Nghiên cứu chế tạo thanh nano phorphyrin/g-C3N4 ứng dụng làm vật liệu xúc tác quang xử lý Cr6+ trong nước

Bài viết nghiên cứu chế tạo vật liệu lai ghép g-C3N4/porphyrin bằng phương pháp tự lắp ráp dưới sự hỗ trợ của chất hoạt động bề mặt Cetyl trimethyl amoni bromide (CTAB) và đánh giá khả năng xúc tác quang xử lý ion kim loại nặng (Cr6+) trong nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo thanh nano phorphyrin/g-C3N4 ứng dụng làm vật liệu xúc tác quang xử lý Cr6+ trong nước Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 13 – issue 2 (2024) 25-30 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption Tạp chí xúc tác và hấp phụ Việt Nam https://jca.edu,vnNghiên cứu chế tạo thanh nano phorphyrin/g-C3N4 ứng dụng làm vật liệu xúc tácquang xử lý Cr6+ trong nướcResearch on the fabrication of nanorod-structured phorphyrin/g-C3N4 asphotocatalyst materials for the removal of Cr 6+ ions in an aqueous solutionNguyễn Thị Giang1,*, Bùi Thị Hoa1, Nguyễn Thanh Tùng11 Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam* Email: giangnt@ims.vast.ac.vn ARTICLE INFO Tóm tắt Received: 15/10/2023 Due to their potential to expand the photon energy harvesting zones Accepted: 30/11/2023 and improve charge separation, two semiconductors together have Published: 30/6/2024 been shown to be a promising technique to increase the photocatalytic Keywords: activity of photocatalysts. Through the use of monomeric porphyrin Photocatalyst, g-C3N4/porphyrin, molecules and g-C3N4 nanomaterials, self-assembly of the hybird g- self-assembly, dye treatment C3N4@porrphyrin nanorod materials under CTAB surfactant-assited conditions was demonstrated in this study. SEM, EDS, FTIR, and UV-vis were used to characterize the generated hybrid material. Under simulated sunlight irradiation, the hybrid mateial’s photocatalytic behaviour was examined for the photoreduction of Cr6+ ions. After 100 minutes of reaction time under the simulated solar spectrum, the results showed that the hybrid material demonstrated high photocatalytic performance against, with clearance percentage of almost 100%. The prepared photocatalyst was also highly stable with the reduction of Cr6+ removal efficiency of less than 10% after 4 cycles of photocatalytic testing.1. Giới thiệu chung sống trong thời kì xã hội công nghiệp hoá cao, cũng đồng nghĩa với một môi trường có vô số ion kim loạiKhi nền kinh tế và công nghiệp toàn cầu tiếp tục mở độc hại đang tiềm tàng. Nguồn kim loại nặng chính làrộng, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững ngày kết quả của việc xả thả không đúng quy cách của cáccàng trở thành mối quan tâm cấp bách, đặc biệt ở các ngành công nghiệp [1]. Trong tự nhiên, Crom tồn tại ởnước đang phát triển như Việt Nam. Trong đó, vấn đề hai trạng thái oxy hoá phổ biến là Cr6+ và Cr3+. Cr3+ ítô nhiễm nguồn nước luôn được các nhà khoa học quan độc và có thể dễ dàng loại bỏ bằng phương pháp kếttâm bởi tầm quan trọng của nước và các động thực vật tủa hoặc hấp phụ ở môi trường trung tính hoặc kiềmthuỷ sinh với trái đất. Các ion kim loại nặng có thời gian [2]. Ngược lại thì Cr6+ là một ion kim loại độc hại và cótồn tại trong nước vô thời hạn và thường rất khó để khả năng gây ung thư, được tìm thấy trong các ngànhphân huỷ sinh học. Chúng tích tụ trong sinh vật và chuỗi công nghiệp như giấy, mạ kim loại và da giầy [3,4]. Vìthức ăn tăng lên tới mức độ độc hại. Chúng ta đang vậy, việc tìm ra phương pháp loại bỏ Cr6+ ra khỏi nguồn https://doi.org/10.62239/jca.2024.026 25 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 13 – issue 2 (2024) 25-30nước là cấp thiết để bảo vệ an toàn sức khoẻ cho con HNO3 0,1M để loại bỏ tạp chất, tiếp tục rửa xen kẽ bởingười. nước cất và C2H5OH tới khi về môi trường trung tính. Cuối cùng mẫu được sấy khô ở 80oC, có màu vàng nhạt.Các quá trình oxy hoá nâng cao (APO) nói chung vàquang xúc tác nói riêng đã chứng minh tính hữu ích của Biến tính g-C3N4 với nano porphyrinchúng trong việc làm sạch nước thải công nghiệp [5]. Vật liệu tổ hợp g-C3N4 đã được tổng hợp thông quaChúng dựa trên đặc tính phản ứng của các cặp electron- phương pháp tự lắp ráp dưới sự hỗ trợ của CTAB từlỗ trống được tạo ra trong các bán dẫn dưới sự chiếu monome porphyrin và g-C3N4 đã được tổng hợp. Bằngsáng của ánh sáng mặt trời có năng lượng thích hợp [6]. phương pháp tự lắp ráp (trung hoà axit- bazo) [13-15].Có rất nhiều các vật liệu bán dẫn (SC) đã được nghiên 8mg monome porphyrin được hoà tan trong 2mL dungcứu làm xúc tác cho các phản ứng quang hoá như TiO2, dịch NaOH 1M và 10mg chất hoạt động bề mặt CTAB.Fe2O3, BiVO4, CuFe2O4,… Là một vật liệu xúc tác điển Tiếp theo, g-C3N4 được phân tán vào dung ...