A rapid microwave (180 s, 100 W) green approach has been demonstrated for the synthesis of TiO2 tripods (TITPs) using Mangifera indica leaf extracts. In this process, mangiferin acts as an efficient reducing agent while microwave radiations control the nucleation and growth of anisotropic TiO2 nanostructure. Surface morphological analyses reveal that synthesized TiO2 nanomaterial has a unique resilient shape of tripods with porosity. The photocatalytic ability of synthesized TITPs has been examined using Methylene blue (MB) as the target contaminant, and ∼75% (under visible light in 75 min) and 96% (under UV in 9 min) dye degradation has been achieved. The TITPs show recyclability for up to three cycles. Moreover, TITPs exhibit good adsorbent property that varies with the change of temperature and pH. The adsorption of the MB by TITPs follows the pseudo-first-order kinetic model and the Langmuir isotherm model. The maximum adsorption capacity of TITPs is found to be 17.54 mg/g based on the Langmuir model. The present multi-facet TITPs prepared via a simple and quick (180 s) microwave method has the potential for application in photocatalytic/adsorption for aqueous contaminant remediation.

1.
P. T.
Lum
,
K. Y.
Foo
,
N. A.
Zakaria
, and
P.
Palaniandy
,
Mater. Chem. Phys.
241
,
122405
(
2020
).
2.
T.
Munawar
,
S.
Yasmeen
,
F.
Hussain
,
K.
Mahmood
,
A.
Hussain
,
M.
Asgha
, and
F.
Iqbal
,
Mater. Chem. Phys.
249
,
122983
(
2020
).
3.
G. K.
Kara
,
M.
Moshari
,
M.
Rabbani
, and
R.
Rahimi
,
Mater. Chem. Phys.
259
,
124062
(
2021
).
4.
D.
Bhatia
,
N. R.
Sharma
,
J.
Singh
, and
R. S.
Kanwar
,
Crit. Rev. Environ. Sci. Technol.
47
(
19
),
1836
1876
(
2017
).
5.
M.
Visaa
,
R. A.
Carcel
,
L.
Andronic
, and
A.
Duta
,
Catal. Today
144
,
137
142
(
2009
).
6.
M.
Krivec
,
K.
Žagar
,
L.
Suhadolnik
,
M.
Čeh
, and
G.
Dražić
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
5
(
18
),
9088
9094
(
2013
).
7.
Z.
Li
,
C.
Wang
,
Z.
Su
,
W.
Zhang
,
N.
Wang
,
G.
Mele
, and
J.
Li
,
Mater. Chem. Phys.
252
,
123228
(
2020
).
8.
T. K. T.
Vu
,
T. K.
Le
,
M. S.
Hoang
,
H. A.
Danga
,
D. K.
Nguyenb
,
T. T. N.
Hoang
,
D. H.
Tsai
,
H. K. H.
Nguyen
, and
T. K. X.
Huynh
,
Mater. Chem. Phys.
260
,
124092
(
2021
).
9.
A. J.
Haider
,
Z. N.
Jameel
, and
I. H. M.
Al-Hussaini
,
Energy Proce.
157
,
17
29
(
2019
).
10.
I.
Ali
,
M.
Suhail
,
Z. A.
Alothman
, and
A.
Alwarthan
,
RSC Adv.
8
,
30125
30147
(
2018
).
11.
A.
Gautam
,
A.
Kshirsagar
,
R.
Biswaa
,
S.
Banerjee
, and
P. K.
Khanna
,
RSC Adv.
6
,
2746
2759
(
2016
).
12.
A. M.
Tayeb
and
D. S.
Hussein
,
Am. J. Nanomater.
3
,
57
(
2015
).
13.
K.
Sathiyan
,
R.
Bar-Ziv
,
O.
Mendelson
, and
T.
Zidkia
,
Mater. Res. Bull.
126
,
110842
(
2020
).
14.
I.
Anastopoulos
,
A.
Hosseini-Bandegharaei
,
J.
Fu
,
A. C.
Mitropoulos
, and
G. Z.
Kyzas
,
J. Dispersion Sci. Technol.
39
(
6
),
836
(
2018
).
15.
N.
Cheng
,
Q.
Hu
,
Y.
Guo
,
Y.
Wang
, and
L.
Yu
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
7
(
19
),
10258
(
2015
).
16.
H.
Liu
,
M.
Chen
,
D.
Wei
,
Y.
Ma
,
F.
Wang
,
Q.
Zhang
,
J.
Shi
,
H.
Zhang
,
J.
Peng
,
G.
Liu
, and
S.
Zhang
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
12
(
18
),
20490
(
2020
).
17.
J.
Li
,
X.
Wen
,
Q.
Zhang
, and
S.
Ren
,
RSC Adv.
8
,
34560
34565
(
2018
).
18.
M. A.
Shaheed
and
F. H.
Hussein
,
J. Nanomater.
2014,
198561
.
19.
T.-Y.
Kim
,
J.-W.
Lee
,
E.-M.
Jin
,
J.-Y.
Park
,
J.-H.
Kim
, and
K.-H.
Park
,
Measurement
46
(
5
),
1692
1697
(
2013
).
20.
M.
Makeswari
and
P.
Saraswathi
,
SN Appl. Sci.
2
,
336
(
2020
).
21.
S.
Talebi
,
N.
Chaibakhsh
, and
Z.
Moradi-Shoeili
,
J. Appl. Res. Technol.
15
(
4
),
378
385
(
2017
).
22.
A.
Eyasu
,
O. P.
Yadav
, and
R. K.
Bachheti
,
Int. J. Chemtech. Res.
5
(
4
),
974
(
2013
).
23.
P.
Chamoli
,
R. K.
Shukla
,
A. N.
Bezbaruah
,
K. K.
Kar
, and
K. K.
Raina
,
Appl. Surf. Sci.
555
,
149663
(
2021
).
24.
T. B.
Demille
,
R. A.
Hughes
,
A. S.
Preston
,
R.
Adelung
,
Y. K.
Mishra
, and
S.
Neretina
,
Front. Chem.
6
,
411
(
2018
).
25.
X.
Zhou
,
T.
Lin
,
Y.
Liu
,
C.
Wu
,
X.
Zeng
,
D.
Jiang
,
Y.
Zhang
, and
T.
Guo
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
5
,
10067
10073
(
2013
).
26.
Y. K.
Mishra
,
S.
Kaps
,
A.
Schuchardt
,
I.
Paulowicz
,
X.
Jin
,
D.
Gedamu
,
S.
Wille
,
O.
Lupan
, and
R.
Adelung
,
Kona Powder Part. J.
31
,
92
110
(
2014
).
27.
C.
Xu
,
P. R.
Anusuyadevi
,
C.
Aymonier
,
R.
Luquecd
, and
S.
Marre
,
Chem. Soc. Rev.
48
,
3868
3902
(
2019
).
28.
S.
Sadyk
and
T. S.
Atabaev
,
Key Eng. Mater.
779
,
97
101
(
2018
).
29.
Y. K.
Mishra
,
G.
Modi
,
V.
Cretu
,
V.
Postica
,
O.
Lupan
,
T.
Reimer
,
I.
Paulowicz
,
V.
Hrkac
,
W.
Benecke
,
L.
Kienle
, and
R.
Adelung
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
7
(
26
),
14303
14316
(
2015
).
30.
S.
Chen
,
Z. L.
Wang
,
J.
Ballato
,
S. H.
Foulger
, and
D. L.
Carroll
,
J. Am. Chem. Soc.
125
,
16186
16187
(
2003
).
31.
Y.
Gu
,
Z.
Zhu
,
J.
Song
, and
H.
Zeng
,
Nanoscale
9
,
19374
19383
(
2017
).
32.
M.
Shiojiri
, and
C.
Kaito
,
J. Cryst. Growth
52
,
173
177
(
1981
).
33.
Y.-C.
Chen
and
S.-L.
Lo
,
Chem. Eng. J.
170
,
411
418
(
2011
).
34.
M. I. B.
Utama
,
Q.
Zhang
,
J.
Zhang
,
Y.
Yuan
,
F. J.
Belarre
,
J.
Arbiolb
, and
Q.
Xiong
,
Nanoscale
5
,
3570
(
2013
).
35.
J.
Wang
,
F.
