Please wait a minute...
Frontiers of Materials Science

ISSN 2095-025X

ISSN 2095-0268(Online)

CN 11-5985/TB

邮发代号 80-974

2019 Impact Factor: 1.747

Frontiers of Materials Science  2017, Vol. 11 Issue (2): 139-146   https://doi.org/10.1007/s11706-017-0381-0
  本期目录
Convenient synthesis of twin-Christmas tree-like PbWO4 microcrystals and their photocatalytic properties
Jin ZHANG1,2(), Li-Li PENG1,2, Ying TANG1,2, Huijie WU3
1. College of Materials and Chemical Engineering, Chongqing University of Arts and Sciences, Chongqing 402160, China
2. Chongqing Key Laboratory of Environmental Materials & Remediation, Chongqing 402160, China
3. Research?Institute?for?New?Materials?Technology, Chongqing University of Arts and Sciences, Chongqing 400715, China
 全文: PDF(367 KB)   HTML
Abstract

Novel twin-Christmas tree-like PbWO4 microcrystals have been prepared via a convenient aqueous solution route at room temperature under the assistance of β-cyclodextrin (β-CD). The product was characterized by XRD, EDX, SEM, TEM, UV-vis and PL and BET techniques. It was found that β-CD plays an important role in the forming of twin-Christmas tree-like PbWO4 microcrystals. A five-step growth mechanism was proposed to explain the formation of such twin-Christmas tree-like structures. The photocatalytic performance of PbWO4 microcrystals was evaluated by measuring the decomposition rate of methylene blue (MB) and malachite green (MG) solution under the UV irradiation, and the photocatalytic results indicated that as-prepared PbWO4 microcrystals exhibit good and versatile photocatalytic activity as well as excellent recyclability.

