1016/j.snb.2014.04.029
78 Liu  J, Wang  X, Peng  Q, Li  Y. Preparation and gas sensing properties of vanadium oxide nanobelts coated with semiconductor oxides. Sensors and Actuators. B, Chemical, 2006, 115(1): 481–487
https://doi.org/10.1016/j.snb.2005.10.012
79 Lee  J H. Gas sensors using hierarchical and hollow oxide nanostructures: overview. Sensors and Actuators. B, Chemical, 2009, 140(1): 319–336
https://doi.org/10.1016/j.snb.2009.04.026
80 Wang  H Z, Liang  J B, Fan  H, Xi  B J, Zhang  M F, Xiong  S L, Zhu  Y C, Qian  Y T. Synthesis and gas sensitivities of SnO2 nanorods and hollow microspheres. Journal of Solid State Chemistry, 2008, 181(1): 122–129
https://doi.org/10.1016/j.jssc.2007.11.010
81 Zhao  Q R, Gao  Y, Bai  X, Wu  C Z, Xie  Y. Facile synthesis of SnO2 hollow nanospheres and applications in gas sensors and electrocatalysts. European Journal of Inorganic Chemistry, 2006, 2006(8): 1643–1648
https://doi.org/10.1002/ejic.200500975
82 Martinez  C J, Hockey  B, Montgomery  C B, Semancik  S. Porous tin oxide nanostructured microspheres for sensor applications. Langmuir, 2005, 21(17): 7937–7944
https://doi.org/10.1021/la050118z
83 Choi  W S, Koo  H Y, Zhongbin  Z, Li  Y, Kim  D Y. Templated synthesis of porous capsules with a controllable surface morphology and their application as gas sensors. Advanced Functional Materials, 2007, 17(11): 1743–1749
https://doi.org/10.1002/adfm.200601002
84 Herzog  G, Beni  V. Stripping voltammetry at micro-interface arrays: A review. Analytica Chimica Acta, 2013, 769: 10–21
https://doi.org/10.1016/j.aca.2012.12.031
85 Xu  R X, Yu  X Y, Gao  C, Jiang  Y J, Han  D D, Liu  J H, Huang  X J. Non-conductive nanomaterial enhanced electrochemical response in stripping voltammetry: the use of nanostructured magnesium silicate hollow spheres for heavy metal ions detection. Analytica Chimica Acta, 2013, 790: 31–38
https://doi.org/10.1016/j.aca.2013.06.040
86 Cheng  X, Li  J, Li  X, Zhang  D H, Zhang  H J, Zhang  A Q, Huang  H, Lian  J S. A highly sensitive sensor based on hollow particles for the detection, adsorption and removal of Hg2+ ions. Journal of Materials Chemistry, 2012, 22(45): 24102–24108
https://doi.org/10.1039/c2jm35427f
87 Harris  H H, Pickering  I J, George  G N. The chemical form of mercury in fish. Science, 2003, 301(5637): 1203–1203
https://doi.org/10.1126/science.1085941
88 Liu  Y, Li  Q, Zhang  J T, Sun  W Z, Gao  S A, Shang  J K. PdO loaded TiO2 hollow sphere composite photocatalyst with a high photocatalytic disinfection efficiency on bacteria. Chemical Engineering Journal, 2014, 249: 63–71
https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.03.087
89 Liu  S W, Huang  G C, Yu  J G, Ng  T W, Yip  H Y, Wong  P K. Porous fluorinated SnO2 hollow nanospheres: transformative selfassembly and photocatalytic inactivation of bacteria. ACS Applied Materials & Interfaces, 2014, 6(4): 2407–2414
https://doi.org/10.1021/am4047975
90 Qin  F, Zhao  H P, Li  G F, Yang  H, Li  J, Wang  R M, Liu  Y L, Hu  J C, Sun  H Z, Chen  R. Size-tunable fabrication of multifunctional Bi2O3 porous nanospheres for photocatalysis, bacteria inactivation and template-synthesis. Nanoscale, 2014, 6(10): 5402–5409
https://doi.org/10.1039/c3nr06870f
91 Reddy  A R N, Reddy  Y N, Krishna  D R, Himabindu  V. Multi wall carbon nanotubes induce oxidative stress and cytotoxicity in human embryonic kidney (HEK293) cells. Toxicology, 2010, 272(1−3): 11–16