Teng
,
M.
Chen
,
J.
Xu
,
Y.
Song
, and
X.
Zhou
,
Cryst. Eng. Comm.
15
,
39
42
(
2013
).
36.
X.
Wu
,
Y.
Zheng
, and
F.
Qu
,
Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol.
1
,
035005
(
2010
).
37.
H.
Duan
,
D.
Wang
, and
Y.
Li
,
Chem. Soc. Rev.
44
,
5778
5792
(
2015
).
38.
C.-R.
Lee
,
H.-S.
Kim
,
I.-H.
Jang
,
J.-H.
Im
, and
N.-G.
Park
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
3
(
6
),
1953
1957
(
2011
).
39.
N.
Sykam
,
V.
Madhavi
, and
G. M.
Rao
,
J. Environ. Chem. Eng.
6
(
2
),
3223
3232
(
2018
).
40.
I.
Langmuir
,
J. Am. Chem. Soc.
40
,
1361
1403
(
1918
).
41.
H. M. F.
Freundlich
,
J. Phys. Chem.
57
,
385
(
1906
).
42.
A.
Jena
,
R.
Vinu
,
S. A.
Shivashankar
, and
G.
Madras
,
Ind. Eng. Chem. Res.
49
,
9636
9643
(
2010
).
43.
M. I.
Dar
,
A. K.
Chandiran
,
M.
Grätzel
,
M. K.
Nazeeruddin
, and
S. A.
Shivashanka
,
J. Mater. Chem. A
2
,
1662
1667
(
2014
).
44.
S. G.
Ullattil
and
P.
Periyat
,
Sol. Energy
147
,
99
105
(
2017
).
45.
A. K.
Singh
and
U. T.
Nakate
,
J. Nanopart.
2013,
310809
.
46.
M.
Andrade-Guela
,
L.
Díaz-Jiménezb
,
D.
Cortés-Hernández
,
C.
Cabello-Alvaradoc
,
C.
Ávila-Ortac
,
P.
Bartolo-Pérezd
, and
P.
Gamero-Melob
,
Bol. Soc. Esp. Ceram. V.
58
(
4
),
171
177
(
2019
).
47.
F. K. M.
Alosfur
,
N. J.
Ridha
,
M.
Hafizuddin
,
H.
Jumali
, and
S.
Radiman
,
Nanotechnology
29
,
145707
(
2018
).
48.
P.
Chamoli
,
R.
Sharma
,
M. K.
Das
, and
K. K.
Kar
,
RSC Adv.
6
,
96355
96366
(
2016
).
49.
D.
Martınez-Bernett
,
A.
Silva-Granados
,
S. N.
Correa-Torres
, and
A.
Herrera
,
J. Phys.: Conf. Ser.
687
,
012033
(
2016
).
50.
S.
Thakur
and
N.
Karak
,
Carbon
50
(
14
),
5331
5339
(
2012
).
51.
S.
Barua
,
S.
Thakur
,
L.
Aidew
,
A. K.
Buragohain
,
P.
Chattopadhyay
, and
N.
Karak
,
RSC Adv.
4
,
9777
(
2014
).
52.
L.
Guo
,
J.
Wu
,
L.
Guo
,
Y.
Zhu
,
C.
Xu
, and
Y.
Qiang
,
J. Shanghai Jiaotong Univ.
17
,
734
737
(
2012
).
53.
M.
Jianzhong
,
J.
Liu
,
Y.
Bao
,
Z.
Zhu
, and
H.
Liu
,
Cryst. Res. Technol.
48
,
251
260
(
2013
).
54.
Y.
Jun
,
H.
Chung
,
J.
Jang
, and
J.
Cheon
,
J. Mater. Chem.
21
,
10283
(
2011
).
55.
S.
Liu
,
Z.
Zhao
, and
Z.
Wang
,
Photochem. Photobiol. Sci.
6
,
695
700
(
2007
).
56.
W.
Yang
,
H.
Shen
,
H.
Min
, and
J.
Ge
,
J. Mater. Sci.
55
,
701
712
(
2020
).
57.
M.
Malligavathy
,
S.
Iyyapushpam
,
S. T.
Nishanthi
, and
D. P.
Padiyan
,
J. Exp. Nanosci.
11
,
1074
1086
(
2016
).
