Lý do chọn đềtài
Sự phát triển gần đây trong lĩnh vực ứng dụng vật liệu thì con người đãchuyển từ việc hài lòng và bằng lòng với bất cứ nguồn nguyên vật liệu có sẵntự nhiên sang việc tổng hợp vật liệu theo yêu cầu ứng dụng thực tiễn Và cuộccách mạng vật liệu do sự phát triển của khoa học nano và công nghệ vật liệuchophépcon ngườithựchiện điềunày.
Vào năm 1972, Fujishima và Honda đã giới thiệu quá trình quang điện hóa tách nước bằng cách sử dụng tinh thể đơn TiO2 Phương pháp này sau đó đã được mở rộng sang các ứng dụng quang xúc tác khác trong lĩnh vực nghiên cứu năng lượng và xử lý môi trường Mặc dù TiO2 có hoạt tính quang cao, nhưng năng lượng vùng cấm của vật liệu này nằm trong vùng phổ tử ngoại (UV), hạn chế hiệu suất quang và hiệu quả hấp thu năng lượng mặt trời Vì vậy, các nghiên cứu khoa học hướng đến tìm kiếm vật liệu có thể hoạt động ở vùng quang phổ nhìn thấy của bức xạ mặt trời, đồng thời sở hữu các đặc tính quang xúc tác nổi trội khác.
Trong số các vật liệu bán dẫn mới đƣợc phát hiện thì các hợp chấtbismuth oxyhalide BiOX (X = F; Cl; Br và I) [44], [19] có đặc điểm là ít độc,rất phong phú và đã đƣợc chứng minh là vật liệu xúc tác quang rất tốt trongvùng quang phổ khả kiến Bismuth oxyhalides là loại vật liệu phân lớp, thểhiện đặc tính quang và điện vƣợt trội; có khả năng cao cho các ứng dụng khácnhau, đặc biệt trong lĩnh vực xúc tác quang [16], [49] BiOX với cấu trúc lớpxếpchồnglênnhautheokiểu[X–Bi–O–Bi–X]vàđượcgiữbởitươngtácVader Walls thông qua nguyên tử halogen, trongkhi tất cảcác nguyên tửtronglớpđƣợcliênkếtvớinhaubằngliênkếtcộnghóatrị[24];chínhkiểu cấu trúc này đã mang đến các tính chất cơ và quang điện vƣợt trội cho BiOX.Năm 2008, Zhang và cộng sự nhận thấy rằng, tất cả các hợp chất BiOX đềuthể hiện hoạt tính xúc tác quang, tuy nhiên BiOF và BiOCl có năng lƣợngvùng cấm cao (Ebg> 3,2 eV) nên chỉ hoạt động trong vùng ánh sáng tử ngoại.BiOBr và BiOI có năng lƣợng thấp (Ebg< 2,7 eV) và thể hiện hoạt tính xúc tácquang trong vùng ánh sáng nhìn thấy Tuynhiên,khả năng oxy hóa khửb ị hạn chế do vị trí thấp của vùng dẫn (CB), khả năng phân tách H2O bị hạn chế.Do vậy, khi tạo ra đƣợc BiO(ClBr)(1-x)/2Ixsẽ giúp cải thiện hạn chế này so vớiBiOX tinh khiết Hơn nữa, sự có mặt của đồng thời của các ion X - nằm xen kẽgiữa các lớp [Bi2O2] 2+ sẽ tạo thành các bẫy điện tích và từ đó nâng cao đƣợchoạttính xúc tác quang.
Xuất phát từ cở sở khoa học và thực tiễn nêu trên, tôi lựa chọn hướngnghiênc ứ u v ớ i đ ề t à i ngh vậtl i ệ u B i O ( C l B r ) (1-x)/2 I x n h m n g n g làmchat xúc tácquang trong vùngánh sáng khả kien”.
Mục tiêuvà nhiệmvụ nghiên cứu
- Nghiên cứu đặc trƣng vật liệu và khảo sát hoạt tính xúc tác quang củavật liệu BiO(ClBr)(1-x)/2Ixthông qua phản ứng quang phân hủy rhodamine B(RhB).
- Ðốitƣợngnghiêncứu:vậtliệuBiO(ClBr)(1-x)/2Ix;RhB.
- Phạm vi nghiên cứu: khảo sát một số điều kiện chế tạo vật vật liệuBiOX( X = C l , B r , I ) ; n g h i ê n c ứ u h ì n h t h á i , c ấ u t r ú c v à h o ạ t t í n h x ú c t á c quangcủa vật liệu vớiquymô phòng thínghiệm.
Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: thu thập, tổng hợp,nghiêncứu và phân tích các tài liệu cóliên quan đến đềtài.
- Tổng hợp vật liệu BiO(ClBr)(1-x)/2Ixcấu trúc 3D theo phương pháp thủynhiệt.
- Các vật liệu sau khi tổng hợp đƣợc nghiên cứu đặc trƣng vật liệu bằngcác phương pháp hóa lí hiện đại như: nhiễu xạ tia X (XRD); ảnh hiển vi điệntử quét (SEM); phổ raman; phổ tán xạ năng lƣợng năng lƣợng tia X (EDX);phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại – khả kiến (UV-Vis-DRS); phổ phát quang(PL);đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấpphụ N2 ở77K (BET).
- Ðánh giá hoạt tính xúc tác quang của vật liệu thông qua phản ứng phânhủyrhodamineBtrongdungdịchnướcdướibứcxạánhsángkhảkiến.
Luận văn gồmcác phần chính:
Ðốitƣợngvàphạmvinghiêncứu
Giớithiệuchungvềvậtliệuxúc tácquang
1.1.1 Kháiniệm xúc tác quangvà cơ chếphản ứng
Trongh ó a h ọ c , k h á i n i ệ m xúct á c q u a n g d ù n g đ ể n ó i đ ế n n h ữ n g p h ả n ứng xảy ra dưới tác dụng đồng thời của chất xúc tác và ánh sáng Hay nóicáchkhác,ánhsángchínhlà nhântốkíchhoạtchất xúctác,giúpcho phả nứng xảyra Khi có sự kích thíchcủa ánhsáng, trong chất bán dẫns ẽ t ạ o r a cặp electron - lỗ trống và có sự trao đổi electron giữa các chất bị hấp phụ,thôngqua cầu nối là chất bán dẫn.