https://doi.org/10.1016/j.tox.2010.03.017
92 Cheng  C, Müllerb  K H, Koziol  K K K, Skepperb  J N, Midgley  P A, Welland  M E, Porter  A E. Toxicity and imaging of multi-walled carbon nanotubes in human macrophage cells. Biomaterials, 2009, 30(25): 4152–4160
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2009.04.019
93 Kang  X, Li  C, Cheng  Z, Ma  P A, Hou  Z, Lin  J. Lanthanide-doped hollow nanomaterials as theranostic agents. Wiley Interdisciplinary Reviews. Nanomedicine and Nanobiotechnology, 2014, 6(1): 80–101
https://doi.org/10.1002/wnan.1251
94 Pei  J, Chen  G, Jia  D, Yu  Y, Sun  J, Qiu  Z, Yu  Y. Construction of hollow tellurium hierarchical architecture via a trisodium citrate assisted self-sacrificed template eroding mechanism. RSC Advances, 2014, 4(68): 36257–36261
https://doi.org/10.1039/C4RA04962D
95 Orsi  S, Di Maio  E, Iannace  S, Netti  P A. Hollow micro-and nano-particles by gas foaming. Nano Research, 2014, 7(7): 1018–1026
https://doi.org/10.1007/s12274-014-0465-4
96 Wu  L, Qiao  X, Cui  S, Hong  Z, Fan  X. Synthesis of monolithic aerogel-like alumina via the accumulation of mesoporous hollow microspheres. Microporous and Mesoporous Materials, 2015, 202: 234–240
https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2014.10.015
97 Guo  J, Zhang  X, Zhang  T, Zhou  T, Zhang  X, Quan  Z. Self-template synthesis of magnetic cobalt nanotube based on Kirkendall effect. Materials Letters, 2015, 141: 288–290
https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.11.134
98 Huang  T, Qi  L M. Solution-phase synthesis of inorganic nanostructures by chemical transformation from reactive templates. Science China Chemistry, 2010, 53(2): 365–371
99 Lopez-Haro  M, Dubau  L, Guétaz  L, Bayle-Guillemaud  P, Chatenet  M, Andre  J, Caque  N, Rossinot  E, Maillard  F. Atomic-scale structure and composition of Pt3Co/C nanocrystallites during real PEMFC operation: a STEM–EELS study. Applied Catalysis B: Environmental, 2014, 152−153: 300–308
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.01.034
100 Erlebacher  J, Margetis  D. Mechanism of hollow nanoparticle formation due to shape fluctuations. Physical Review Letters, 2014, 112(15): 155505
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.155505
[1] Jianfeng Zhou, Ting Wang, Cecilia Yu, Xing Xie. Locally enhanced electric field treatment (LEEFT) for water disinfection[J]. Front. Environ. Sci. Eng., 2020, 14(5): 78-.
[2] Xin Li, Jun Xie, Chuanjia Jiang, Jiaguo Yu, Pengyi Zhang. Review on design and evaluation of environmental photocatalysts[J]. Front. Environ. Sci. Eng., 2018, 12(5): 14-.
[3] Jun Hu, Fengkui Duan, Kebin He, Yongliang Ma, Shuping Dong, Xiande Liu. Characteristics and mixing state of S-rich particles in haze episodes in Beijing[J]. Front. Environ. Sci. Eng., 2016, 10(5): 12-.
[4] Ruiqiang LIU,Rattan LAL. Effects of molecular weight and concentration of carboxymethyl cellulose on morphology of hydroxyapatite nanoparticles as prepared with one-step wet chemical method[J]. Front. Environ. Sci. Eng., 2015, 9(5): 804-812.
[5] Jing FENG,Yili WANG,Xueyuan JI,Dongqin YUAN,Hui LI. Performance and bioparticle growth of anaerobic baffled reactor (ABR) fed with low-strength domestic sewage[J]. Front. Environ. Sci. Eng., 2015, 9(2): 352-364.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed