주석 니오베이트 광촉매의 조종 전하 역학:상 구조 및 전자 구조의 주요 역할

결과 및 토론

그림 1a는 열수법으로 얻은 제품의 XRD 패턴을 보여줍니다. pH 값이 증가함에 따라 샘플의 위상이 변경되었습니다. 회절 피크가 단사정계 SnNb₂의 순수한 상과 일치함을 분명히 알 수 있습니다. O₆ (JCPDS 01-048-1810) pH 값은 1, 3 및 5였습니다. pH =7에서 얻은 샘플은 SnNb₂의 혼합상이었습니다. O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ 이는 SEM에서도 관찰할 수 있습니다(추가 파일 1:그림 S2). 그리고 위상은 Sn₂의 순수 위상이었습니다. Nb₂ O₇ (JCPDS 00-023-0593) pH 값이 9와 11일 때. 그리고 다른 상의 불순물 피크는 감지할 수 없습니다. 이는 이전 보고서[39]의 설명과 같이 Sn 전구체가 다르기 때문일 수 있습니다. 상 구조의 변화도 적외선 스펙트럼을 통해 조사되었습니다(추가 파일 1:그림 S1). 합성된 샘플의 평균 결정자 크기는 Debye-Scherrer 공식 D를 사용하여 계산되었습니다. =kλ/βcosθ[40]. 그림 1b는 준비된 광촉매의 평균 입자 크기가 SnNb₂의 결정 구조에 대해 7.6nm에서 24.7nm로 증가했음을 보여줍니다. O₆ Sn₂의 경우 pH가 1에서 7로 증가하고 47.0에서 17.4 nm로 감소 Nb₂ O₇ pH 값은 최대 11입니다. 일반적으로 물질은 항상 더 높은 비표면적을 갖는 더 작은 입자 크기를 가지며 촉매의 더 나은 광촉매 활성이 달성될 것이며, 이는 광촉매 성능의 결과에 의해 추가로 확인될 수 있는 것으로 일반적으로 인식됩니다. [41]. 또한 반응 온도가 파이로클로르(Sn₂ Nb₂ O₇ ) 추가 파일 1:그림 S2에 표시된 대로.

반응용액(1~ 11)의 다른 pH 값에서 제조된 tin niobate의 X-선 회절 패턴 (a ). 패턴 아래의 수직 막대는 SnNb₂에 대한 JCPDS 파일의 표준 회절 데이터를 나타냅니다. O₆ (01-084-1810) 및 Sn₂ Nb₂ O₇ (00-023-0593). 결정자 크기와 반응 용액의 pH 값 사이의 관계(b )

SnNb₂의 형태 및 결정 구조 O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ 광촉매는 전계 방출 주사 전자 현미경(SEM) 및 투과 전자 현미경(TEM)으로 조사되었습니다(그림 2). SnNb₂의 샘플이 O₆ 수많은 불규칙한 나노시트(그림 2a, c)와 Sn₂ Nb₂ O₇ 균일한 덩어리로 구성되었습니다(그림 2b, d). 한편, 덩어리의 크기는 pH 값이 증가함에 따라 점차 감소했으며(추가 파일 1:그림 S3), 이는 그림 1b의 평균 결정자 크기 결과와 일치했습니다. 얻어진 샘플의 미세한 결정질 특성을 확인하기 위해 고해상도 TEM을 촬영했습니다(삽입 이미지). 그림 2c와 같이 격자면 공간은 SnNb₂의 (600)면에 해당하는 약 0.285nm였습니다. O₆ , 그리고 0.611nm의 격자 공간은 Sn₂의 (111) 평면과 동일했습니다. Nb₂ O₇ 그림 2d에 나와 있습니다.

SnNb₂의 일반적인 SEM 및 TEM 이미지 O₆ (아 , ㄷ ) 및 Sn₂ Nb₂ O₇ (b , d ).삽입은 샘플의 HRTEM 이미지입니다.

일반적으로 반도체의 밴드갭과 에너지 준위는 광촉매 활성을 결정짓는 중요한 요소이다. 획득한 모든 샘플이 가시광선 영역에서 흡수되었음을 알 수 있습니다(추가 파일 1:그림 S4). 한편, 가전자대에서 전도대로의 밴드갭 전이는 DRS(그림 3a)[42]에서 가파른 가장자리로 표시됩니다. 밴드 갭 에너지 E _g 반도체(SnNb₂ O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ ) 간접 전자 전이가 있는 경우 다음 방정식으로 결정할 수 있습니다. αhν =A (hν−E _g ) ^1/2 , 여기서 α, ν, E _g , 및 A 는 각각 흡수계수, 입사광 주파수, 밴드갭, 상수이다[25, 43]. 그림 3b와 같이 Sn₂의 밴드갭 에너지는 Nb₂ O₇ (2.22 eV)는 SnNb보다 컸습니다₂ O₆ 이는 ~ 2.12eV로 추정되었습니다. 한편, 실험 데이터는 SnNb₂의 계산된 밴드 갭에 근접했습니다. O₆ Sn₂와 다른 (~ 2.10 eV) Nb₂ O₇ (~ 2.3 eV)이며, 샘플의 밴드 에너지 차이는 Sn:Nb 비율과 결정 구조가 서로 다르기 때문일 수 있습니다[28].

UV 가시광선 확산 반사 스펙트럼(a ) 및 광학 밴드 갭(b ) 준비된 SnNb₂ O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇

XPS 측정은 광촉매의 표면 화학 조성 및 화학적 상태를 조사하기 위해 수행되었습니다. 준비된 샘플의 조사 XPS 스펙트럼(그림 4a)은 Sn, Nb, O 및 C가 존재함을 보여주었습니다. Sn 3d의 고해상도 XPS 스펙트럼(그림 4b)은 Sn 3d XPS 스펙트럼이 SnNb₂에서 ~ 486.4 및 ~ 494.8 eV의 결합 에너지를 가진 두 개의 피크로 나눌 수 있음을 보여줍니다. O₆ , Sn 3d_5/2에 기인 및 Sn 3d_3/2 Sn ²⁺ , 각각 [44]. Sn₂에 대한 Sn 3d 오비탈의 결합 에너지 Nb₂ O₇ Sn ²⁺ 로 4개의 피크를 나타냄 3d_5/2 486.4eV에서 Sn ⁴⁺ 3d_5/2 487.2eV에서 Sn ²⁺ 3d_3/2 494.8 eV 및 Sn ⁴⁺ 에서 3d_3/2 495.6eV에서 [45,46,47,48]. Sn이 Sn ²⁺ 및 Sn ⁴⁺ Sn₂ 표면의 화학적 상태 Nb₂ O₇ . Sn ⁴⁺ 세대 화학적 상태는 Sn ²⁺ 의 산화로 인한 것일 수 있습니다. 강한 알칼리성의 반응 시스템에 의해. 그림 4c에서 볼 수 있듯이 Nb 3d_5/2에 해당하는 모든 샘플의 피크는 ~ 206.9 및 ~ 209.7 eV 및 Nb 3d_3/2 구조 분할 거리는 약 2.8 eV로 Nb 이온이 Nb ⁵⁺ 형태로 존재함을 나타냅니다. [49]. 그림 4d는 O 1의 XPS 스펙트럼을 보여줍니다. 우리는 모든 샘플에 대한 O 1s 스펙트럼의 세 개의 피크로 인해 표면 산소 종의 다양성이 적어도 세 가지 종류라고 추론했습니다. 약 530.1, 531.2 및 532.2eV에서 O 1s 스펙트럼의 결합 에너지는 격자 산소(O _L ), 표면 수산기(O _S ) 및 표면 화학흡착 O ₂ 이는 표면 산소 결핍과 관련될 수 있습니다(O _광고 ), 각각 [50]. O _광고 SnNb₂의 콘텐츠 O₆ (11.8%) Sn₂에서보다 높았습니다. Nb₂ O₇ (8.3%). 일반적으로 더 높은 O _광고 함량은 더 높은 광촉매 성능을 기대할 수 있는 더 높은 산소 흡착 능력을 의미합니다[51]. 결과적으로 SnNb₂ O₆ Sn₂보다 더 큰 광촉매 활성을 나타낼 수 있음 Nb₂ O₇ .

