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Abstrait

Synthèse et propriétés physiques du V2O5 micro-nanostructuré : Structure, caractérisation optique et activité photocatalytique du soleil

Top Khac Le et Sok Won Kim

Bulk V2O5 est un semi-conducteur diamagnétique avec une bande interdite (Eg) d'environ 2,3 eV, basé sur la configuration ionique avec des orbitales O2p remplies et V3d inoccupées. Cependant, la structure électronique spéciale de V2O5 forme trois bandes, dont les états V3d, les états de séparation V3d et les états à mi-intervalle, qui mènent à des propriétés optiques intéressantes des micro-nanostructures V2O5. Par conséquent, les positions des pics d’absorption des bords de bande et de photoluminescence (PL) du matériau V2O5 de faible dimension ne coïncident pas. Dans cette étude, les procédés de fabrication, la structure, la caractérisation optique et l'activité photocatalytique des micronanostructures V2O5, y compris les films minces, les nanoparticules, les micro-nanorods, les micro-nanofils, les nanosphères, les nanocreux (NH ) et les nanocomposites V2O5/RGO ont été résumés et analysés. Les larges plages d'absorption des bords de bande et le large PL des micro-nanostructures V2O5 sont clarifiés en termes de facteurs tels que la morphologie, la méthode de synthèse, les conditions de croissance, la taille des micronano et la transition de phase. Les relations entre la séparation, la diffusion, la recombinaison et la dégradation des paires d'électrons-trous dans les micro-nanostructures V2O5 sont également étudiées. 
La formation de films d'α-V2O5 s'est produite lorsque l'échantillon a été recuit à des températures inférieures à 500 °C. À mesure que la température de recuit augmente, certaines des structures α-V2O5 ont été déformées et restructurées pour former un mélange de haute qualité de phase α-β V2O5. Cela mène à une grande absorption et à une amélioration de la lumière visible. Un plus grand nombre d'états d'oxydation V4+ des nanosphères V2O5 ont grandement amélioré l'intensité du PL par rapport à d'autres structures présentant un PL faible. En particulier, les nanosphères V2O5 présentaient une PL ultraviolette (UV) intense proche de 395 nm (3,14 eV) en raison d'une forte excitation par la lumière UV, alors que ce pic de PL n'était pas observé à partir d autres nanostructures. Une grande quantité de séparation de charges dans les nanosphères V2O5 et la grande surface de contact dans les nanocreux et les nanoparticules V2O5 entraînent une activité photocatalytique plus efficace que celle des micro-nanorods et micro-nanofils V2O5.