Synthèse verte à un pot de microsphères de SnO2 décorées d'Ag :un catalyseur efficace et réutilisable pour la réduction du 4-nitrophénol

Contexte

SnO₂ est un important semi-conducteur de type n avec une large bande interdite (Eg = 3,6 eV, à 300 K), une mobilité élevée des électrons et un faible coût, ce qui lui confère des propriétés exceptionnelles dans la détection de gaz [1], les batteries lithium-ion [2], l'optoélectronique et des cellules solaires à colorant [3,4,5,6,7,8]. Au cours des deux dernières décennies, le robuste SnO₂ matériau a suscité une attention considérable et diverses nanostructures ont été signalées [9, 10]. Parmi lesquelles, les structures hiérarchiques tridimensionnelles (3D) auto-assemblées par des blocs de nanofeuillets sont beaucoup plus intéressantes en raison de leur structure particulière et de leurs propriétés fascinantes [11, 12]. Néanmoins, il n'y a que quelques rapports sur les performances catalytiques du SnO₂ et l'efficacité catalytique est relativement faible [13,14,15]. Il est donc important de synthétiser des SnO₂ hiérarchiques structures et étudier les performances catalytiques. En particulier, comme nous le savons, les nanoparticules de métaux nobles (NP) telles que les structures hiérarchiques 3D modifiées en Au, Ag, Pt et Pd montreront des performances catalytiques bien améliorées [16]. Cependant, la plupart des processus de synthèse des oxydes modifiés par des métaux nobles ci-dessus sont des processus en plusieurs étapes plus compliqués et généralement toxiques et nocifs pour l'environnement [17]. Développer ainsi des méthodes faciles et efficaces pour fabriquer du SnO₂ hiérarchique modifié par NP en métal noble et l'étude des performances catalytiques sont hautement souhaitables.

La contamination accrue de nos ressources en eau limitées en raison de la dispersion généralisée de divers colorants industriels, d'ions de métaux lourds et d'autres polluants aromatiques met en danger notre planète [18]. Le 4-nitrophénol (4-NP), un polluant toxique bien connu, est largement présent dans les effluents industriels et les eaux usées agricoles [19]. Parmi diverses techniques de traitement, telles que la filtration membranaire [20], la photodégradation [21], l'adsorption [22] et la réduction chimique [23,24,25,26,27,28,29,30], la réduction chimique de 4 -NP à 4-aminophénol (4-AP) est une voie favorable, en raison du produit (4-AP) qui est un intermédiaire important pour la fabrication de médicaments analgésiques et antipyrétiques, révélateur photographique, inhibiteur de corrosion, lubrifiant anticorrosion et cheveux -agent de teinture [31, 32]. Par conséquent, la réduction de 4-NP à 4-AP possède une grande importance pour la réduction de la pollution et la régénération des ressources [33].

Dans cet article, nous avons rapporté une synthèse verte de SnO₂ modifié par des nanoparticules d'Ag de métal noble (NP) architectures hiérarchiques par une simple voie hydrothermale monopot sans l'aide de gabarits et de tensioactifs à température douce. Les effets du temps de réaction sur les morphologies du SnO₂ décoré à l'Ag microsphère ont été étudiées, et un mécanisme de croissance possible de SnO₂ décoré d'Ag des structures hiérarchiques ont été proposées. Les résultats catalytiques indiquent que les produits tels que synthétisés présentent d'excellentes performances catalytiques pour la réduction du 4-NP en 4-AP, avec une constante de vitesse normalisée (κ _ni ) de 6,20 min ⁻¹ g ⁻¹ L. De plus, le SnO₂ décoré d'Ag les structures hiérarchiques maintiennent une efficacité catalytique élevée en dix cycles et montrent une stabilité après les cinq premiers cycles. Cela a obtenu du SnO₂ décoré à l'Ag les structures hiérarchiques peuvent avoir des applications potentielles de traitement des contaminants de l'eau, et cette simple voie hydrothermale en une étape pourrait être étendue pour concevoir d'autres composites de métal noble modifiés par NP avec un large éventail d'applications pratiques pour l'avenir.