Theo lí thuyết vùng, cấu trúc điện tử của kim loại gồm có một vùng gồmnhững obitan phân tử liên kết đƣợc xếp đủ electron, đƣợc gọi là vùng hóa trị(Valance Band-VB) và một vùng gồm những obitan phân tử liên kết còn trốngelectron, đƣợc gọi là vùng dẫn (Conductance Band-CB) Hai vùng này đƣợcchia cách nhau bởi một hố năng lƣợng đƣợc gọi là vùng cấm, đặc trƣng bởinăng lƣợng vùng cấm
Ebg(Band Gap Energy) chính là độ chênh lệch giữa haivùngn ó i t r ê n S ự k h á c n h a u g i ữ a v ậ t l i ệ u d ẫ n đ i ệ n , c á c h đ i ệ n v à b á n d ẫ n chính là sự khác nhau về vị trí và năng lƣợng vùng cấm Vật liệu bán dẫn làvật liệu có tính chất trung gian giữa vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện, khicó một kích thích đủ lớn (lớn hơn năng lƣợng vùng cấm Ebg), các electrontrong vùng hóa trị của vật liệu bán dẫn có thể vƣợt qua vùng cấm nhảy lênvùng dẫn, trở thành chất dẫn điện có điều kiện Nói chung những chất có Ebglớn hơn 3,5 eV là chất cách điện ngƣợc lại những chất có
Ebgthấp hơn 3,5 eVlà chất bán dẫn Những chất bán dẫn có Ebgthấp hơn 3,5 eV đều có thể làmchất xúc tác quang vì khi đƣợc kích thích bởi các photon ánh sáng có nănglƣợnglớnhơnnănglƣợngvùngcấmEbg,cácelectronhóatrịcủachấtbándẫnsẽ nhảy lên vùng dẫn Kết quả là trên vùng dẫn sẽ có các electron mang điệntíchâm,đƣợcgọilàelectronquangsinh(photogeneratedelectrone - CB)vàtrên
Ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn tách electron của lớp VB sang lớp CB tạo ra lỗ trống mang điện tích dương Các lỗ trống và electron này phản ứng hóa học với tốc độ cao hơn nhiều so với các tác nhân oxy hóa - khử trong hóa học.
Các electron và lỗ trống chuyển đến bề mặt và tương tác với một số chấtbị hấp thụ như nước và oxy tạo ra những chất tự do trên bề mặt chất bán dẫn.Cơchếphản ứng xảy ra nhưsau: h + +HOHO • +H + (1.2)
Cácg ố c t ự d o v à s ả n p h ẩ m t r u n g g i a n t ạ o r a n h ƣ : • O- ,HO•,H2O2,O2 đóngvai tròquan trọng trongcơ chếquangphân hủycáchợp chấthữucơ.
-Cácchấtbándẫndướitácdụngkíchthíchcủaphotonánhsángsẽtạo racácgốcvàsảnphẩmtrunggiannhƣ HO•, • O- ,H2O2,O2( c ơ ch ế đ ã t rìn h bàyphầntrên).Cácgốcvàsảnphẩmnàyoxihóacácthànhphầnhữucơtheocơchếsau : h
- Ðối với hợp chất chứa nitơ dạng azo, phản ứng oxi hóa quang phân hủyxảy ra theo cơ chếsau:
Hình 1.1thể hiện quá trình quang xúc tác oxi hóa hợp chất hữu cơ. Nhƣvậy,sảnphẩmcủaquátrìnhphânhủychấthữucơgâyônhiễmtrênhệxúc tácquang làkhí CO2, H2Ovàcácchất vô cơ.
Hình1.1.Quá trìnhoxihóahợp chấthữucơtrênvật liệuxúc tácquang
Quá trình tách nước bằng chất xúc tác quang diễn ra qua 3 giai đoạnđƣợcthểhiện ởHình 1.2[23].
Giai đoạn 1 của quá trình quang xúc tác diễn ra khi các quang xúc tác hấp thụ năng lượng photon có lớn hơn năng lượng khe hở của vật liệu Hiện tượng này tạo ra một số lượng lớn các cặp lỗ trống electron - electron.
Giaiđoạn3:quátrìnhkhửvàoxyhóabởicácelectronvàlỗtrốngđểtạo thànhH2vàO2tươngứng.
Nhìn chung, tách nước để tạo thành hydro và oxy qua chất xúc tácquang không đồng nhất sử dụng năng lƣợng mặt trời là một quá trình đầy hứahẹn để sản xuất hydro sạch và có thể tái chế ở quy mô lớn Trong những nămgần đây, nhiều nỗ lực đã đƣợc thực hiện để phát triển các chất xúc tác quanghoạt động dưới bức xạ ánh sáng nhìn thấy để sử dụng hiệu quả năng lƣợngmặttrời.
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm nguồn nước thải là một vấn đề cấp thiết đangrấtlongạivàcáchợpchấthữucơcótrongnướcthảiđượcxửlýbằngphươngpháp sinh học.Tuy nhiên, với phương pháp sinh học thì vẫn còn một số hợpchất hữu cơ khó phân hủy được như thuốc bảo vệ thực vật, chất hữu cơ trongnước phẩm nhuộm và các hợp chất phenol….Các hợp chất ô nhiễm này đượcthải ra môi trường nước từ nhiều hoạt động khác nhau của con người và từcác nhà máy, xí nghiệp Chúng không những ảnh hưởng đến sức khỏe conngười mà còn ảnh hưởng đến môi trường sinh thái Do việc loại bỏ khônghoàn toàn trong xử lý nước thải, chúng vẫn tồn tại trong dòng nước thứ cấp.Mặc dù ở nồng độ thấp, các chất ô nhiễm này vẫn ảnh hưởng nghiêm trọngđến sức khỏe con người và sinh vật Các phương pháp xử lý truyền thốngthường sinh ra các chất thải thứ cấp, điều mà yêu cầu những bước xử lý phụtiếptheonênthườngdẫnđếngiáthànhxửlýcao.Vìthế,việctìmcácbiện pháp loại bỏ các chất ô nhiễm này có hiệu quả, thân thiện với môi trường vànguồn nước có thể được sử dụng trở lại là những vấn đề luôn được đặt ra.Thời gian gần đây đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm tìm ra các phươngpháp để phân hủy dễ dàng các chất hữu cơ độc hại, khó phân hủy sinh học cótrongnước. Ðể giải quyết vấn đề này, sử dụng năng lƣợng ánh sáng mặt trời tự nhiênlà phương pháp hấp dẫn nhất Những thành tựu gần đây về chế tạo các chấtxúc tác quang đã đem lại những hứa hẹn cho chiến lƣợc này Mặc dù vậy, đểứng dụng đƣợc trong thực tiễn, nhiều vấn đề cần đƣợc giải quyết, trong đóquan trọng nhất vẫn là xúc tác hoạt động có hiệu quả dưới điều kiện ánh sángmặt trời Nhiều chiến lược khác nhau đã được thiết kế để sử dụng hiệu quảbức xạ mặt trời và tăng cường hiệu quả của các quá trình quang xúc tác Trênthế giới đã có một số công trình nghiên cứu về lĩnh vực này Trong đó có thểkể đến việc nghiên cứu tổng hợp