58.
X.
Xue
,
W.
Ji
,
Z.
Mao
,
H.
Mao
,
Y.
Wang
,
X.
Wang
,
W.
Ruan
,
B.
Zhao
, and
J. R.
Lombardi
,
J. Phys. Chem. C
116
,
8792
8797
(
2012
).
59.
S.
Bagheri
,
K.
Shameli
, and
S. B. A.
Hamid
,
J. Chem.
2013,
848205
.
60.
J.
Panda
,
U. P.
Singh
, and
R.
Sahu
,
IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng.
410
,
012008
(
2018
).
61.
F.
Azeez
,
E.
Al-Hetlani
,
M.
Arafa
,
Y.
Abdelmonem
,
A. A.
Nazeer
,
M. O.
Amin
, and
M.
Madkour
,
Sci. Rep.
8
,
7104
(
2018
).
62.
Z. A. C.
Ramli
,
N.
Asim
,
W. N. R. W.
Isahak
,
Z.
Emdadi
,
N.
Ahmad-Ludin
, and
A. K. M.
Yarmo
,
Sci. World J.
2014,
415136
.
63.
M. N.
Diantoro
,
A.
Kusumaatmaja
, and
K.
Triyana
,
J. Phys.: Conf. Ser.
1011
,
012069
(
2018
).
64.
P. V.
Viet
and
H. N.
Tran
,
Adv. Nat. Sci. Nanosci. Nanotechnol.
10
,
045011
(
2019
).
65.
C. T.
Nam
,
W.-D.
Yang
, and
L. M.
Duc
,
Bull. Mater. Sci.
36
,
779
788
(
2013
).
66.
J. J.
Samuel
and
F. K.
Yam
,
Mater. Res. Express
7
,
015051
(
2020
).
67.
B.
Cabir
,
M.
Yurderi
,
N.
Caner
,
M. S.
Agirtas
,
M.
Zahmakiran
, and
M.
Kaya
,
Mater. Sci. Eng. B
224
,
9
17
(
2017
).
68.
R. J.
Tayade
,
T. S.
Natarajan
, and
H. C.
Bajaj
,
Ind. Eng. Chem. Res.
48
(
23
),
10262
10267
(
2009
).
69.
R.
Wahab
,
F.
Khan
,
N. K.
Kaushik
,
J.
Musarrat
, and
A. A.
Al-Khedhairy
,
Sci. Rep.
7
,
42509
(
2017
).
70.
T. N. T.
Thu
,
N. N.
Thi
,
V. T.
Quang
,
K. N.
Hong
,
T. N.
Minh
, and
N. L. T.
Hoai
,
J. Exp. Nanosci.
11
(
3
),
226
238
(
2016
).
71.
T. K.
Das
,
T. S.
Sakthivel
,
A.
Jeyaranjan
,
S.
Seal
, and
A. N.
Bezbaruah
,
Chemosphere
253
,
126702
(
2020
).
72.
P.
Benjwal
,
R.
Sharma
, and
K. K.
Kar
,
Mater. Des.
110
,
762
774
(
2016
).
73.
Y.
Geng
,
J.
Zhang
,
J.
Zhou
, and
J.
Lei
,
RSC Adv.
8
,
32799
32807
(
2018
).
74.
M.
Maruthapandi
,
V. B.
Kumar
,
J. H. T.
Luong
, and
A.
Gedanken
,
ACS Omega
3
(
7
),
7196
7203
(
2018
).
75.
A. B.
Makama
,
A.
Salmiaton
,
E. B.
Saion
,
T. S. Y.
Choong
, and
N.
Abdullah
,
Int. J. Photoenergy
2016,
2947510
.
76.
R.
Kabbouta
and
S.
Taha
,
Phys. Proc.
55
,
437
444
(
2014
).
77.
A.
Mohammadi
and
A. A.
Karimi
,
J. Water Environ. Nanotechnol.
2
(
2
),
118
(
2017
).
78.
A.
Ayguuna
,
S.
Yenisoy-Karakas
, and
I.
Duman
,
Micropor. Mesopor. Mater.
66
,
189
195
(
2003
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.