Méthodes

Matériaux

Nitrate d'argent (AgNO₃ , 99,8%), urée (CO(NH₂ )₂ , 99%), solution d'ammoniaque (NH₃ ·H₂ O, 25~28%), et le borohydrure de potassium (KBH₄ , 97 %) ont été achetés auprès de Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd. Réhydrate de stannate de sodium (Na₂ SnO₃ ·3H₂ O, 98%) et 4-nitrophénol(C₆ H₅ NON₃ , 98%) ont été fournis par Aladdin Reagent Co. Ltd. Tous les matériaux ont été utilisés sans autre purification.

Synthèse de SnO décoré à l'Ag₂ Microsphère

SnO₂ décoré à l'Ag poudre (rapport molaire Ag:SnO₂ = 1:1) a été synthétisé par la méthode hydrothermale à un pot. Dans une procédure typique, 2,67 g de réhydrates de stannate de sodium et 0,2 g d'urée ont été dissous dans 25 mL d'eau ultra-pure et agités vigoureusement pendant 30 min pour former un mélange. Ensuite, 1,69 g de nitrate d'argent a été dispersé dans 25 mL d'eau ultra-pure, puis 2,4 mL d'hydroxyde d'ammonium ont été ajoutés à la solution de nitrate d'argent pour former une solution d'argent-ammoniac. Après agitation pendant 5 min, la solution d'argent-ammoniac fraîchement préparée a été ajoutée au mélange sous agitation magnétique pendant 1 h. Par la suite, le mélange résultant a été migré dans un autoclave revêtu de téflon de 50 ml et chauffé à 150 °C pendant 5, 10, 24 et 36 h. Après la procédure hydrothermale, l'autoclave a été refroidi naturellement à température ambiante et le SnO₂ Le produit /Ag a été recueilli par centrifugation, suivi d'un rinçage avec de l'eau déminéralisée et de l'éthanol et un séchage dans une étuve à vide à 60 °C. SnO₂ /Microsphère d'Ag avec différents rapports molaires (1,5:1, 1:1, 0,5:1, 0,01:1) d'Ag à SnO₂ sont synthétisés de manière similaire à l'exception des quantités d'AgNO₃ et NH₃ ·H₂ O. À titre de comparaison, pur SnO₂ et Ag ont également été synthétisés par une procédure similaire sans l'ajout d'AgNO₃ et Na₂ SnO₃ .

Exemples de caractérisations

La phase cristalline des échantillons tels que préparés a été étudiée par diffraction des rayons X sur poudre (XRD, rayonnement Cu Kα (λ = 1,5418 Å)). Les mesures de microscopie électronique à balayage (SEM) ont été effectuées sur un microscope SEM à émission de champ SU-70 avec une tension d'accélération de 20 kV. La microscopie électronique à transmission (MET) et la microscopie électronique à transmission haute résolution (HRTEM) ont été prises sur un microscope électronique à transmission Tecnai G2 F20 S-TWIN avec une tension d'accélération de 200 kV. Une spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS) a été réalisée pour identifier la composition chimique de surface et les états chimiques des catalyseurs sur un spectromètre photoélectronique à rayons X MARK II utilisant le rayonnement Mg Kα. La surface spécifique de l'échantillon a été évaluée par le modèle Langmuir et le modèle Brunauer-Emmett-Teller (BET) basé sur l'isotherme d'adsorption d'azote obtenu avec une série V-sorb X2008, tandis que la distribution de la taille des pores a été estimée par Barrett-Joyner-Halenda (BJH) théorie.

