Tổng hợp composite SnO2/SrTiO3 và hoạt tính quang xúc tác phân hủy methylene blue dưới ánh sáng mặt trời

Bài viết tiến hành biến tính SrTiO3 bởi SnO2 nhằm tạo ra một loại vật liệu mới SnO2/SrTiO3, có hoạt tính xúc tác quang tốt, khắc phục những nhược điểm tái kết hợp electron–lỗ trống quang sinh của vật liệu SrTiO3 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 composite SnO2/SrTiO3 và hoạt tính quang xúc tác phân hủy methylene blue dưới ánh sáng mặt trời Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 13 – issue 2 (2024) 43-48 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption Tạp chí xúc tác và hấp phụ Việt Nam https://jca.edu.vnTổng hợp composite SnO2/SrTiO3 và hoạt tính quang xúc tác phân hủy methylene bluedưới ánh sáng mặt trờiSynthesis of SnO2/SrTiO3 composite and photocatalytic activity for methylene bluedegradation under sunlightNguyễn Thị Việt Nga1, Đỗ Hoàng Chỉnh1, Trần Thị Thanh Tuyền 1, Nguyễn Hồng Nguyên 1, Nguyễn ThịHồng Hạnh2, Hoàng Nữ Thùy Liên3, Lê Thị Thanh Liễu3, Nguyễn Văn Kim3*1 Khoa Sư phạm Trường Đai học Quy Nhơn - 170 An Dương Vương, Quy Nhơn, Bình Định2 Trường THPT Nguyễn Khuyến - An Khê - Gia Lai3 Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đai học Quy Nhơn - 170 An Dương Vương, Quy Nhơn, Bình Định*Email: nguyenvankim@qnu.edu.vnARTICLE INFO ABSTRACTReceived: 28/01/2024 In this study, the SnO2/SrTiO3 composite has been fabricated by, firstlyAccepted: 30/3/2024 preparing SnO2 and SrTiO3 through, followed by coupling SnO2 andPublished: 30/06/2024 SrTiO3 by the hydrothermal method at 180 oC for 24 hours. The obtained materials were characterized by X-Ray diffraction (XRD),Keywords: Fourier transformation infrared spectra (FT-IR), energy-dispersive X-raySnO2/SrTiO3, photocatalyst, spectroscopy (EDS), scanning electron microscopy (SEM). Themethylene blue, sunlight photocatalytic activity of composite was assessed by degradation of methylene blue in water under sunlight. The composite exhibits a good photocatalytic activity compared to individual components (SnO2 and SrTiO3). An enhancement in photocatalytic activity of the composite with the presence of SnO2 has been observed. 1,4-benzoquinone (BQ) và tert-butyl alcohol (TBA) were used as quenchers for trapping photogenerated superoxide radical anions (•O2ˉ) and hydroxyl radicals (•OH), respectively. In the presence of the quenchers, the photocatalytic activity of the composite has decreased significantly.1. Giới thiệu chung loại vật liệu perovskite dạng ATiO3 (A = Ca, Ba, Sr) đã thu hút nhiều sự chú ý của các nhà khoa học bởi cácQuang xúc tác đã được nghiên cứu chuyên sâu, nó đơn ứng dụng tiềm năng của nó trong các lĩnh vực khácgiản, độc tính thấp, ổn định hóa học và hiệu quả cao khi nhau. Trong đó, SrTiO3 đã được tổng hợp và sử dụngphân hủy phân tử hợp chất hữu cơ (methylene blue, cho quá trình phân hủy thuốc nhuộm trong dung dịchrhodamine B …) gây ô nhiễm môi trường nước [1]. nước. Đây là những phát hiện hữu ích cho việc xử lý cácPhương pháp này sử dụng nguồn năng lượng từ ánh hợp chất hữu cơ độc hại. Tuy nhiên, việc sử dụng SrTiO3sáng mặt trời và chất oxi hóa tổng hợp. Cùng với đó, riêng lẻ không hiệu quả do sự tái tổ hợp của cặpphương pháp xúc tác quang không gây ô nhiễm thứ electron - lỗ trống quang sinh cao. Điều này đã thúccấp, khả năng tái sử dụng cao và rẻ tiền là những ưu đẩy các nhà khoa học không ngừng tìm kiếm cácđiểm rất mạnh so với các phương pháp khác. Gần đây, phương pháp mới để khắc phục những nhược điểm đó. https://doi.org/10.62239/jca.2024.029 43 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 13 – issue 2 (2024) 43-48Trong công bố này, nhóm nghiên cứu tiến hành biến thủy nhiệt autoclave, đậy kín và tiến hành thủy nhiệt ởtính SrTiO3 bởi SnO2 nhằm tạo ra một loại vật liệu mới 180 C trong 24 giờ. Tiếp tục đem ly tâm lấy chất rắn,SnO2/SrTiO3, có hoạt tính xúc tác quang tốt, khắc phục rửa nhiều lần bằng nước cất đến pH = 7 và rửa bằngnhững nhược điểm tái kết hợp electron–lỗ trống ethanol, sau đó đem sấy khô ở 80 C trong 24 giờ.quang sinh của vật liệu SrTiO3 đơn lẻ. Đây là một Chất rắn thu được là SnO2/SrTiO3.hướng đi mới đầy hứa hẹn, đang được các nhà khoa Nhiễu xạ tia X (XRD) của các mẫu được đo trên máyhọc vật liệu rất quan tâm. Brucker D8 Advance, ống phát tia X bằng Cu có bước sóng λ = 1,540 Å, điện áp 30kV, cường độ dòng ống2. Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu phát 0,01A. Phổ hồng ngoại (IR) của mẫu vật liệu được ghi trên máy GX - PerkinElmer. Phổ tán xạ năng lượng tia XCác hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu này đều (EDS) và ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) được đo trênđược mua từ hãng Sigma Aldrich (Đức) bao gồm Tin máy Nova Nano SEM 450. Nồng độ dung dịch MB(IV) Chloride ...