SnNb₂의 XPS 스펙트럼 O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ . 아 조사 스펙트럼, b Sn 3d, c Nb 3d 및 d O 1s

원칙적으로 서로 다른 결정 구조는 고유한 구조와 전자적 특성으로 인해 광촉매 활성에 차이를 보입니다[16, 18, 19, 20]. 얻어진 샘플의 광촉매 성능은 메틸 오렌지(MO) 분해를 모델 반응으로 하여 추정하였다. 조사 전에 모든 현탁액을 암실에서 120분 동안 교반하여 샘플 표면에서 메틸 오렌지의 흡착/탈착 평형을 확립했습니다. 모든 샘플에서 MO 분자의 흡착이 거의 관찰되지 않았습니다. 또한, 촉매가 없을 때 메틸 오렌지의 광분해도 조사되었습니다. MO 농도의 변화가 거의 관찰되지 않았음을 분명히 보여주며, 이는 가시광선 조사가 MO의 자체 분해에 거의 영향을 미치지 않음을 의미합니다(추가 파일 1:그림 S5). 그러나 가시광선 조사에서 주석 니오베이트 샘플을 추가함에 따라 MO의 특성 흡수 피크가 지속적으로 감소하는 것이 관찰되었습니다(추가 파일 1:그림 S5). 도 5a에 도시된 바와 같이, 모든 주석 니오베이트 생성물은 MO 분해에 대한 광촉매 성능을 가졌다. 놀랍게도 SnNb₂ O₆ pH =1에서 얻은 광촉매 활성은 40분간 조명 후 분해 효율이 99.6%로 가장 높았다. 한편, pH 값이 증가함에 따라 광촉매 활성이 크게 감소했습니다(추가 파일 1:그림 S5). 다양한 광촉매에 대한 동역학 곡선이 그림 5b에 나와 있습니다. ln(C₀ /C) 플롯과 가시광선 조사 시간은 메틸 오렌지 분해의 1차 동역학 반응 특징을 시사합니다[52]. 그리고 SnNb₂ O₆ 최대 분해 속도 상수(0.112 ± 0.008 min ^{− 1} ) 보유 ). 또한, 제조된 시료는 가시광선 조사에서도 광촉매 물 분해 특성을 나타내었다. 광촉매 H₂ 얻어진 샘플의 진화 활성은 희생 전자 공여체로서 트리에탄올아민(TEOA)이 존재하고 H₂를 촉진하기 위한 조촉매로서 1.0wt.% Pt가 존재하는 물에서 평가되었습니다. 진화 활동. 추가 파일 1:그림 S6은 H₂를 나타냅니다. 다른 pH 값에서 얻은 샘플의 진화량. 결과는 H₂ SnNb₂의 진화량 O₆ pH =1에서 제조된 것은 다른 것보다 훨씬 높았다. 최적의 광촉매 H₂ SnNb₂에 대해 달성된 진화 속도 O₆ 5.94μmol g ^{− 1} h ^{− 1} , SnNb₂의 혼합상의 것보다 3.2배, 11.4배 높았다. O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ 7 및 Sn₂의 pH 값에서 획득 Nb₂ O₇ pH =11에서 얻어진다(그림 5a).

샘플 위의 광촉매 물 분할. 아 SnNb₂ O₆ , b SnNb₂의 혼합상 O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ . ㄷ Sn₂ Nb₂ O₇ 가시광선 조사(a)에서 70분 안에 준비된 광촉매 존재 하에 초기 5시간 및 MO 분해 ), ln 사이의 관계(C₀ /C) 모든 샘플에 대한 MO 분해에 대한 조사 시간(b )

이상의 결과를 염두에 두고 SnNb₂ 시료의 광촉매 활성 차이의 원인 규명이 매우 필요하다. O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ . 우리 모두 알다시피, 전하 역학과 관련된 전체 광촉매 과정에는 기본적으로 생성, 전달 및 소비의 세 가지 주요 단계가 있습니다[53]. 첫 번째 단계는 주로 빛에 반응하는 반도체의 에너지 밴드 구조에 의해 지배되는 전하 캐리어의 생성입니다. 광촉매 과정에 참여하는 전자-정공 쌍으로 변환되는 광자의 수를 최대화하기 위해서는 더 넓은 스펙트럼의 태양 에너지를 흡수할 수 있는 좁은 밴드 갭 반도체가 필요했습니다. 위에서 언급한 바와 같이 SnNb₂의 밴드갭 에너지는 O₆ (2.12 eV) Sn₂보다 작음 Nb₂ O₇ (2.22eV). 또한, 그림 4b와 같이 Sn은 Sn ²⁺ 및 Sn ⁴⁺ Sn₂ 표면의 화학적 상태 Nb₂ O₇ . Sn ⁴⁺ 의 존재로 인해 이온, 광촉매 활성이 감소했는데, 이는 Nb ⁵⁺ 때문일 수 있습니다. 이온은 Sn ⁴⁺ 로 대체될 수 있습니다. 이온과 Sn ⁴⁺ 에 의해 형성된 전자 트랩 사이트 종은 전도대 아래에 위치했다[23, 28]. 따라서 SnNb₂ O₆ Sn₂에 비해 전하 발생에 유리함 Nb₂ O₇ 가시광선 조사에서.

또 다른 가장 중요한 단계는 일반적으로 반도체의 광촉매 활성을 결정하는 요인인 광촉매 과정에서 전하 분리이다. 따라서 전하 이동 동안 유해한 전자-정공 재결합을 억제하는 것이 매우 필요하다. 전기화학적 임피던스 분광법(EIS)(그림 6a)을 사용하여 샘플의 전하 이동 저항과 분리 효율을 조사했습니다. Nyquist 플롯 데이터는 용액 확산 저항(R s), 일정한 위상 요소(CPE)와 병렬로 전하 이동 저항(Rct)(그림 6a의 삽입)[54, 55]. (SnNb₂에 대한 Rct O₆ ), b(SnNb₂의 혼합상 O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ ) 및 c(Sn₂ Nb₂ O₇ ) 샘플은 각각 16.1, 35.5, 41.7KΩ이었습니다. SnNb₂ O₆ 가장 작은 Rct를 가진 샘플은 일반적으로 다른 것보다 낮은 저항을 나타냅니다. 이전 보고서에 따르면 반도체는 더 작은 Rct를 소유하여 광촉매 과정에서 항상 더 높은 광생성 캐리어 분리 효율과 더 빠른 계면 전하 이동을 달성했습니다[56]. 또한 일시적인 광전류 응답을 통해 분리 효율과 광 생성 캐리어의 전달에 대해 깊이 이해할 수 있습니다. 그림 6b에서 볼 수 있듯이 모든 샘플은 각 조명에서 신속하고 재현 가능한 광전류 응답을 나타냅니다. 관찰된 바와 같이 SnNb₂의 과도 광전류 밀도 O₆ 남들보다 높았다. 일반적으로 높은 광전류 밀도는 일반적으로 전자 이동을 촉진하고 전하 재결합을 억제하는 더 강력한 능력을 나타내며, 이는 결국 광촉매 성능의 향상에 기여했습니다[57, 58]. EIS 및 과도 광전류 응답 분석을 기반으로 SnNb₂에서 효율적인 전하 분리 및 전기 전도도 향상을 달성했습니다. O₆ 광촉매 성능의 향상을 예측할 수 있습니다.

(SnNb₂의 EIS Nyquist 플롯 O₆ ), b(SnNb₂의 혼합상 O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ ) 및 c(Sn₂ Nb₂ O₇ ) 샘플(a ). 백색(중성) 광 조사(LED 690lm, [Na₂)에서 조명 켜기/끄기 주기에 따른 샘플의 일시적인 광전류 응답 비교 SO₄ ] =0.2 M) (b ). 0.3ms의 지연 시간에서 측정된 과도 흡수 스펙트럼(c ). 여기 파장 600nm(d)에서 준비된 샘플의 일시적인 흡수 감쇠 역학 )

