Effects of Surface Hydrothermal Carbon Layer on the Photocatalytic Activity of Magnetic NiFe2O4 Octahedron

doi:10.7503/cjcu20220472

Abstract

Abstract:

A series of magnetic carbon-coated NiFe₂O₄ core-shell octahedron（NiFe₂O₄@C） was synthesized by hydrothermal carbonization of glucose. The thickness of carbon layer on the NiFe₂O₄ surface could be precisely tuned by controlling the content of glucose. The composition， structure， morphology and optical properties of NiFe₂O₄@C composites were characterized by X-ray diffraction（XRD）， Raman spectroscopy（Roman）， X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）， scanning electron microscopy（SEM）， transmission electron microscopy（TEM） and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy（UV-Vis DRS）. The photocatalytic performance for the MB-degradation of various NiFe₂O₄@C were explored. It is found that the photocatalytic activity strongly depended on the thickness of carbon layer on the surface of NiFe₂O₄. The NiFe₂O₄@C-3 with 5.5 nm carbon layer is endowed with the best photocatalytic performance for the MB photodegradation. Fluorescence spectroscopy（PL）， transient photocurrent and electrochemical impedance spectroscopy（EIS） results show that the improvement of photocatalytic performance can be attributed to the formation of the heterojunction between the NiFe₂O₄ core and carbon shell， which effectively promotes the transmission and separation of photo-generated carriers. In addition， NiFe₂O₄@C possesses relatively high stability and retrievability， indicating that NiFe₂O₄@C has great potential for applications in sewage treatment.

Key words: Magnetism, NiFe₂O₄, Carbon coating, Core-shell structure, Photocatalysis

CLC Number:

O643

TrendMD:

GUO Biao, ZHAO Chencan, LIU Xinxin, YU Zhou, ZHOU Lijing, YUAN Hongming, ZHAO Zhen. Effects of Surface Hydrothermal Carbon Layer on the Photocatalytic Activity of Magnetic NiFe₂O₄ Octahedron[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(11): 20220472.

Figures/Tables 10

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