Tổng hợp chất xúc tác quang ZnO/BaTiO3 với hiệu quả cải thiện sự phân hủy MB dưới ánh sáng mặt trời

Bài viết nghiên cứu tiến hành lai ghép ZnO với BaTiO3 nhằm tạo ra một loại vật liệu mới, có hoạt tính xúc tác quang tốt, khắc phục những nhược điểm của các vật liệu đơn lẻ. Đây là một hướng đi mới đầy hứa hẹn, đang được các nhà khoa học vật liệu rất quan tâm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp chất xúc tác quang ZnO/BaTiO3 với hiệu quả cải thiện sự phân hủy MB dưới ánh sáng mặt trời Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 11 – issue 4 (2022) 31-37 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption T ạp chí xúc tác và hấp phụ Việt Nam https://chemeng.hust.edu.vn/jca/T ổng hợp chất xúc tác quang ZnO/BaTiO3 với hiệu quả cải thiện sự phân hủy MB dướiánh sáng mặt trờiS ynthesis ZnO/BaTiO3 heterostructured photocatalyst with improved efficiency in MBde gradation under sunlightHồ Thị Thành1 , Nguyễn Thị Việt Nga2 *, Hoàng Nữ Thuỳ Liên 1 , Nguyễn Văn Kim1 *(1)KhoaKhoa học Tự nhiên, Trường Đai học Quy Nhơn - 170 An Dương Vương, Quy Nhơn, Bình Định(2)KhoaSư phạm Trường Đai học Quy Nhơn - 170 An Dương Vương, Quy Nhơn, Bình Định*Email: nguyenvankim@qnu.edu.vnARTICLE INFO ABSTRACTReceived: 22/6/2022 Heterostructured ZnO/BaTiO 3 composites were successfully prepared withAccepted: 22/7/2022 varying contents of BaTiO 3 via a mixed solvent-thermal method. The samplesPublished: 30/7/2022 are denoted as ZBTO-x:y, where x:y is weight ratio of ZnO và BaTiO 3 (x:y = 1 :2, 1:3 và 1:5) in the reaction mixtures. The obtained materials were characterizedKeywords: by X-Ray diffraction (XRD), infrared spectra (IR), energy-dispersive X-rayZnO/BaTiO 3 , photocatalyst, spectroscopy (EDS), scanning electron microscopy (SEM). The photocatalyticmethylenblue, sunlight. activity of ZBTO-x:y samples was assessed by degradation of methylene blue in aqueous solution under sunlight. Among them, ZBTO-1:3 displayed the best photocatalytic activity. The enhancement in photocatalytic activity for the ZBTO-1:3 was observed, which can be attributed to the presence of BaTiO 3 in the materials.Giới thiệu chung lĩnh vực khác nhau [9, 10], đặc biệt là lĩnh vực xúc tác quang. ZnO và BaTiO 3 được đánh giá là những vật liệuXúc tác quang được xem là kỹ thuật “xanh”, gây được xúc tác quang đầy tiềm năng. Tuy nhiên, bên cạnh việcsự chú ý lớn về hiệu quả và khả năng ứng dụng rộng sở hữu những ưu điểm nổi bật, chúng là những vật liệurãi để loại bỏ các hóa chất độc hại trong môi trường có năng lượng vùng cấm tương đối rộng (3,25 eV đối[1–3]. với ZnO [11] và 3,2 eV đối với BaTiO 3 [12], phổ hấ p t hụ ánh sáng chủ yếu nằm ở vùng tử ngoại, có sự tái tổGần đây, các vật liệu bán dẫn được sử dụng làm chất hợp nhanh cặp electron – lỗ trống quang sinh trongxúc tác quang là các oxide kim loại như SnO 2 , TiO 2 , quá trình quang xúc tác. Điều này làm hạn chế khảZnO, WO 3 [2, 3]. Song song cùng với các oxide, hệ v ậ t năng ứng dụng chúng vào thực tiễn ở dạng tinh khiết.liệu có cấu trúc perovskite dạng ABO 3 (với A: Sr, Ba, Để khắc phục những nhược điểm này, đã có nhiềuPb, Ca và B: Ti) [4–6] mà đặc biệt là BaTiO 3 cũng được công trình được công bố bằng cách lai ghép ZnO vớinghiên cứu khá nhiều [7, 8]. BaTiO 3 hoặc với các chất bán dẫn khác nhằm tạo raZnO và BaTiO 3 được biết đến là vật liệu bán thế hệ thứ những vật liệu có hoạt tính xúc tác quang vượt trội [13,hai sau TiO 2 . Chúng được ứng dụng nhiều trong các 14]. https://doi.org/10.51316/jca.2022.066 31 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 11 – issue 4 (2022) 31-37Trong công bố này, nhóm nghiên cứu tiến hành lai cất, khuấy từ liên tục trong 4 giờ cho đồng nhất.ghép ZnO với BaTiO 3 nhằm tạo ra một loại vật liệu Chuyển toàn bộ dung dịch vào bộ thủy nhiệtmới, có hoạt tính xúc tác quang tốt, khắc phục những autoclave, đậy kín và gia nhiệt đến nhiệt độ 200 oC vànhược điểm của các vật liệu đơn lẻ. Đây là một hướng duy trì trong 24 giờ. Tiếp tục đem li tâm lấy chất rắn,đi mới đầy hứa hẹn, đang được các nhà khoa học vật rửa nhiều lần bằng nước cất đến pH=7, sau đó đemliệu rất quan tâm. sấy khô ở 80 oC trong 24 giờ. Chất rắn thu được kí hiệu ZBTO-1:2, ZBTO-1:3, ZBTO-1:5 tương ứng vớiT hực nghiệm và phương pháp nghiên cứu thành phần khối lượng của ZnO và BaTiO 3 .H óa chất Phư ơng pháp đặc trưngCác hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu này đều Nhiễu xạ tia X (XRD) của các mẫu được đo trên máyđược mua từ hãng Sigma Aldrich (Đức) bao gồm zinc Brucker D8 Advance, ống phát tia X bằng Cu có bướcacetate dihydrate (Zn(CH 3 OCO)2 .2H2 O, ≥ 99,0%), sóng λ = 1,540 Å, điện áp 30kV, cường độ dòng ốngTitanium (IV) chloride ( ...