기본적으로 광촉매 메커니즘과 캐리어 역학도 시간 분해 분광법으로 조사할 수 있습니다[59]. 전하 분리, 전자 트래핑 및 재료 표면에서의 재결합을 포함하는 여기 상태 역학을 추가로 결정하기 위해 과도 흡수 분광법(TAS) 측정이 사용되었습니다[15]. 그림 6c에서 볼 수 있듯이 모든 샘플은 532nm에서 펄스 레이저에 의한 여기와 함께 550-800nm ​​범위에서 광범위하고 연속적인 흡수를 보였습니다. 이전 문헌에 따르면 가시광선 영역의 넓은 흡수는 반도체의 서로 다른 트랩 상태에서 광유도 전하의 효과적인 분리에 기인할 수 있습니다[60,61,62]. 동일한 모니터링 지연 시간 및 파장에서 과도 흡수 강도는 종종 상대적인 전하 분리 효율을 나타냅니다[63]. 도 6c에서 SnNb₂에서 전하 분리 효율이 크게 향상되었음을 분명히 알 수 있다. O₆ Sn₂와 비교 Nb₂ O₇ 견본. 여기 파장이 600nm인 집에서 만든 설정을 사용하여 얻은 샘플의 전하 캐리어 역학을 분석했습니다. 그림 6d의 결과는 모든 샘플의 감쇠 곡선에서 다중 지수 특성이 나타남을 분명히 시사했습니다. 또한 기존 연구[64]에 따라 표본의 유효시간을 계산할 수 있다. (SnNb₂에 대한 유효 수명 τ O₆ ), b(SnNb₂의 혼합 상 O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ ) 및 c(Sn₂ Nb₂ O₇ ) 샘플은 각각 0.273, 0.271, 0.264ms였습니다. 분명히 SnNb₂의 수명 τ O₆ 표본이 다른 사람보다 컸습니다. 우리 모두는 더 긴 수명이 항상 광 생성된 전자-정공 분리 효율의 향상을 나타낸다는 것을 알고 있습니다[65, 66]. 따라서 SnNb₂의 상대적으로 수명이 긴 전하 분리 상태 O₆ 더 높은 전하 분리 효율과 광촉매 활성을 약속했습니다.

일반적으로 표면 흡착의 향상과 표면의 활성 부위의 증가는 광촉매 과정에서 전하 소비 단계에 매우 중요한 영향을 미칩니다. 표면 활성 부위가 반도체의 광촉매 활성에 중요한 역할을 한다는 것은 일반적으로 인식되어 왔다. 따라서 표면적은 제조된 제품의 광촉매 성능에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적으로 더 큰 표면적은 표면에 더 많은 활성 부위가 있기 때문에 더 높은 광촉매 활성을 갖는 경우가 많습니다. 얻어진 시료의 등온선 곡선은 그림 7과 같이 Brunauer-Deming-Deming-Teller 분류에서 type IV의 특징을 보였다. a (SnNb₂ O₆ ), b(SnNb₂의 혼합상 O₆ 및 Sn₂ Nb₂ O₇ ), Sn₂ Nb₂ O₇ were 44, 37, and 60 m ² /g, respectively (inset of Fig. 7). Obviously, the BET surface area of the SnNb₂ O₆ was smaller than Sn₂ Nb₂ O₇ and lager than the other one. Generally speaking, the samples with a smaller particle size always lead to higher specific surface area. However, the result of BET area was inconsistent with the particle size shown in Fig. 1b and the photocatalytic performance as shown in Fig. 5, which predicted the BET surface area had a minor impact on the photocatalytic performance of the semiconductors. Moreover, photocatalyst with a planar structure and a smaller size usually was beneficial to accelerating the transfer of photogenerated charge carriers from semiconductor interior to the reaction sites on surface and as a consequence the photocatalytic activity was improved [19, 67]. Thus, the SnNb₂ O₆ sample which possessed the structure of nanosheets and the smallest average crystallite size shown in Fig. 1b had the superiority in the photocatalytic activity.

Nitrogen adsorption-desorption isotherms of the as-prepared samples (a SnNb₂ O₆ , b the mixed phases of SnNb₂ O₆ and Sn₂ Nb₂ O₇ , 및 c Sn₂ Nb₂ O₇ ). Inset figure shows the BET surface area as a function of pH value of the reaction solution