Activité catalytique du SnO décoré à l'Ag₂ Microsphère

La réduction de 4-NP avec KBH₄ solution a été utilisée comme réaction modèle pour étudier l'activité catalytique du SnO₂ décoré à l'Ag matériaux composites. Le processus de réduction catalytique a été réalisé dans une cellule de quartz standard avec une longueur de trajet de 1 cm et un volume d'environ 4 ml avec 0,3 ml de solutions aqueuses fraîchement préparées de 4-NP (20 mg/L) et de KBH_{4 (1,5 mg). Le rapport molaire élevé de KBH4 au 4-NP a assuré une quantité excessive du premier, et par conséquent, sa concentration est restée essentiellement constante pendant la réaction de réduction. Lors de l'ajout de KBH4 dans la solution de 4-NP, sa couleur est passée immédiatement du jaune clair au jaune foncé en raison de la formation d'ion 4-nitrophénolate (formé à partir de l'alcalinité élevée de KBH4 ). Plus tard, la couleur jaune foncé s'est estompée avec le temps (en raison de la conversion du 4-NP en 4-AP) après l'ajout de 1,5 mg de SnO2 décoré à l'Ag. hybrides. Les spectres d'absorption UV-Vis ont été enregistrés par un spectromètre UV-Vis dans une plage de balayage de 250 à 500 nm à température ambiante à un intervalle de temps de 1 min. Plusieurs cycles de réaction consécutifs ont été mesurés pour déterminer la stabilité du catalyseur.}

Résultats et discussion

Caractérisation du SnO décoré à l'Ag₂ Microsphère

La composition et la structure de phase du SnO₂ décoré d'Ag synthétisé les poudres pour différents temps ont été étudiées par XRD, et les modèles correspondants sont montrés dans la Fig. 1. On peut voir que les pics de diffraction caractéristiques correspondent bien à la phase rutile tétragonale SnO₂ (Dossier JCPDS n° 41-1445, a = 4.738Å et c = 3.187 Å) et Ag de phase cubique face centrée (fcc) (dossier JCPDS n°04-0783). Aucun pic de diffraction provenant d'autres impuretés n'a été détecté, ce qui indique que les poudres sont le mélange de SnO₂ pur. et Ag. Pour l'échantillon ayant réagi pendant 5 h, les pics de diffraction caractéristiques à 38,12° et 44,2°, correspondant aux plans (111) et (200) de Ag, sont relativement faibles. Avec l'augmentation du temps hydrothermal, les intensités maximales de l'Ag augmentent et les largeurs complètes du pic de diffraction diminuent également, indiquant la cristallinité améliorée des nanoparticules d'Ag ou le poids accru de l'Ag. Cela peut être encore vérifié par les modèles XRD des échantillons obtenus sous différentes températures et différents rapports molaires d'Ag et de SnO₂ (Fichier supplémentaire 1 :Figure S1).

Modèles XRD du SnO₂ décoré à l'Ag microsphères préparées à 150 °C pour différentes durées (a ) 5 h, (b ) 10 h, (c ) 24 h, et (d ) 36 h