Bi2WO6với các hình dạng khác nhau dùngcho xúc tác quang để tách nước thành
H2và O2cũng như phân hủy các hợpchất hữu cơ độc hại có trong nước dưới tác dụng của ánh sáng khả kiến.Ngoàira,tungstatecủacáckimloạichuyểntiếpcũngđƣợcnghiêncứuđểlàmxúc tác quang phân hủy các phẩm nhuộm có trong nước như xanh methylen,metyl da cam Một số tác giả còn nghiên cứu phân tán các muối tungstate lêntrên các vật liệu khác nhƣ các hợp chất cacbon nano nhằm tăng diện tích bềmặt và tìm kiếm các hiệu ứng hiệp trợ (synergistic effect) Tuy nhiên, cácnghiêncứuvềlĩnhvực này vẫnchƣanhiều. Trong những năm gần đây, các vật liệu bán dẫn làm xúc tác quang đãđƣợc nghiên cứu rộng rãi trong lĩnh vực xử lý ô nhiễm môi trường và tạonguồn năng lượng sạch, tái sinh từ việc tách nước tinh khiết thành H2và
O2[2].Trongsốđó,TiO2vàcácoxitkimloạichuyểntiếpcócấuhìnhelectrond 0 vàoxitkimloạiđiểnhìnhcócấuhìnhelectrond 10 đƣợcnghiêncứusâu nhất.M ộ t s ố c h ấ t b á n d ẫ n đ ƣ ợ c s ử d ụ n g l à m c h ấ t x ú c t á c q u a n g t r o n g đ ó ZnO,T i O2,Z n2TiO2,C d S , W O3,c á c m u ố i t u n g s t a t e l à c á c c h ấ t c h o h i ệ u quảcao.
Xâydựngdựatrêncácchiếnlƣợccơbảnđểcảithiệnhoạtđộngánhsángnhìn thấy của chất xúc tác quang dựa trên TiO2, mục đích cung cấp cái nhìnsâu sắc về nhiều phát triển hiện đại trong lĩnh vực xúc tác quang hoạt độngbằng ánh sáng nhìn thấy Các ví dụ khác nhau về vật liệu tổng hợp TiO2 tiêntiến đã đƣợc thảo luận liên quan đến khả năng hiển thị của chúng, hiệu suấtchuyển đổi quang điện tử cảm ứng ánh sáng, động lực học của electron - lỗtrống, và phân hủy hữu cơ và vô cơ các chất ô nhiễm, cho thấy nhu cầu quantrọng để phát triển hơn nữa các loại vật liệu này cho các mục đích chuyển đổinănglượngvàxửlýmôitrường.
Các phương pháp truyền thống đối với vật liệu hoạt động bằng ánh sángnhìn thấy đƣợc liên quan đến việc điều chỉnh các chất bán dẫn có khe hở rộngnhƣ TiO2và ZnO thông qua pha tạp, hợp kim, hình thành tiếp giáp hoặc nhạycảm để đƣa dải thông vào vùng khả kiến với các mức độ thành công khácnhau [5] TiO2[2] ở dạng bình thường, là chất bột màu trắng, rất bền, khôngđộc, rẻ tiền TiO2có thể tồn tại ở một trong ba dạng tinh thể: rutile, anatase vàbrookite TiO2dạng rutile đã đƣợc sử dụng hàng trăm năm nay trong vật liệuxây dựng, làm chất độn màu (pigment) cho sơn, trong công nghệ hóa chất,dƣợc phẩm, mỹ phẩm… TiO2cấu trúc anatase có hoạt tính quang xúc tác nêngần đây đã đƣợc tập trung nghiên cứu nhƣ một trong những giải pháp có triểnvọng nhất để xửlý các chấtđộc hại phân tán trongmôitrường Ðặcb i ệ t l à diệt vi khuẩn, nấm mốc trong phòng bệnh, nhà ở, khử mùi hôi trong vănphòng, phân hủy các khí NOx, SOx, VOCs,… trong môi trường không khí.Nguyênlícơbảncủaquátrìnhxửlýmôitrường,diệtkhuẩn,… khidùngTiO2dướitácdụngcủatiacựctím(UV)làmsinhcácđiệntửvàlốtrống,cácđiệ n tử và lỗ trống này chạy lên bề mặt hạt nano, và chúng thực hiện các phản ứngoxihóa– khử,cóthểtiêudiệtvikhuẩn,hoặckếthợpvớimộtsốkhíđộctạorasảnphẩmkhôngđ ộchại (nhƣkhíCO2vàH2O).
Việc ứng dụng hiệu ứng quang xúc tác của nano TiO2, nanocompositeTiO2(tổ hợp của nano TiO2và apatite tạo ra vật liệu nanocomposite TiO2) đểphân hủy các chất ô nhiễm trong không khí đƣợc coi là một trong các giảipháp kỹ thuật quan trọng giúp làm cho môi trường sạch hơn. Phương phápnày có ưu điểm hơn so với phương pháp lọc bằng chất hấp phụ truyền thống;chi phí đầu tƣ và vận hành thấp (chỉ cần ánh sáng mặt trời, oxi và độ ẩmkhông khí); quá trình oxi hóa đƣợc thực hiện trong điều kiện nhiệt độ và ápsuất bình thường; hầu hết các chất độc hữu cơ đều có thể bị oxi hóa thành sảnphẩmcuối cùng là CO2và H2O. Ở Việt Nam, việc nghiên cứu vật liệu nano TiO2cấu trúc anatase và ứngdụng chúng để xử lý môi trường đã được nhiều nhà khoa học quan tâm từnhững năm 1990 [2] Kết quả cho thấy khả năng xử lý diệt khuẩn của vật liệuquang xúc tác TiO2anatase, nhƣ một số dạng sản phẩm màng lọc dùng để xửlý môi trường sửd ụ n g T i O2trên đế vải cacbon, trên đế gốm sứ, bông thủytinh và nhất là hai loại máy xử lý không khí ô nhiễm ở dạng chế tạo thửnghiệmđơnchiếccũngđãđƣợcđƣaraquảngbátronghộichợcôngnghệ.