Key wordsPbWO4    twin-Christmas tree-like    growth mechanism    UV irradiation    photocatalyst
收稿日期: 2017-02-20      出版日期: 2017-05-26
Corresponding Author(s): Jin ZHANG   
 引用本文:   
. [J]. Frontiers of Materials Science, 2017, 11(2): 139-146.
Jin ZHANG, Li-Li PENG, Ying TANG, Huijie WU. Convenient synthesis of twin-Christmas tree-like PbWO4 microcrystals and their photocatalytic properties. Front. Mater. Sci., 2017, 11(2): 139-146.
 链接本文:  
https://academic.hep.com.cn/foms/CN/10.1007/s11706-017-0381-0
https://academic.hep.com.cn/foms/CN/Y2017/V11/I2/139
Fig.1  
Fig.2  
Fig.3  
Fig.4  
Fig.5  
Fig.6  
Fig.7  
Fig.8  
Fig.9  
Fig.10  
Fig.11  
1 Tian P, Zhang Y, Senevirathne K, et al.. Diverse structural and magnetic properties of differently prepared MnAs nanoparticles. ACS Nano, 2011, 5(4): 2970–2978
https://doi.org/10.1021/nn200020r pmid: 21366350
2 Mak A C, Yu C L, Yu J C, et al.. A lamellar ceria structure with encapsulated platinum nanoparticles. Nano Research, 2008, 1(6): 474–482
https://doi.org/10.1007/s12274-008-8050-3
3 Sun Y, Xia Y. Shape-controlled synthesis of gold and silver nanoparticles. Science, 2002, 298(5601): 2176–2179
https://doi.org/10.1126/science.1077229 pmid: 12481134
4 Tang H, Chang S F, Jiang L Y, et al.. Novel spindle-shaped nanoporous TiO2  coupled graphitic g-C3N4  nanosheets with enhanced visible-light photocatalytic activity. Ceramics International, 2016, 42(16): 18443–18452 
https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.08.179
5 Yang X, Chen Z, Xu J, et al.. Tuning the morphology of g-C3N4 for improvement of Z-scheme photocatalytic water oxidation. ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7(28): 15285–15293
https://doi.org/10.1021/acsami.5b02649 pmid: 26118320
6 Barth J V, Costantini G, Kern K. Engineering atomic and molecular nanostructures at surfaces. Nature, 2005, 437(7059): 671–679
https://doi.org/10.1038/nature04166 pmid: 16193042
7 Cerný P, Jelinkova H, Zverev P G, et al.. Solid state lasers with Raman frequency conversion. Progress in Quantum Electronics, 2004, 28(2): 113–143
https://doi.org/10.1016/j.pquantelec.2003.09.003
8 Angloher G, Bruckmayer M, Bucci C, et al.. Limits on WIMP dark matter using sapphire cryogenic detectors. Astroparticle Physics, 2002, 18(1): 43–55
https://doi.org/10.1016/S0927-6505(02)00111-1
9 Sundaram R, Nagaraja K S. Electrical and humidity sensing properties of lead(II) tungstate–tungsten(VI) oxide and zinc(II) tungstate–tungsten(VI) oxide composites. Materials Research Bulletin, 2004, 39(4–5): 581–590
https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2003.12.014
10 Faure N, Borel C, Couchaud M, et al.. Optical properties and laser performance of neodymium doped scheelites CaWO4 and NaGd(WO4)2. Applied Physics B: Lasers and Optics, 1996, 63(6): 593–598
11 Arora S K, Chudasama B. Flux growth and optoelectronic study of PbWO4 single crystals. Crystal Growth & Design, 2007, 7(2): 296–299
https://doi.org/10.1021/cg060368t
12 Neiman Y, Guseva A F, Sharafutdinov A R. Origin of potential difference selfgenerated by reaction and transport processes. Solid State Ionics, 1997, 101–103: 367–372
https://doi.org/10.1016/S0167-2738(97)84054-4
13 Zeng H C. Rectangular vacancy island formation and self-depletion in Czochralski-grown PbMoO4 single crystal during heat treatment. Journal of Crystal Growth, 1996, 160(1–2): 119–128
https://doi.org/10.1016/0022-0248(95)00893-4
14 Yu C L, Cao F F, Li X, et al.. Hydrothermal synthesis and characterization of novel PbWO4 microspheres with hierarchical nanostructures and enhanced photocatalytic performance in dye degradation. Chemical Engineering Journal, 2013, 219: 86–95
https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.12.064
15 Tang H, Li C S, Song H, et al.. Controllable synthesis, characterization and growth mechanism of three-dimensional hierarchical PbWO4 microstructures. CrystEngComm, 2011, 13(16): 5119–5124
https://doi.org/10.1039/c1ce05060e
16 Wang G Z, Hao C C. Fast synthesis and morphology control of lead tungstate microcrystals via a microwave-assisted method. Materials Research Bulletin, 2009, 44(2): 418–421
https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2008.04.021
17 Wang Y G, Yang L L, Wang Y J, et al.. Controlled synthesis of PbWO4 dendrites by a simple sonochemical method. Journal of Alloys and Compounds, 2013, 554: 86–88
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.11.156
18 Fu H B, Pan C S, Zhang L W, et al.. Synthesis, characterization and photocatalytic properties of nanosized Bi2WO6, PbWO4 and ZnWO4 catalysts. Materials Research Bulletin, 2007, 42(4): 696–706
https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2006.07.017
19 Zhang Q, Yao W T, Chen X Y, et al.. Nearly monodisperse tungstate MWO4 microspheres (M= Pb, Ca): surfactant-assisted solution synthesis and optical properties. Crystal Growth & Design, 2007, 7(8): 1423–1431
20 Crane M, Frost R L, Williams P A, et al.. Raman spectroscopy of the molybdate minerals chillagite (tungsteinian wulfenite-I4), stolzite, scheelite, wolframite and wulfenite. Journal of Raman Spectroscopy, 2002, 33(1): 62–66
https://doi.org/10.1002/jrs.820
21 Frost R L, Duong L, Weier M. Raman microscopy of selected tungstate minerals. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2004, 60(8–9): 1853–1859
https://doi.org/10.1016/j.saa.2003.10.002 pmid: 15248960
22 Bastians S, Crump G, Griffith W P, et al.. Raspite and studtite: Raman spectra of two unique minerals. Journal of Raman Spectroscopy, 2004, 35(8–9): 726–731
https://doi.org/10.1002/jrs.1176
23 Jin R C, Chen G, Pei J, et al.. Facile solvothermal synthesis and growth mechanism of flower-like PbTe dendrites assisted by cyclodextrin. CrystEngComm, 2012, 14(6): 2327–2332
https://doi.org/10.1039/c2ce06417k
24 Li Q, Yam V W W. High-yield synthesis of selenium nanowires in water at room temperature. Chemical Communications, 2006, 9(9): 1006–1008
https://doi.org/ 10.1039/b515025f pmid: 16491191
25 Bonini M, Rossi S, Karlsson G, et al.. Self-assembly of β-cyclodextrin in water. Part 1: Cryo-TEM and dynamic and static light scattering. Langmuir, 2006, 22(4): 1478–1484
https://doi.org/10.1021/la052878f pmid: 16460065
26 Penn R L, Banfield J F. Imperfect oriented attachment: dislocation generation in defect-free nanocrystals. Science, 1998, 281(5379): 969–971
https://doi.org/10.1126/science.281.5379.969 pmid: 9703506
27 Banfield J F, Welch S A, Zhang H, et al.. Aggregation-based crystal growth and microstructure development in natural iron oxyhydroxide biomineralization products. Science, 2000, 289(5480): 751–754
https://doi.org/10.1126/science.289.5480.751 pmid: 10926531
28 Li Q, Shao M W, Yu G H, et al.. A solvent-reduction approach to tetrapod-like copper(I) chloride crystallites. Journal of Materials Chemistry, 2003, 13(2): 424–427
https://doi.org/10.1039/b204858b
29 Fu H B, Pan V S, Zhang L W, et al.. Synthesis, characterization and photocatalytic properties of nanosized Bi2WO6, PbWO4 and ZnWO4 catalysts. Materials Research Bulletin, 2007, 42(4): 696–706
https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2006.07.017
30 Yu J G, Yu J C, Ho W K, et al.. Effects of calcination temperature on the photocatalytic activity and photo-induced super-hydrophilicity of mesoporous TiO2 thin films. New Journal of Chemistry, 2002, 26(5): 607–613
https://doi.org/10.1039/b200964a
31 Thongtem T, Phuruangrat A, Thongtem S. Preparation and characterization of nanocrystalline SrWO4 using cyclic microwave radiation. Current Applied Physics, 2008, 8(2): 189–197
https://doi.org/10.1016/j.cap.2007.08.002
32 Zhang H, Fan X, Quan X, et al.. Graphene sheets grafted Ag@AgCl hybrid with enhanced plasmonic photocatalytic activity under visible light. Environmental Science & Technology, 2011, 45(13): 5731–5736
https://doi.org/10.1021/es2002919 pmid: 21663048
33 Feng X, Guo H, Patel K, et al.. High performance, recoverable Fe3O4–ZnO nanoparticles for enhanced photocatalytic degradation of phenol. Chemical Engineering Journal, 2014, 244: 327–334
https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.01.075
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed