3.3. Thermo gravimetric analysis (TGA)
The TGA spectrum of the BGO1 composite with a heat rate of 10 °C/min is illustrated inFig. 4. The weight loss of the composites can be explained via a two steps (1) the preliminary weight loss up to 100–150 °C is mainly assigned to the de-intercalation or removal of moisture content, mainly of water molecules. (2) The second major weight loss ascertained at 200–700 °C was mainly ascribed to the removal of oxygen containing functional groups and the decomposition of carbon skeleton in composite. Finally, when the BGO5 composite was heated to 900 °C the residual mass was calculated as 70% which reveals the good thermal stability of composite [46] and [47]. The main reason was the strong interaction between the GO and the BiOBr matrix that made the composite highly stable one.
Fig. 4.
TGA spectrum of BGO5 composite.
Figure options
3.4. Raman spectroscopy
Raman spectroscopy is a vibrant technique to characterize the structure, defects and quality of carbonaceous materials. This technique is considered to be a direct and non-destructive one also. The well known characteristic peak of graphene in the Raman spectrum comprises primarily of the D band (disordered band) due to the breathing modes of k-point phonons of A1g symmetry which are ascribed to local defects and disorders. These defects are positioned mainly on the edges of the graphene as well as the graphite platelets, and secondarily, the G band is due the E2g phonon of C sp2 carbon atoms respectively [48] and [49]. Fig. 5 shows the Raman spectrum of GO and BGO5 composite. In GO the typical peak of the D band is located at 1354 cm−1, and the G band is located at 1592 cm−1. In comparison with GO, the BGO5 composite still sustain the two characteristic peaks with notable shifts in the D and G bands (i.e. 1567 cm−1 and 1337 cm−1). This may be due to the adsorption or intercalation of BiOBr on GO matrix. This could be mainly assigned to the introduction of BiOBr which increased the defects and disorder in GO matrix [34]. The change in Raman shifts in the BGO5 composite shows a strong interaction between the GO and BiOBr matrix.
Fig. 5.
Raman spectrum of (1) GO and (2) BGO5 composite.
Figure options
3.5. Morphological studies
Scanning electron microscopy (SEM) is a unique technology to characterize the morphology, defects, and structure of materials. The typical SEM images in Fig. 6(a–c) show the morphology and microstructures of GO sheets, pure BiOBr and BGO5 composite, respectively. The SEM image in Fig. 6(a) shows that GO sheets were aggregated with thin wavy or crinkled morphology. Fig. 6(b) shows the SEM images of BiOBr, and it found that BiOBr composed of many microspheres variable size from about 2 to 4 μm. These microspheres were constructed and self assembled mainly by a legion of irregular nanosheets, Furthermore, BiOBr exhibits a flower like morphology composed of several nano slices, which aggregates together to form a compact microspheres [50]. In addition, these microspheres have minute pores which rose mainly during the stacking of nanosheets [51]. These minute pores are served to facilitate better photo catalytic performance. In contrast, the SEM image of the BGO5 composite (illustrated in Fig. 6(c)) shows that the GO sheets were distributed in the BiOBr matrix effectively. It is evident that GO sheets are transparent and interacts with BiOBr perfectly which smoothen the progress of good electron transfer for photocatalytic pathway.
Fig. 6.
SEM images of (a) GO sheets, (b) BiOBr, and (c) BGO5 composite.
Figure options
To get information about the elements and their mass the EDAX analysis plays a vital role. The existence of GO in the BiOBr matrix was confirmed by EDAX studies. Fig. 7(a) shows the spectrum of the plain BiOBr and Fig. 7(b) shows the spectrum of the BGO5. This result shows the existence of Bi, Br, O and C, in the BiOBr and BGO5 composite. The carbon peak in pure BiOBr can be attributed to the carbon tape used in EDAX analysis. But the percentages of carbon and oxygen were varied in both the spectra and this is clearly revealed in the inset flow chart. In BiOBr, the weight percentage of carbon is nearly 30% and BGO5 composite exhibits that the percentage of carbon was improved by nearly 40%. And also the oxygen content in the composite varied due to the incorporation of some oxygen functional groups from the GO matrix. The increase in the carbon and oxygen content of the composite matrix is mainly due to the strong interaction between of GO and the BiOBr matrix. And also bismuth and bromine vacancies were also observed in the BGO5 composite. Thus, the EDAX spectrum confirms the existence of GO in the BiOBr matrix.
Fig. 7.
EDAX spectrum of (a) BiOBr and (b) BGO composite.
Figure options
3.6. TEM images
Further insight into the interior structures of the BGO5 composite was obtained by transmission electron microscopy (TEM) and SAED patterns. From Fig. 8(a and b) the typical TEM images show that the intimate contact between GO matrix and BiOBr was effective. This intimate contact makes the electronic interactions between GO and BiOBr more feasible. Furthermore, it is also revealed that GO sheets are not perfectly flat but display as wrinkled or dented morphology at the edges with some defects which can be ascertained by Raman spectroscopy. The interplanar distance of 0.279 nm which was in concordance with (1 1 0) planes of BiOBr matrix which was in good agreement with previously reported data [52]. Fig. 8(b) inset shows the SAED patterns of BGO5 composite.
Fig. 8.
TEM images of (a and b) BGO5 composite and (b) (inset image) SAED pattern of BGO5 composite.
Figure options
3.3. เทอร์โมต้องวิเคราะห์ (TGA)InFig คู่มือสเปกตรัม TGA ของคอมโพสิต BGO1 ด้วยอัตรา 10 ° C/นาที ความร้อนได้ 4.น้ำหนักของวัสดุผสมสามารถจะอธิบายผ่านตอน 2 (1) เบื้องต้นน้ำหนักถึง 100-150 ° C เป็นส่วนใหญ่กับ intercalation ชื่นหรือกำจัดชื้น ส่วนใหญ่ของโมเลกุลของน้ำได้ (2)สองหลักน้ำหนัก ascertained ที่ 200 – 700 ° C ถูกส่วนใหญ่เป็น ascribed จะเอาออกซิเจนที่ประกอบด้วย functional กลุ่มและแยกส่วนประกอบของคาร์บอนโครงกระดูกในคอมโพสิต สุดท้าย เมื่อถูกความร้อนคอมโพสิต BGO5 900 ° C มวลส่วนที่เหลือถูกคำนวณถึง 70% ซึ่งเผยให้เห็นถึงความมั่นคงความร้อนดีของคอมโพสิต [46] [47] เหตุผลหลักที่มีการโต้ตอบที่แข็งแกร่งระหว่างการเดินทางและเมทริกซ์ BiOBr ที่ทำคอมโพสิตสูงมั่นคงหนึ่ง Fig. 4 TGA สเปกตรัมของ BGO5ตัวเลือกรูป3.4. กรามันกรามันเป็นเทคนิคระดับต้องกำหนดลักษณะโครงสร้าง ข้อบกพร่อง และคุณภาพของวัสดุ carbonaceous เทคนิคนี้ถือเป็นหนึ่งที่ตรง และไม่ทำลายยัง Graphene ในสเปกตรัมรามันยอดลักษณะรู้จักกันดีประกอบด้วยหลักของวง D (disordered วง) เนื่องจากวิธีการหายใจของ phonons k จุดของสมมาตร A1g ซึ่ง ascribed เฉพาะข้อบกพร่องและความผิดปกติ ข้อบกพร่องเหล่านี้มีตำแหน่งหลักในขอบ graphene ที่เป็นเกล็ดเลือดแกรไฟต์ และเชื่อม วง G เป็น phonon E2g ของ C sp2 คาร์บอนอะตอมตามลำดับ [48] [49] และ Fig. 5 แสดงสเปกตรัมรามันไปและ BGO5 คอมโพสิต ใน ช่วงปกติวง D อยู่ที่ 1354 cm−1 และวง G อยู่ที่ 1592 cm−1 เมื่อเปรียบเทียบกับการเดินทาง คอมโพสิต BGO5 ยังคงรักษาลักษณะแห่งสองกับกะโดดใน D และ G วงดนตรี (เช่น 1567 cm−1 และ 1337 cm−1) นี้อาจเกิดจากการดูดซับหรือ intercalation ของ BiOBr บนเมทริกซ์ไป นี้สามารถกำหนดให้การแนะนำของ BiOBr ซึ่งเพิ่มข้อบกพร่องและโรคในเมตริกซ์ไป [34] ส่วนใหญ่ การเปลี่ยนแปลงในรามันกะรายรวม BGO5 การโต้ตอบที่แข็งแกร่งระหว่างเมตริกซ์ไปและ BiOBr Fig. 5 รามันสเปกตรัมของไป (1) และ (2) BGO5ตัวเลือกรูป3.5 การของศึกษาการสแกน microscopy อิเล็กตรอน (SEM) เป็นเทคโนโลยีเฉพาะเพื่อกำหนดลักษณะสัณฐานวิทยา ข้อบกพร่อง และโครงสร้างของวัสดุ ภาพ SEM โดยทั่วไปใน Fig. 6(a–c) แสดงสัณฐานวิทยาและ microstructures ของแผ่นงานไป BiOBr บริสุทธิ์และ BGO5 คอมโพสิต ตามลำดับ Fig. 6(a) รูป SEM แสดงว่า แผ่นไปอยู่รวมกับบางหยัก หรือ crinkled สัณฐานวิทยา Fig. 6(b) แสดงภาพ SEM ของ BiOBr และก็พบว่า BiOBr ประกอบด้วยหลาย microspheres แปรขนาดประมาณ 2 4 μm Microspheres เหล่านี้ถูกสร้างขึ้น และตัวประกอบส่วนใหญ่ โดยพยุหะของผิดปกติ nanosheets, Furthermore, BiOBr จัดแสดงดอกเช่นสัณฐานวิทยาที่ประกอบด้วยหลายชิ้นนาโน ซึ่งรวมกันฟอร์ม microspheres กระชับ [50] นอกจากนี้ microspheres เหล่านี้มีรูขุมขนนาทีซึ่งกุหลาบส่วนใหญ่ระหว่างซ้อน nanosheets [51] นาทีนี้เสิร์ฟรูขุมขนเพื่อประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาภาพดีกว่า ในความคมชัด ภาพ SEM ของคอมโพสิตของ BGO5 (แสดงใน Fig. 6(c)) แสดงว่า แผ่นไปได้กระจายในเมตริกซ์ BiOBr ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จะเห็นได้ชัดว่า ไปแผ่นโปร่งใส และโต้ตอบกับ BiOBr อย่างสมบูรณ์แบบซึ่ง smoothen ความคืบหน้าของการถ่ายโอนอิเล็กตรอนดีสำหรับทางเดินกระ Fig. 6 ภาพ SEM ของแผ่นไป (ก), (b) BiOBr และคอมโพสิต (c) BGO5ตัวเลือกรูปเพื่อรับข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบและของมวล EDAX การ วิเคราะห์มีบทบาทสำคัญ การดำรงอยู่ของไปในเมทริกซ์ BiOBr ได้รับการยืนยัน โดยศึกษา EDAX Fig. 7(a) แสดงสเปกตรัมของ BGO5 แสดงสเปกตรัมของ 7(b) BiOBr และ Fig. เป็นธรรมดา ผลนี้แสดงการดำรงอยู่ของ Bi, Br, O และ C, BiOBr และ BGO5 โดยรวม พีคคาร์บอนใน BiOBr บริสุทธิ์สามารถเกิดจากเทปคาร์บอนที่ใช้ในการวิเคราะห์ EDAX แต่เปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนและออกซิเจนแตกต่างกันในแรมสเป็คตราทั้งสอง และนี้จะเปิดเผยในแผนภูมิการไหลแทรกอย่างชัดเจน ใน BiOBr เปอร์เซ็นต์น้ำหนักของคาร์บอนเป็นเกือบ 30% และคอมโพสิต BGO5 จัดแสดงว่า เปอร์เซ็นต์ของคาร์บอนเพิ่มขึ้นเกือบ 40% และเนื้อหาออกซิเจนในส่วนประกอบแตกต่างกันเนื่องจากจดทะเบียนของกลุ่ม functional ออกซิเจนบางจากเมทริกซ์ไป เพิ่มเนื้อหาเมทริกซ์ผสมคาร์บอนและออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่เนื่องจากอันตรกิริยาอย่างเข้มระหว่างไปและเมตริกซ์ BiOBr และยัง ตำแหน่งบิสมัทและโบรมีนยังสุภัคสิต BGO5 ดังนั้น สเปกตรัม EDAX ยืนยันการดำรงอยู่ของไปในเมทริกซ์ BiOBr Fig. 7 EDAX สเปกตรัมของ (ก) BiOBr และ (ข) BGOตัวเลือกรูป3.6 การภาพที่ยการเข้าใจเพิ่มเติมในโครงสร้างภายในของ BGO5 ถูกรับส่งอิเล็กตรอน microscopy (ยการ) และรูปแบบ SAED จาก Fig. 8(a and b) ยการภาพปกติแสดงว่า สนิทสนมระหว่างเมตริกซ์ไปและ BiOBr มีประสิทธิภาพ นี้สนิทสนมทำให้โต้ตอบอิเล็กทรอนิกส์ระหว่างไปและ BiOBr เป็นไปได้มากขึ้น นอกจากนี้ มันจะยังเปิดเผยว่า ไปแผ่นไม่ได้แบนอย่างสมบูรณ์แต่แสดงเป็นรอยย่น หรือทางสัณฐานวิทยาที่ขอบมีข้อบกพร่องบางอย่างที่สามารถ ascertained โดยกรามัน ระยะทาง interplanar ของ 0.279 nm ซึ่งในสอดคล้องกับ (1 1 0) เครื่องบินของเมทริกซ์ BiOBr ซึ่งเป็นข้อตกลงที่ดีกับก่อนหน้านี้ที่รายงานข้อมูล [52] Fig. 8(b) แทรกแสดงรูปแบบของ BGO5 SAED คอมโพสิต Fig. 8 ยการภาพ (และ b) BGO5 (b) และคอมโพสิต (แทรกภาพ) SAED รูปแบบของ BGO5ตัวเลือกรูป
การแปล กรุณารอสักครู่..