Nhiều chất xúc tác quang khác Ni và NiO, chẳng hạn nhƣ
K4Nb6O17,K2La2Ti3O10và NaTaO3đã đƣợc sử dụng để phân hủy H2O thành H2và
RuO2 là một chất xúc tác hiệu quả cho phản ứng tách nước, giải phóng khí oxy (O2) dưới sự chiếu xạ tia cực tím Vai trò của RuO2 được chứng minh thông qua nghiên cứu của nhiều nhà khoa học, cho thấy tính chất xúc tác điển hình của nó trong quá trình oxy hóa giải phóng O2.
Tuyn h i ê n , A m o u y a l v à c ộ n g s ự c h o r ằ n g R u O2t ă n g c ƣ ờ n g s ự t ạ o thànhH2trong sựhiệnd i ệ n R u ( b i p y ) 3 2+,M V 2+ v à E D T A S a k a t a v à c ộ n g sực ô n g b ố r ằ n g t ỷ l ệ H2g i ả i p h ó n g d o q u á t r ì n h k h ử H + t h à n h H
T i O2.R u O2đ ƣ ợ c m a n g t r ê n c á c c h ấ t b á n d ẫ n nhƣ TiO2và CdS sẽ hoạt động nhƣ một chất xúc tác cho quá trình khử làmthúcđẩysựtạothànhH2.
Mộtsốoxynitrua,nhƣTaON, Ta3N5,MTaO2N(MSr, Ba),LaTaON2và LaTiO2N là chất xúc tác quang tiềm năng cho phản ứng táchnướctrongvùng ánhsáng khảkiến.
Trong trường hợp của TaON, H2tạo thành dưới sự chiếu xạ ánh sángkhả kiến bằng cách dùng Ru dạng hạt trong dung dịch metanol Li và nhómnghiêncứucũngcôngbốrằngviệcthêmY2Ta2O5N2vàocảhaikimloạiPt vàR u c ó h i ệ u q u ả c h o s ự t ạ o t h à n h H2.G ầ n đ â y , R u O2n ạ p β -
Giớithiệu chung vềBismuth Oxyhalides(BiOX,X = F,Cl, Br, I)
1.2.1 Đặcđiểm cấutạo, tính chấtvà ứngdụngcủa BiOX
Oxyhalidesbismuthphân lớp là một loại vật liệu quang xúc tác thế hệmới, có hiệu quả cao trong việc tăng cường chuyển đổi năng lượng mặt trờidocấutrúcnănglƣợngvùngcấmvàcấutrúcphânlớpđộcđáocủachúng.
- Về mặt cau tạo tinh thể:BiOX (X = Cl, Br, I) là một loại vật liệu bándẫnb ậ c b a ( c h ứ a c á c n g u y ê n t ố t h u ộ c p h â n n h ó m V – VI–
[23].Tấtcảcácvậtliệunàyđềukếttinhtrongcấutrúctứgiác(matlockit)- một cấu trúc phân lớp đƣợc tạo thành từ các phiến (tấm 2D – nano sheets)dạng tổng quát là [X – Bi – O – Bi – X] xếp chồng lên nhau và liên kết bởitươngtácvanderWaals,nhưthểhiệntrongHình1.3.
Hình1.3 Cấu trúctinh thểcủa cácBiOX[13]
Trongmôtíp[X–Bi–O–Bi–X]này,mỗitâmlànguyêntửbismuthsẽ đƣợc bao quanh bởi bốn nguyên tử oxygen và bốn nguyên tử halogen, hìnhthànhn hó m không g i a n P4 /nm m Sựk ế t h ợp củ a l i ê n kế tc ộn g h ó a trị g i ữ a các nguyên tử bên trong mỗi lớp rất mạnh mẽ cùng với các điểm hấp dẫn vander Waals xen kẽ giữa các lớp làm cho các vật liệu này trở nên thú vị về cácđặctínhcấutrúc,điện,quanghọcvàcơhọcdịhướng.
Cấu trúc tinh thể của BiOX đƣợc sắp xếp trật tự theo kiểu các lớp[Bi2O2] 2+ nằm xen kẽ với hai ion halide tạo ra chuỗi X-Bi-O-O-Bi-X dọc theohướng ứng với mặt tinh thể (001) [11], [25] Nói cách khác, mỗi tế bào cơ sởchứa hai nguyên tử bismuth (2Bi), hai nguyên tử oxygen (2O) và hai nguyêntửhalogen(2X)đƣợc môtảnhƣtrênHình1.4.
Hình 1.4 Mô hình cấu trúc phân lớp của BiOCl: (a) cấu trúc không gian bachiều; (b) {110}mặt tinh thểvà (c){001}mặt tinh thể[42], [49]
- Vềmặttínhchat:chlorine(Cl),bromine(Br)vàiodine(I) là cácnguyênt ố t h u ộ c c ù n g p h â n n h ó m c h í n h n ê n
B i O C l , B i O B r v à B i O I c ó thể có các đặc tính tương tự.Mức năng lượng cực đại vùng hóa trị của tinhthểBiOXđƣợcbiếtlàbaogồmcácobitanO2pvàcáctrạngtháiXnp(XCl, Br và I; n = 3, 4, 5) [48] Cực tiểu năng lƣợng của vùng dẫn chủ yếu baogồm các trạng thái Bi6p Khi khối lƣợng phân tử của X lớn hơn sẽ dẫn đến sựđóng góp của trạng thái X np tăng lên và từ đó làm giảm năng lượng vùngcấmcủacácBiOXtươngứng.
Các nghiên cứu lý thuyết đã xác minh rằng, năng lƣợng vùng cấm củaBiOF, BiOCl, BiOBr và BiOI lần lƣợt là 3,64; 3,35; 2,67 và 1,82 (eV), do đóBiOXlàmộthọcácchấtxúctácquangcótriểnvọng.Mặtkhác,cấutrúccủa các lớp [Bi2O2] 2+ xen kẽ với các ion halide trong các BiOX đãtạo rađ ƣ ợ c một điện trường tĩnh và có phương vuông góc với mỗi lớp nên sẽ thúc đẩy sựphân tách các cặp electron và lỗ trống quang sinh, do đó có lợi cho hoạt tínhquangxúctác.TrongsốcácBiOXthì,BiOIcóEbgnhỏnhấtnêncóthểhấpthụ mạnhánhsángkhảkiếnnhƣngkhảnăngoxihóakhửcủanóbịhạnchếdovị trí năng lƣợng của vùng dẫn thấp nên khả năng phân tách H2O không đápứngđƣợc,hơnnữaEbgbénênthuậnlợichosựtáihợpcặpelectronvàlỗtrốngquang sinh
[18] Như vậy, hướng nghiên cứu kết hợp các halide (X - ) để tạothành một chất bán dẫn chứa đồng thời các các halide nhằm cải thiện hoạt tínhxúctác quang là khảthi.