Les images MEB de la Fig. 2 montrent l'évolution morphologique intéressante d'échantillons préparés à différents temps hydrothermaux de 5 à 36 h. L'échantillon préparé pendant 5 h était constitué de microsphères irrégulières, et la vue agrandie de la surface des microsphères dans l'encart illustrant la microsphère est assemblée par des nanoparticules (Fig. 2a). Avec l'augmentation du temps hydrothermal, la microsphère est devenue plus régulière. Lorsque le temps hydrothermal a augmenté à 24 h (Fig. 2c), la microsphère s'est agrandie au détriment des nanoparticules plus petites et des nanoparticules de surface auto-assemblées en nanofeuillets. Ces nanofeuillets se sont assemblés pour former une structure de microsphères hiérarchique. En augmentant encore le temps hydrothermal à 36 h, les nanofeuillets grossiers se sont lissés et les microsphères avec des diamètres allant de 2 à 4 μm sont plus uniformes. Une augmentation supplémentaire du temps hydrothermal n'a entraîné aucun changement évident de la morphologie et du cristallin (non illustré dans cet article). La morphologie de l'échantillon préparé pendant 36 h a ensuite été observée via MET et HRTEM. Comme le montre la figure 2e, le SnO₂ obtenu /Ag a une morphologie de microsphère avec un diamètre d'environ 5 μm et la microsphère est assemblée à partir de nanofeuillets. Dans l'image HRTEM typique (Fig. 2f), des NP d'Ag d'une taille moyenne d'environ 5 nm ont été formées et distribuées de manière homogène en SnO₂ . Les franges en treillis de d =Un espacement  0.26 nm peut être attribué aux plans Ag (111) tandis que les franges du réseau de d = 0.33 nm peut être attribué au plan (110) de SnO₂ , respectivement. Pour illustrer davantage les distributions uniformes des nanoparticules d'Ag dans la microsphère, analyse de la cartographie des éléments du SnO₂ /Ag microsphère a été réalisée (Fig. 3). Comme le montre la figure 3, la carte des éléments Ag, Sn et O est adaptée à la morphologie de l'échantillon, indiquant que les nanoparticules d'Ag sont uniformément dispersées dans les microsphères.

Images FESEM représentatives et images MET du SnO₂ décoré à l'Ag microsphères préparées à 150 °C pour différents temps hydrothermaux a 5h, b 10h, c 24h, et j 36h et e , f image MET à faible grossissement et MET haute résolution (HRTEM) de l'échantillon préparé pendant 36 h

Mappage des éléments EDS de SnO₂ /Microsphères d'Ag. un Image SEM et cartes d'éléments de b Sn, c O, et d Ag

Le N₂ les isothermes d'adsorption-désorption des échantillons et leur distribution de taille de pores correspondante sont illustrés à la figure 4. Tous les échantillons présentaient des isothermes de type IV avec H₃ boucle d'hystérésis, signifiant des structures mésoporeuses typiques de taille de pores uniforme [34]. Les surfaces spécifiques BET ont été déterminées comme étant 21,8, 22,4, 24,6. et 25,7 m ² g ⁻¹ , respectivement. L'encart représente les distributions de la taille des pores des échantillons. La distribution de la taille des pores est monomodale pour tous les échantillons. Le diamètre moyen des pores est d'environ 2 nm pour le SnO₂ décoré à l'Ag selon la hiérarchie. poudres. Il est à noter que la surface BET calculée et le diamètre moyen des pores n'ont pas de changement évident avec l'augmentation du temps hydrothermal.

Isotherme d'adsorption-désorption d'azote typique du SnO₂ préparé /Microsphères d'Ag préparées à 150 °C pour différents temps hydrothermaux a 5 h, b 10 h, c 24 h et j 36 h

XPS a été utilisé pour examiner les états chimiques et la composition de surface du SnO₂ décoré à l'Ag microsphères. Des balayages larges ont été enregistrés en premier, suivis d'un balayage détaillé des bords de chaque élément tels que Sn 3d, Ag 3d et O 1s (Fig. 5). On peut mentionner que l'effet de charge sur l'échantillon a été corrigé en réglant l'énergie de liaison du carbone (C 1s) à 284,6 eV et ce pic de carbone a été utilisé comme position de référence pour la mise à l'échelle de tous les autres pics. Comme le montre la Fig. 5b, le pic apparaît comme un doublet spin-orbite à 369,1 eV (Ag 3d_5/2 ) et 375,2 eV (Ag 3d_3/2 ) pour Ag ⁰ [35, 36] dans le produit. Les deux pics satellites à 366,5 et 372,3 eV peuvent être pris en compte pour Ag 3d dans SnO₂ décoré d'Ag nanocomposites [37]. De plus, deux pics XPS situés à 488 et 496,7 eV sont pertinents pour Sn 3d_5/2 et Sn 3d_3/2 , indiquant la présence de Sn ⁴⁺ dans SnO₂ . Et les pics autour de 485,7 et 494,7 eV peuvent être causés par la liaison entre Sn et Ag [38, 39]. Le décalage d'énergie légèrement contraignant de ces éléments dans le SnO₂ décoré d'Ag microsphère signifie que les électrons peuvent être transférés entre Ag et SnO₂ , démontrant une forte interaction entre les nanoparticules d'Ag et le SnO₂ nanofeuillets plutôt qu'un simple contact physique. L'interaction forte est avantageuse pour le transfert d'électrons entre les particules adjacentes, ce qui peut améliorer les activités catalytiques et être bénéfique à un phénomène similaire, qui a été observé dans d'autres littératures [38,39,40]. Sur la Fig. 5d, les spectres O 1s à 530,5 eV correspondaient à l'oxygène du réseau tandis que le pic à 532,6 eV correspond à l'oxygène chimisorbé ou aux ions hydroxyles tels que O ⁻ , O₂ ⁻ , ou OH ⁻ à la surface de SnO₂ [41,42,43,44].

Spectres XPS représentatifs de SnO₂ /Microsphères d'Ag préparées à 150 °C pendant 36 h. un Spectre complet XPS. Spectres haute résolution des éléments b Ag, c Sn, et d O

Réduction catalytique du 4-NP

La réduction de 4-NP par KBH₄ en présence de catalyseur est une réaction chimique verte bien étudiée et a été choisie comme réaction modèle pour étudier l'activité catalytique du SnO₂ décoré d'Ag tel que préparé matériaux composites. Le spectre d'absorption UV-Vis avec une absorption maximale à 400 nm est formé en raison du composé nitro. Avec le SnO₂ décoré à l'Ag catalyseur ajouté, le pic d'absorption à 400 nm, attribué aux composés nitrés, a fortement diminué en 1 min et un nouveau pic à 300 nm correspondant au 4-AP est apparu, indiquant que la réduction catalytique du 4-NP s'était déroulée avec succès (Fig. 6a) . Prise en compte de l'excédent KBH₄ , sa concentration peut être supposée constante au cours de la réaction. Par conséquent, une pseudo équation cinétique du premier ordre peut être appliquée pour évaluer la vitesse catalytique. L'équation cinétique de la réduction peut s'écrire comme suit :

un , b Spectres d'absorption UV-Vis en fonction du temps et tracé de ln(C _t /C ₀ ) en fonction du temps de réaction pour la réduction du 4-NP de l'échantillon préparé à 150 °C pendant 36 h

où les rapports des concentrations de 4-NP C _t (à l'instant t ) à sa valeur initiale C ₀ (t = 0) ont été directement donnés par l'intensité relative de l'absorbance respective A_t /A₀ , κ _application correspond à la constante de vitesse apparente. La constante de vitesse apparente, κ _application , a été calculé comme 3,10 min ⁻¹ pour la réduction du 4-NP du SnO₂ préparé et décoré d'Ag microsphère à 150 °C pendant 36 h (Fig. 6b). Afin d'évaluer davantage les performances catalytiques du SnO₂ décoré à l'Ag , tous les échantillons préparés pour différents temps hydrothermaux ont été réalisés jusqu'à réduction catalytique du 4-NP. Les spectres d'absorption UV-Vis de la réduction sont présentés dans le fichier supplémentaire 1 :Figure S2-S5, et les tracés correspondants de ln(C _t /C ₀ ) en fonction du temps sont illustrés à la Fig. 7. Il est clair que près de 100 % du 4-NP peut être réduit en 1 min après le premier cycle. Avec l'augmentation des temps de cycle, le temps est plus long. Néanmoins, plus de 80 % du 4-NP peut être réutilisé en 8 min. On peut observer que ln(C _t /C ₀ ) montrent une bonne corrélation linéaire avec le temps de réaction pour tous les catalyseurs, indiquant que la réduction suit une loi de réaction du premier ordre. Les constantes de vitesse apparentes calculées κ _application des cycles différents pour tous les échantillons sont indiqués dans le tableau 1.

Parcelle de ln(C _t /C ₀ ) en fonction du temps de réaction en présence de SnO₂ décoré à l'Ag microsphères préparées pour différentes périodes hydrothermales a 5 h, b 10 h, c 24 h et j 36 h

Comme le montrent la figure 7 et le tableau 1, les constantes de vitesse apparentes (κ _application ) augmentent avec l'allongement du temps hydrothermal et diminuent avec les temps de cycle, notamment pour les premier et deuxième cycles. Les diminutions de la constante de vitesse peuvent être dues au décollement et à la coagulation des Ag NP de la microsphère pendant la centrifugation. Afin de prouver la stabilité de l'échantillon préparé dans le travail, le catalyseur séparé (préparé pendant 36 h) a été réutilisé pour la réduction catalytique du 4-NP pendant plus de cinq cycles. Les spectres d'absorption UV-Vis dépendant du temps du sixième cycle au dixième cycle sont présentés dans le fichier supplémentaire 1 :Figure S6. Les constantes de vitesse apparentes correspondantes (κ _application ) illustré à la Fig. 8 montre qu'il n'y a qu'une légère diminution du κ _application valeur avec l'augmentation des cycles successifs, indiquant qu'après les cinq premiers cycles, les catalyseurs sont beaucoup plus stables que les échantillons fraîchement préparés. Cela prouve que le SnO₂ décoré à l'Ag tel que préparé les échantillons possèdent une bonne stabilité pour la réduction catalytique de 4-NP en p-AP par KBH₄ et peut être utilisé comme catalyseur alternatif actif et stable pour la réduction catalytique du 4-NP.

un , b Parcelle de ln(C _t /C ₀ ) par rapport au temps de réaction des sixième à dixième cycles pour l'échantillon de 36 h

De plus, les spectres FTIR du catalyseur avant et après cinq cycles et dix cycles de réduction catalytique ont été montrés en ESI. Comme le montre le fichier supplémentaire 1 :Figure S7, après cinq et dix cycles de réduction catalytique, les pics principaux des échantillons étaient presque les mêmes que ceux de l'échantillon tel que préparé et cela montre que les catalyseurs sont très stables.

Afin de comparer nos résultats avec d'autres catalyseurs de la littérature, nous avons évalué la capacité catalytique du SnO₂ décoré à l'Ag. en normalisant le κ _application valeurs à κ _ni [45, 46]. La constante de vitesse normalisée κ _ni (κ _ni = κ _application /c _chat , où c _chat est la concentration du catalyseur) est un indicateur clé pour estimer l'activité catalytique. Les constantes de vitesse normalisées κ _ni ont été calculés comme étant de 6,20, 0,64 et 0,54 min ⁻¹ g ⁻¹ L du premier cycle, cinquième cycle et dixième cycle pour le SnO₂ / La microsphère d'Ag a réagi pendant 36 h, respectivement. La comparaison de κ _ni du SnO₂ /Ag (36 h) et d'autres catalyseurs dans la littérature sont présentés dans le tableau 2. D'après le tableau 2, il est évident que la constante de vitesse apparente normalisée κ _ni de l'échantillon dans ce travail est beaucoup plus élevé que celui de certains catalyseurs rapportés dans la littérature [47,48,49,50,51,52,53,55,56,57,58], tels que core-shell Ag@ Pt (0,92 min ⁻¹ g ⁻¹ L), AgNPs/GR-G3.0PAMAM (0,78 min ⁻¹ g ⁻¹ L), rGO/Fe₃ O₄ /Au (0,52 min ⁻¹ g ⁻¹ L). De plus, pour les cinquième et dixième cycles, le κ calculé _ni (0,64 et 0,54 min ⁻¹ g ⁻¹ L) sont encore plus élevés que ces catalyseurs [51,52,53,54,55,56,57,58]. Tous ces résultats illustrent que le SnO₂ préparé /La microsphère d'Ag peut être considérée comme un catalyseur efficace potentiel pour la réduction du 4-NP.

