Highly photocatalytically active silver-modified ZnO has been prepared and the effect of silver modification was studied. The structural and optical properties were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform IR, differential scanning calorimetry, BET surface area, Raman, UV−vis, and photoluminescence spectroscopy. The photocatalytic activity of these materials was studied by analyzing the degradation of an organic dye, rhodamine 6G (R6G), and it is found that 3 mol % silver-modified ZnO at 400 °C shows approximately four times higher rate of degradation than that of unmodified ZnO and a three times higher rate than that of commercial TiO2 photocatalyst Degussa P-25. It was also noted that the photocatalytic activity for the modified ZnO sample was five times higher than the unmodified sample using sunlight. The effect of silver in enhancing the photocatalytic activity has been studied by analyzing the emission properties of both ZnO and silver-modified ZnO in the presence (emission increases) and absence (emission decreases) of R6G. We attribute these observations to the extent of valence band hole production and the role of silver in trapping the conduction band (CB) electrons in the absence of R6G. In the presence of R6G, the dye preserves the CB electron population in the metal oxide, thus preserving and enhancing emission intensity. The sensitizing property of the dye and electron scavenging ability of silver together constitute to the interfacial charge transfer process in such a way to utilize the photoexcited electrons.

This paper presents a systematic study on two different preparation methods for titanium dioxide with silver. The silver can be incorporated by irradiating the reaction mixture during preparation to reduce silver ion to silver metal or by direct calcination of the sol–gel material to decompose silver nitrate to silver. Of the two methods, we found the latter produces a more effective photocatalytic material (6–50% improvement in catalytic efficiency), which is attributed to the fact that the silver is homogeneously dispersed throughout the material. The efficiency of the materials were examined using a Q-Sun solar simulator (visible light) and in Dublin summer sunlight (latitude 54°N). In both cases, the addition of increasing amounts of silver, for both batches of samples, significantly increases the rate of degradation of a model dye, rhodamine 6G (R6G), increasing the rate of degradation from 0.06 min−1 for TiO2 to 0.34 min−1 for 5 mol% Ag–TiO2. This is attributed to the increasing visible absorption capacity due to the presence of silver nanoparticles.

Abstract The simultaneous existence of visible light photocatalytic activity and high temperature anatase phase stability up to 900 °C in undoped TiO 2 is reported for the first time. These properties are achieved by the in‐situ generation of oxygen through the thermal decomposition of peroxo‐titania complex (formed by the precursor modification with H 2 O 2 ). Titania containing the highest amount of oxygen (16 H 2 O 2 ‐TiO 2 ) retains 100% anatase phase even at 900 °C, where as the control sample exists as 100% rutile at this temperature. The same composition exhibits a six‐fold and two‐fold increase in visible light photocatalytic activities in comparison to the control sample and the standard photocatalyst Degussa P‐25 respectively. Among the various para­meters affecting the photocatalytic action, such as band gap narrowing, textural properties, crystallite size, and anatase phase stability, band gap narrowing was identified as the major factor responsible for the visible light photocatalytic activity. Increased Ti–O–Ti bond strength and upward shifting of the valence band (VB) maximum, which is responsible for the high temperature stability and visible light activity respectively, are identified from FT–IR, XPS, and photoluminescence (PL) spectroscopic studies. It is therefore proposed that the oxygen excess defects present in these titania samples are responsible for the high temperature stability and enhanced visible light photocatalytic activities.

Flipped learning has grown in popularity in recent years as a mechanism of incorporating an active learning environment in classrooms and lecture halls. There has been an increasing number of reports for flipped learning in chemistry at higher education institutions. The purpose of this review is to survey these reports with a view to examining the rationale for adopting the flipped learning approach, how educators have implemented the flipped learning approach into their own practice and how these implementations have been evaluated. The reports are analysed for emerging themes on the benefits and challenges of integrating this approach in chemistry education at university level, with a view to understanding how we can continue to develop the approaches taken for implementation of flipped learning methods in higher education chemistry. Analysis of the articles surveyed indicate that the approach is highly popular with students, with educators adopting it as a means of developing an active learning environment, to increase engagement, and to allow time for developing a deeper understanding of the discipline. Despite the approach being open-ended in terms of how it can be implemented, there is some uniformity in how it has been adopted. These approaches are discussed, along with lessons learned from evaluations, with some suggestions for future iterations so that the implementation relies on evidence-based methods.

Nitrogen doped anatase-rutile heterojunctions are successfully synthesized through an ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) modified sol−gel process. An FT-IR study of EDTA modified TiO2 gel confirms the existence of an ionic intermediate (as indicated by a Δν value of 233 cm−1). Differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD), and Raman spectroscopy are employed to study the phase evolution, phase purity, and crystallite size of samples. Formations of O−Ti−N and N−Ti−N bonds in calcined samples are confirmed using XPS and FT-IR spectroscopy. All EDTA modified samples show significantly higher visible light photocatalytic activity than the unmodified sample. The most active nitrogen doped heterojunction obtained at 400 °C exhibits 9-fold visible light activity in comparison to the standard photocatalyst Degussa P-25. It is proposed that the photo excited electrons (from the visible midgap level) are effectively transferred from the conduction band of anatase to that of rutile causing effective electron−hole separation, which is responsible for the higher visible light activity and lower photoluminescence (PL) intensity.

Visible-light-induced antibacterial activity of carbon-doped anatase-brookite titania nano-heterojunction photocatalysts are reported for the first time. These heterostructures were prepared using a novel low temperature (100 °C) nonhydrothermal low power microwave (300 W) assisted method. Formation of interband C 2p states was found to be responsible for the band gap narrowing of the carbon doped heterojunctions. The most active photocatalyst obtained after 60 min of microwave irradiation exhibits a 2-fold higher visible-light induced photocatalytic activity in contrast to the standard commercial photocatalyst Evonik-Degussa P-25. Staphylococcus aureus inactivation rate constant for carbon-doped nano-heterojunctions and the standard photocatalyst was 0.0023 and -0.0081 min(-1), respectively. It is proposed that the photoexcited electrons (from the C 2p level) are effectively transferred from the conduction band of brookite to that of anatase causing efficient electron-hole separation, which is found to be responsible for the superior visible-light induced photocatalytic and antibacterial activities of carbon-doped anatase-brookite nano-heterojunctions.

We describe the implementation of an optional, noncredit bearing, context-based enrichment program delivered in a predominantly asynchronous manner over summer break. The program was designed around a series of context-based investigations related to real-world applications, to provide students with an additional opportunity to develop their scientific skills (investigative, data analysis, communication skills) and technical awareness of experimental techniques as well as extend their scientific learning beyond that in their qualification. Students completed three to four investigations with an optional poster activity. We discuss the general design principles of the enrichment program as it has developed over the last four years, detailing the structure and means of engagement for our students, who are typically part-time learners balancing other work, home, and life commitments. We were particularly interested in the student experience and perceived benefits of this enrichment program. We consider the evaluation of a recent iteration of the program to explore this and uncovered positive sentiments from students in relation to both scientific skills as well as broader themes relating to completing learning activities outside the taught curriculum.