- Về úng dụng:T r o n g t h ậ p k ỷ g ầ n đ â y , v ậ t l i ệ u n a n o q u a n g x ú c t á c BiOX (X = Cl, Br, I) [29], [20] đã thu hút nhiều sự quan tâm nhƣ là vật liệuxúc tác quang tiết kiệm và hiệu quả để chuyển đổi năng lượng và xử lý môitrường Các đặc tính hóa lý đặc biệt của vật liệu nano BiOX, đặc biệt là cấutrúc và mức năng lƣợng vùng cấm của chúng cũng nhƣ cấu trúc nano phânlớp giúp cho việc cải thiện hiệu suất quang xúc tác trong vùng ánh sáng nhìnthấy Các vật liệu BiOX đã đƣợc nghiên cứu cho thấy chúng có khả năngchuyển hóa tốt các chất hữu cơ, các chất khí gây ô nhiễm môi trường thànhcác chất vô cơ không độc hại và chúng đƣợc xem là có triển vọng trong việcứngphóvớicáctháchthứcvềnănglượngvàmôitrườngtoàncầu.
Hợp chất bismuth oxyhalide có thể được tổng hợp thông qua nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phương pháp thủy nhiệt và thủy phân [24] Ví dụ, BiOCl tinh khiết được tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt sử dụng các tiền chất Bi(NO3)3.5H2O, dung dịch mannit và dung dịch NaCl bão hòa, sau đó được sấy khô ở nhiệt độ thích hợp.
100 °C trong 4 giờ; BiOI đƣợctổnghợpvớicáctiềnchấtBi(NO3)3.5H2O,KIvàdungdịchethyleneglyco l.
Sản phẩm thu được rửa bằng nước khử ion và ethanol tuyệt đối nhiều lần vàsauđó sấykhô ở80 ºC trong 12 giờ[24].
Ngoàira,BiOIđƣợctổnghợpbằngcáchsửdụngcáchóachấtBi(NO3)3.5H2O, KI và dung dịch ethylene glycol Quá trình đƣợc tiến hànhtrong thiết bị dạng nồi hấp và ở nhiệt độ 160 °C trong 12 giờ Tương tự,BiOCl và BiOBr cũng đã được điều chế theo phương thức này với tỷ lệ molcủaBi(NO3)3ã5H2O: NaBr(KCl) =1: 1[42].
Các vật liệu dạng tổ hợp nhƣ BiOCl(1-x)Ixcũng đã đƣợc tổng hợp bằngphương pháp thủy nhiệt Quy trình điển hình được tiến hành bằng cách hòatan muối KCl và KI trong 30 mL nước siêu tinh khiết và thêm từ từ muốiBi(NO3)3.5H2O đã được nghiền trước Hỗn hợp sau đó được làm nóng đến140 o Ct r o n g 2 4 g i ờ , c u ố i c ù n g l à m m á t t ự n h i ê n đ ế n n h i ệ t đ ộ p h ò n g T ù y thuộcvàotỉlệmolcủaKClsovớiKIsẽthuđƣợcvậtliệuBiOCl(1-x)Ixvớixcócác giá trị khác nhau [50].
Nhìn chung, các quá trình tổng hợp này đều tạo ra vật liệu có kích thướcnm, tuy nhiên với phương pháp này thường tiến hành ở các điều kiện nghiêmngặt, ở nhiệt độ cao dễ xảy ra sự kết tụ nên làm giảm diện tích bề mặt của vậtliệuvà ngăncản cácquátrình phân tán trongquá trình xúc tác quang.
Gnayem và cộng sự đã tổng hợp thành công cấu trúc nano 3D hình cánh hoa từ chất bán dẫn phân lớp BiOClxBr1-x, thể hiện hoạt tính xúc tác quang mạnh dưới ánh sáng khả kiến Nhóm nghiên cứu tiếp tục phát triển dung dịch rắn BiOClxBr1-x pha tạp, và tất cả các mẫu vật liệu đều cho thấy hoạt tính quang xúc tác cao dưới bức xạ ánh sáng nhìn thấy Wu và cộng sự đã tổng hợp thành công cấu trúc hình cánh hoa BiOClxBr1-x bằng phương pháp thủy nhiệt, và mẫu vật liệu BiOCl0,5Br0,5 thu được thể hiện sự tăng cường đáng kể về hoạt tính xúc tác quang và độ ổn định trong quá trình oxy hóa.
Nhờ phương pháp thủy nhiệt, vật liệu BiO(ClBr)(1-x)/2I đã được tổng hợp dưới dạng dung dịch rắn [30] Nhờ đó, hoạt tính xúc tác quang của vật liệu trong vùng ánh sáng khả kiến đã được cải thiện đáng kể thông qua phản ứng phân hủy isopropanol trong pha khí [40].
Nhìn chung, các nghiên cứu đã công bố đều chỉ ra xu hướng chung củaloạivậtliệutổhợpcóchứađồngthờicácnguyêntửhalideđólàsựthayđổirõ rệt về giá trị về năng lƣợng vùng cấm so với các BiOX riêng lẻ và hoạt tínhxúc tác quang của chúng đƣợc nâng cao trong vùng ánh sáng khả kiến Tuynhiên, hầu nhƣ chƣa có nhiều kết quả công bố về vật liệu xúc tác quangBiO(ClBr)(1-x)/2Ixứng dụng để phân hủy hợp chất hữu cơ trong dung dịchnước Hơn nữa, tùy thuộc vào phương pháp điều chế, các tiền chất ban đầuđƣợc sử dụng, các điều kiện về nhiệt độ, thời gian phản ứng, … mà thànhphần tỉ lệ của các halogentrong dung dịch rắn sẽ thayđ ổ i n ê n h o ạ t t í n h x ú c tácquang cũng khác nhau.
GiớithiệuvềrhodamineB
Rhodamine B có công thức phân tử là C28H31ClN2O3; là chất màu đỏ tím,có khối lƣợng phân tử bằng 479,02 g/mol, nhiệt độ nóng chảy nằm trongkhoảng210-211 o C;hấpthụquang mạnhtrongvùngánhkhảkiếntươngứngvới bước sóng cực đại λmax= 553 nm; có thể được tìm thấy trong tự nhiênhoặc qua con đường tổng hợp hóa học Công thức cấu tạo của RhB đƣợc môtảởHình1.5nhƣsau:
Hình1.5.CôngthứccấutạocủathuốcnhuộmRhodamineB Ðộ hòa tan của RhB trong nước là 15 g/L, trong dung dịchaceticacid(30%) vào khoảng 400 g/L RhB thường được sử dụng làm chất đánh dấu đểxác định hướng và lưu tốc của dòng chảy; sử dụng rộng rãi trong các ứngdụngcông nghệ sinh họcnhƣkính hiển vi huỳnh quang,phân tích dòng chảytế bào, xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme (Enzyme-linkedimmunosorbent assay -
ELISA) RhB đƣợc sử dụng trongsinh họcnhƣ làmphẩmn h u ộ m p h á t h u ỳ n h q u a n g đ ể p h á t h i ệ n s i n h v ậ t k h á n g a c i d , đ ặ c b i ệ t cáckhuẩnthuộcchiMycobacteriu m(các vikhuẩn gâyhại cho con ngườinhưbệnhlao, bệnh phong).