As reported, it included four types of reactive species such as holes (h ⁺ ), electron (e ⁻ ), superoxide radicals (O₂ ^−• ), and/or hydroxyl radicals (OH ^• ) during the photocatalytic degradation of organic pollution [68]. In order to trace the effective radical species in the photocatalytic process, a series of controlled experiments by adding corresponding active species scavengers were carried out [69]. Briefly, 0.001 g of benzoquinone (BQ) was added to trap superoxide radical (O₂ ^−• ), and 0.1 g of ammonium oxalate (AO) was added to trap hole (h ⁺ ). Furthermore, the controlled experiments was proceeded by adding 2.5 mL carbon tetrachloride (CCl₄ ) as an electron scavenger (e ⁻ ) and 2.5 mL of tert-butyl alcohol (TBA) as a hydroxyl radical scavenger (OH ^• ) [70, 71]. It was clear that the photodegradation rate of MO decreased significantly when TBA, BQ, and AO were added under visible light irradiation (Fig. 8a). Meanwhile, the photocatalytic activity was improved with the addition of CCl₄ . This may be due to the separation efficiency of photogenerated carriers that was enhanced with the addition of CCl₄ as the electron scavenger, and then more holes and the corresponding active species were participated in the photocatalytic reaction, which would improve the degradation rate [72]. Based on the above result, the main active species in the photocatalytic decomposition of MO were included the oxidation reaction of the holes which generated in the valence and the formed O₂ ^−• and OH ^• on the surface of semiconductor. To further elucidate the actives involved in the photocatalytic process, electron paramagnetic resonance (EPR) technique was taken. 5, 5-Dimethyl-1-pyrroline-N -oxide (DMPO) was used as a spin trap to capture hydroxyl radical and superoxide species [73]. As shown in Fig. 8b, the characteristic EPR signal of DMPO-O₂ ^−• was detected under the visible light irradiation and the intensity gradually increased with the increase of irradiation time. The result of the investigation of DMPO-OH ^• adduct was presented in Fig. 8c which indicated that the active species of OH ^• was generated in the process of photocatalytic under visible light irradiation and the signal increased with prolonged irradiation time. The formation of the OH ^• 및 O₂ ^−• active species in the process of the photocatalytic was determined by EPR technique. Meanwhile, the EPR analysis gave a direct evidence that the dominated active species during the photocatalytic decomposition MO were OH ^• 및 O₂ ^−• .

Effects of different scavengers on methyl orange degradation in the presence of SnNb₂ O₆ under visible light irradiation (a ). EPR spectra obtained from SnNb₂ O₆ containing 0.22 M DMPO and 4.0 mg catalyst with total volume of 90% methanol/10% water (b ) and 2 mL water (c ) under different visible light irradiation time

The Mott-Schottky analysis was carried out to determine the flat band potential (E _fb ) and conduction band (CB) edges of the photocatalysts [74,75,76]. The positive slope was observed in the Schottky plots of all the products shown in Additional file 1:Figure S7 which demonstrated that the photocatalysts were assigned to n-type semiconductors [77, 78]. The flat band potentials (E _fb ) of the samples can be estimated using the extrapolation of the Mott-Schottky plot at the frequency of 1000 Hz and found to be − 0.685 eV for the SnNb₂ O₆ , − 0.67 eV for the mixed phases of SnNb₂ O₆ and Sn₂ Nb₂ O₇ , and − 0.626 eV for the Sn₂ Nb₂ O₇ . It was known that the conduction band potentials of n-type semiconductors were closed to the flat potential [39, 79, 80]. Hence, the positions the conduction band of the prepared samples were − 0.685, − 0.67, and − 0.626 eV for SnNb₂ O₆ , the mixed phases of SnNb₂ O₆ and Sn₂ Nb₂ O₇ , and the Sn₂ Nb₂ O₇ , respectively (inset of Additional file 1:Figure S6). From the results of the MS analysis, we can see that the variation of the phase structure from SnNb₂ O₆ to Sn₂ Nb₂ O₇ accompanied with the change of the band edge potentials. Meanwhile, the valence band of the sample can be evaluated by the band gap data (E _g  = 2.12 eV) determined by the UV-vis spectra (Fig. 3), and the valence band of SnNb₂ O₆ was 1.435 eV. This result was closed to previous reported results of the conduction band (− 0.68 eV) and valence band (1.42 eV) edge potentials of SnNb₂ O₆ [43].

On the basis of the above experimental results, a possible photocatalytic mechanism was described as follows. For SnNb₂ O₆ , the conduction band (CB) and valence band (VB) edge potentials are − 0.685 and 1.435 eV, respectively. Under visible light irradiation, the photogenerated electrons were excited from the valence band to the conduction band of SnNb₂ O₆ to reduction oxygen, while the photogenerated holes on the valence band of SnNb₂ O₆ reacted with the contaminant and lead to the decomposition of methyl orange. The photogenerated electrons in the conduction band of SnNb₂ O₆ reacted with electron acceptors including O₂ existed in the system, leading to the formation of O₂ ^−• active species and the subsequent degradation of methyl orange. The generated O₂ ^−• radical species reacted with electrons in succession to produce active OH ^• , leading to the degradation of MO [81].