Sur la base des résultats précédents et de la théorie traditionnelle sur la réduction catalytique du p-NP par les métaux nobles, le mécanisme de formation et l'origine de l'excellente efficacité catalytique du SnO₂ décoré d'Ag hiérarchique microsphère ont été spéculées et le schéma est montré dans les Figs. 9 et 10. Dans la méthode hydrothermale monopot facile, l'Ag et le SnO₂ Les NP se sont formées simultanément dans la solution et les surfaces fraîchement nées ont tendance à se lier les unes aux autres. Avec l'augmentation du temps hydrothermal, le SnO₂ nanoparticules assemblées en nanofeuillets [59] et nanoparticules d'Ag dispersées dans la microsphère. Lors de la réduction catalytique, les nanoparticules d'Ag démarrent la réduction catalytique en relayant les électrons du donneur BH₄ ⁻ à l'accepteur 4-NP sur les sites d'adsorption des échantillons, qui a été accélérée par la liaison intime entre SnO₂ et AgNP. De plus, les Ag NP dispersés dans la microsphère peuvent éviter l'agglomération lors de la réaction catalytique du fait de l'effet d'encombrement stérique. De plus, l'effet synergique des Ag NPs et SnO₂ les nanofeuillets contribuent à l'excellente activité catalytique du SnO₂ décoré à l'Ag matériaux composites. Afin de vérifier l'hypothèse, pur SnO₂ et Ag NPs ont été synthétisés par des procédures similaires sans l'ajout d'AgNO₃ et Na₂ SnO₃ , respectivement, et a ensuite servi à la réduction catalytique du 4-NP. Les spectres UV-Vis dépendant du temps et les tracés correspondants de ln(C _t /C ₀ ) en fonction du temps pour SnO₂ et Ag NPs sont présentés dans le fichier supplémentaire 1 :Figure S8 et Figure S9. On peut observer que la réduction suit également une loi de réaction du premier ordre. La constante de vitesse (κ _application ) les valeurs calculées à partir de la pente de la région linéaire étaient de 1,24 min ⁻¹ , et 1,16 min ⁻¹ pour SnO₂ et Ag, qui est inférieur à celui de SnO₂ /Ag. Ainsi l'excellente activité catalytique du SnO₂ /Ag peut provenir de l'effet synergique entre les nanoparticules d'Ag et le SnO₂ nanofeuillets. Cependant, le mécanisme précis doit être exploré plus avant.

Illustrations schématiques de la synthèse de SnO₂ décoré à l'Ag microsphère

Illustrations schématiques de la réduction catalytique du 4-NP en 4-AP sur du SnO₂ décoré à l'Ag microsphère

Conclusions

En conclusion, SnO₂ hiérarchisé décoré d'Ag microsphère avec des nanoparticules d'Ag uniformes et SnO₂ nanosheets a été préparé avec succès par une méthode simple de pot unique. Les catalyseurs préparés par cette méthode simple mais efficace présentent d'excellentes performances catalytiques pour la réduction du 4-NP en 4-AP avec κ _ni de 6,20 min ⁻¹ g ⁻¹ L. De plus, le catalyseur peut maintenir des performances catalytiques élevées après les cinq premiers cycles et on pourrait s'attendre à ce qu'il agisse comme des catalyseurs à haute efficacité pour la réduction du 4-NP. De plus, nous pensons que cette méthode peut être utilisée comme une nouvelle stratégie pour préparer d'autres composites semi-conducteurs modifiés par des particules métalliques.