Trong tự nhiên, hợp chất này có trong một số quả, hạt nhƣ hạt điều, quảgấc, và ở dạng này hầu nhƣ không độc Tuy nhiên, nếu sử dụng rhodamineB tự nhiên không thể đáp ứng quy mô sản xuất mang tính công nghiệp nênchúngđượcsảnxuấttheoconđườngtổnghợphóahọcnhằmphụcvụnhucầucủa con người RhB dạng này thường là sản phẩm của công nghệ hóa dầu vàchúng được xếp vào nhóm thuốc nhuộm công nghiệp, đƣợc sử dụng đểnhuộm quần áo, vải, … Với cấu trúc chứa nhiều vòng thơm, khi tích tụ đủnồng độ trong cơ thể người (thông thường RhB sẽ xâm nhập vào cơ thể quađườngtiếpxúchoặcănuống)thìRhBsẽthểhiệntínhđộcvàtácđộngđộcđ ối với các cơ quan quan trọng của cơ thể người như gan, thận, … và là chấtcókhảnăng gây ung thư [44].
Quá trình quang phân hủy thuốc nhuộm RhB diễn ra theo cơ chế bắt đầu bằng việc RhB chuyển hóa thành các hợp chất trung gian như acid 4- (methoxycarbonyl)benzoic; acid 2- (methoxycarbonyl)benzoic, acid isophthalic; acid terephthalic và phthalic anhydride Sau đó, vòng phthalic anhydride mở ra tạo thành acid 2-hydroxypentanedioic; acid maleic và cuối cùng, những acid này phân hủy thành CO2 và H2O.
Mặt khác, theo Xuefeng Hu và nhóm nghiên cứu [46], quá trình phá hủycấu trúc nhóm mang màu (chromophore cleavage) của phân tử thuốc nhuộmkhá dễ dàng bằng cách chia cắt các hệ liên hợp π tạo ra các sản phẩm trunggian dạng alcohol thơm, đồng đẳng của phenol, … có hệ liên hợp π ngắn hơnvà cuối cùng cácsản phẩm trunggian nàysẽbịphân hủyh o à n t o à n t h à n h CO2và H2O.
Mô hình chuyển hóa RhB thành các chất vô cơ đơn giản điểnhìnhđƣợc mô tảtrênsơđồHình 1.6.
Thựcnghiệmchếtạo mẫu
Danhmụ chóachất, dụngcụvàthiếtbịsử dụngtrongquátrình thựcng hiệmđƣợctrìnhbàyởBảng2.1nhƣsau:
Bảng2.1 Danhmụchóa chất,dụng cụvà thiếtbị
Hóachất, dụng cụvà thiết bị Xuất xứ
Ag2SO4(99%);H g 2SO4( 9 9 % ) ; H 2SO4( 9 8 % ) ; K 2Cr
Bi(NO3)3.5H2O(99%); KBr (99%);KCl (99%); KI(99%) ẤnÐộ Cốcthủytinh(100mL,250mL,500mL,1000mL);Bình địnhm ứ c (50 m L , 1 0 0 m L , 2 50 m L , 5 0 0 m L , 1 0 0 0 m L ) ;
Bìnhthủy tinhcónắp;Pipet(1mL, 5 mL,10mL,25 mL)
Máy khuấy từ Ý ÐènLED(60W–220V) ViệtNam
Vật liệu đƣợc tổng hợp theo quy trình đƣợc mô tả theo sơ đồ (Hình2.1).Theoquytrìnhnày,trướctiêncáctiềnchấtgồmBi(NO3)3.5H2O;KCl;KBr vàK I đ ƣ ợ c l ấ y t h e o t ỉ l ệ m o l b a n đ ầ u t ƣ ơ n g ứ n g v ớ i c ô n g t h ứ c h ợ p t h ứ c
Mộtsốphươngphápkhảosátđặctrưnghóalýmẫuvậtliệu
KCl;KBr;KI;EG Khuấy đều
BiO(ClBr)(1-x)/2)Ixvới x = 0; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 và 0,30 và cho vào cốc thủytinh 100mL đã chứa sẵn 50mL ethylene glycol (EG) khuấy đều Tiếp đó,chuyển toàn bộ lƣợng hóa chất trên vào bình thủy nhiệt và tiến hành thủynhiệt ở nhiệt độ 150 o C trong thời gian 3 giờ Kết thúc phản ứng, các mẫu vậtliệuđượcrửasạchbằngnướccấthailần, sấykhôởnhiệtđộ105 o Ctrongthờigian 2 giờ, nghiền và bảo quản trong bình hút ẩm Các mẫu vật liệu dạngBiOX (X = Cl, Br, I) riêng lẻ được tổng hợp tương tự như trên với tỉ lệ molban đầu của các chất đƣợc lấy theo đúng tỉ lệ hợp thức để tạo ra BiOCl,BiOBrvà BiOI.
Các mẫu vật liệu sau khi tổng hợp xong sẽ đƣợc nghiên cứu đặc trƣngvật liệu, khảo sát khả năng quang phân hủy RhB để tìm đƣợc mẫuv ậ t l i ệ u ứng với tỉ lệ mol (ClBr)/I có hoạt tính xúc tác quang tốt nhất, sau đó tiến hànhkhảosátảnhhưởngcủathờigianvànhiệtđộthủynhiệt(vớithờigiankhảos átlà 1; 2; 3; 4; và 5 giờ, nhiệt độ khảo sát là 120; 130; 140; 150 và 160 o C).
Nhiễu xạ tia X xảy ra khi chùm tia X tương tác với các mặt tinh thể của chất rắn, tạo nên các cực đại và cực tiểu nhiễu xạ do tính tuần hoàn của cấu trúc tinh thể Kỹ thuật nhiễu xạ tia X là một công cụ quan trọng để nghiên cứu sự sắp xếp nguyên tử trong tinh thể của vật liệu rắn, cung cấp thông tin về cấu trúc và tính chất của chúng.
Phương pháp XRD xác định cấu trúc tinh thể dựa trên phương trình Vulf-Bragg: 2.d.sin = n. Trong đó: n là bậc nhiễu xạ (n = 1, 2, 3, ); là bước sóng của tia Rơnghen (nm); d là khoảng cách giữa các mặt tinh thể; là góc phản xạ.
Hình2.2 Sơđồmôtả sựphản xạ trênmặt tinh thể
Từ cực đại nhiễu xạ trên giản đồ XRD, góc 2sẽ đƣợc xác định và từ đósuy ra khoảng cách giữa các mặt phẳng tinh thể theo hệ thức Vulf-Bragg Mỗivật liệu có một bộ các giá trị dhklđặc trƣng So sánh giá trị dhklcủa mẫu phântích với giá trị dhklchuẩn lưu trữ sẽ xác định được đặc điểm, cấu trúc mạngtinh thể của mẫu nghiên cứu Vì vậy, phương pháp này đƣợc sử dụng đểnghiên cứu cấu trúc tinh thể, đánh giá mức độ kết tinh và phát hiện ra pha tinhthểlạcủa vật liệu.
Thực nghiệm: giản đồ nhiễu xạ XRD của mẫu nghiên cứu đƣợc ghi trênmáy D8 Advance Bruker, ống phát tia X bằng Cu với bước sóng Kα 1,540Å, điện áp 40kV, cường độ dòng ống phát 0,01 A Mẫu được đo tại Khoa Vậtlý,TrườngÐạihọcSưphạmÐàNẵng.
Phương pháp hiển vi điện tử quét dựa trên nguyên lý sử dụng chùm tiađiện tử để tạo ảnh mẫu nghiên cứu Chùm tia điện tử đƣợc tạo ra từ catot qua,saukhiquaha i tụquang sẽđƣ ợc hội tụlênm ẫu nghiêncứu.Khichùm tia điện tử đập vào mẫu, trên bề mặt mẫu phát ra các chùm tia điện tử thứ cấp.Mỗi điện tử phát xạ này qua điện thế gia tốc vào bộ phận thu nhận tín hiệu sẽbiếnđổithànhmộttínhiệuánh sáng,tínhiệuđượckhuếchđại,đưavàomạnglướiđiềukhiểntạođộsángtrênmànhìnhdạng bềmặtmẫunghiêncứu[7].
Thực nghiệm:mẫu đƣợc đo tại phòng máy quang phổ, Khoa Vật lí,TrườngÐạihọcSưphạmÐàNẵng.
Hấp phụ khí thường được sử dụng để đặc trưng một số tính chất của vậtliệu mao quản như: diện tích bề mặt riêng, thể tích mao quản, phân bố kíchthước mao quản cũng như tính chất bề mặt [38] Có rất nhiều phương pháphấp phụ để đặc trưng cho vật liệu mao quản, nhƣng phổ biến hơn cả là dùngđẳngnhiệthấpphụ- khửhấpphụN2ở77K.LượngkhíbịhấpphụđượcbiểudiễndướidạngthểtíchVlàđạilượngđ ặctrƣngchosốphântửbịhấpphụ,nóphụ thuộc vào ápsuất cân bằng P,n h i ệ t đ ộ T , b ả n c h ấ t c ủ a k h í v à b ả n c h ấ t của vật liệu rắn V là một hàm đồng biến với áp suất cân bằng Khi áp suấttăng đến áp suất bão hòa Po, người ta đo các giá trị thể tích khí hấp phụ ở cácápsuấttươngđối(P/
Po)thìthuđượcđườngđẳngnhiệthấpphụ,cònkhiđoVvới P/Pogiảm dần thì nhận được đường đẳng nhiệt giải hấp phụ Diện tích bềmặt riêng thường được xác định theo phương pháp Brunauer-Emmett-Teller(BET) Theo phương pháp này, diện tích bề mặt đƣợc tính dựa trên diện tíchbề mặt bị chiếm giữ bởi các phân tử khí hấp phụ đơn lớp trên bề mặt vật liệutheocông thức sau:
S=nm.Am.N (2.2) rongđó:Slàdiệntíchbềmặt(m 2 /g);nmlàdunglƣợnghấpp h ụ (mol/g); Amlà diện tích bị chiếm bởi một phân tử (m 2 /phân tử) và N là sốAvogadro.
Thựcnghiệm:diệntíchbềmặtriêngcủacácmẫuvậtliệuđƣợcđotrên thiết bịMicromeritics ASAP 2000tại Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa họcvàCông nghệViệt Nam.
2.2.4 Phổphảnxạ khuếchtán tửngoại- khảkiến(UV-Vis-DRS)
Khi ánh sáng va đập vào mẫu rắn sẽ có hai loại phản xạ xảy ra là phản xạgương và phản xạ khuếch tán Phổ phản xạ khuếch tán nằm ở vùng tử ngoại -khả kiến còn gọi là phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến Ðối với trườnghợpphảnxạkhuếchtánlýtưởng,sựphânbốgóc(angulardistribution)củatiaphản xạ phụ thuộc vào góc tia tới và tuân theo định luật Lambert cosine Năm1931, Kubelka và Munk đã đƣa ra một phương trình gọi là hàm Kubelka-Munknhư sau:[28]
(2.3) Trong đó: R, K là các đại lƣợng đặc trƣng cho sự tán xạ, hấp thụ và S làhệsốtánxạ.Bêncạnhđó,sựhấpthụánhsángliênquanđếnnănglƣợngvùngcấm, do đó phổ UV-Vis-DRS có thể dùng để xác định giá trị năng lượng nàytheophương trìnhsau:
Trong đó: h là hằng số Planck, C là hằng số, Ebglà năng lƣợng vùng cấmvàνlàtầnsốkíchthích.Trênđồthịbiểudiễnmốiquanhệgiữa(αhν) 1/2 vàhν, kẻ đường thẳng tuyến tính đi qua điểm uốn của đường cong và cắt trụchoành,giá trị hoành độ ởđiểmcắtchính là Ebg.
Thực nghiệm: phổ UV-Vis-DRS của các mẫu vật liệu đƣợc xác định trênmáy quang phổ UV-Vis-NIR (Jasco v770) tại phòng thí nghiệm Ứng dụng vậtliệunano,TrườngÐại họcQuy Nhơn.
Trong quang phổ Raman, mẫu được chiếu xạ bởi chùm laser cường độmạnhtrongvùngtửngoại-khảkiến( v 0 )vàchùmánhsángtánxạthườngđược
q quan sát theo phương vuông góc với chùm tia tới Ánh sáng tán xạ bao gồmhai loại : một đƣợc gọi là tán xạ Rayleigh, rất mạnh và có tần số giống với tầnsốc h ù m tiat ới ( v); lo ạ i c ò n l ạ i đƣợc g ọi là t á n xạR a ma n , r ấ t yế u (10 -5 chù m tiat ớ i ) c ó t ầ n s ố l à v 0 v m ,t r o n g đ ó v ml à t ầ n s ố d a o đ ộ n g p h â n t ử V ạ c h v 0 v m đƣợcgọilàvạchStokesvàvạch v 0 v m gọilàvạchphảnStokes.Dođó, trongq u a n g p h ổ R a m a n , c h ú n g t a đ o t ầ n s ố d a o đ ộ n g ( v m) n h ƣ l à s ự d ị c h chuyển so với tần số chùmtia tới ( v 0 ) Khác với phổ hồng ngoại, phổ Ramanđƣợc đo trong vùng tử ngoại-khả kiến mà ở đó các vạch kích thích (laser)cũngnhƣcácvạch Ramancùngxuất hiện.
Theolýthuyếtcổđiển,tánxạRamancóthểđƣợcgiảithíchnhƣsau: Cường độ điện trường E của sóng điện từ (chùm laser) dao động theo thờigiancó dạng:
(2.5) v 0 làt ầ n s ố l a s e r N ế u m ộ t p h â n t ử hainguyêntửđƣợcchiếubởiánhsángnàythìmộtmomenlƣỡngcựcđiệnsẽxuấthiện do cảmứng có dạng sau:
Trongđólàhằngsốtỷlệđƣợcgọilàhệsốphâncực.Nếuphântửdao độngvớitầnsố v m, thì sựdịchchuyển qcủa hạtnhâncódạngsau: qq 0 cos2 v m t (2.7)
Trongđó q 0 l àbiênđộ d ao động V ớ i bi ên độdao đ ộ n g nhỏ,làhàm tuyếntính theo q.Dođó, chúngta có thểviết :
P Ec o s 2 vt E c o s 2 vt qEcos2 vt (2.9)
P Ecos2 vt qEcos2 vt.cos2 vt (2.10)
Theolýthuyếtcổđiển,sốhạngthứnhấtmôtảmộtlƣỡngcựcdaođộng mànóbứcxạtầnsố v 0 (tánxạRayleigh);sốhạngthứhailàtươngứngvớitán xạRamanvớitầnsố v
0bằngkhôngthìsựdaođộngkhôngthểtạoraphổRaman.Nói chung,đểcó phổRamanthì tỷsốnàyphảikháckhông.
Trong phổ IR, chúng ta quan sát đƣợc dịch chuyển v ở trạng tháicơ bản của điện tử Trong phổ Raman bình thường, vạch kích thích ( v 0 ) đượcchọn sao cho năng lƣợng của nó là thấp hơn nhiều so với trạng thái kích thíchcủađiệntử.Ðườngchấmchấmmôtảtrạngtháiảođểphânbiệtnóvớitrạng tháikíchthíchthực.Nhƣtabiết,mậtđộphântửởtrạngtháiv=0làlớnhơn rất nhiều ở trạng thái v=1(định luật phân bố Maxwell-Boltzmann) Do đó, ởđiều kiện thường các vạch Stokes (S) mạnh hơn vạch phản Stokes (A) Do cảhaiđềuchothôngtingiốngnhau,nênngườitachỉđophầnphổStokes.
Thực nghiệm: mẫu đƣợc đo tại trung tâm tính toán hiệu năng cao vàKhoaKhoahọcvậtliệu,KhoaVậtlí,TrườngÐạihọcSưphạmÐàNẵng.
Khảosát hoạttính xúc tác quangcủa vật liệu
2.3.1 Khảosátthời giancân bằnghấp phụ Ðể khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ của vật liệu sau tổng hợp,chúng tôi tiến hành thực nghiệm nhƣ sau: lấy 50mg mẫu vật liệu cho vào cốc250mL; sau đó cho tiếp 100mL dung dịch chứa hợp chất hữu cơ RhB, đặttrong bóng tối và khuấy đều trên máy khuấy từ Sau khoảng thời gian tươngứng lần lượt cách nhau 30 (phút) sẽ lấy 2mL mẫu đem li tâm để loại bỏ chấthấpphụvàxácđịnh lƣợngchấthữucơcòn lại.
Hoạt tính quang xúc tác của vật liệu đƣợc đánh giá dựa trên khả năngphân hủy các hợp chất hữu cơ dưới tác dụng của nguồn sáng từ đèn LED220V- 60W(cườngđộtươngứnglà9.500Lux).
Quytrìnhthựcnghiệmđƣợctiếnhànhnhƣsau:lấy50mgmẫuvậtliệu cho vào cốc 250 mL; sau đó cho tiếp 100 mL dung dịch rhodamine B (10mg/L), đặt trong bóng tối và khuấy đều trên máy khuấy từ cho đến khi quátrình hấp phụ - giải hấp phụ đạt cân bằng Tiếp đó, bố trí thí nghiệm nhƣHình 2.3và sử dụng nguồn ánh sáng từ đèn LED 220V-60W để bắt đầu đầuquátrình phản ứng xúc tác quang phân hủyRhB.
Hình2.3.Sơđồthínghiệmkhảosáthoạttínhxúctácquang củavậtliệu Ứng với các mốc thời gian chiếu sáng là 30; 60; 90 và 120 phút sẽ lấy 2mL mẫu đem loại bỏ xúc tác trên thiết bị ly tâm EBA 20, lấy phần dung dịchvà tiến hành định lƣợng RhB còn lại trong các mẫu dung dịch sau phản ứngbằngphươngphápđoquangtrênmáyquangphổUV-1800Shimadzu.
Phương pháp phân tích trắc quang trong vùng ánh sáng khả kiến đượctiến hành bằng cách đo trực tiếp mẫu dung dịch chứa RhB mà không cần sửdụng thuốc thử Ðầu tiên, dung dịch RhB trong nước (10 mg/L) được đo phổUV-Vis để xác định pic có cường độ hấp thụ cực đại Tiếp đó, chúng tôi chọnđỉnh ứng với giá trị λmax(553 nm) để tiến hành xây dựng đường chuẩn Cácdung dịch chứa RhB đƣợc đem đo giá trị mật độ quang (Abs) tại vị trí λmaxvàdựavàođườngchuẩnsẽxácđịnhđượcnồngđộcủaRhB.
(i) Pha các dung dịch chuẩn RhB có nồng độ lần lƣợt là: 0,5; 1,0; 2,0;3,0;4,0;5,0;6,0;7,0;8,0;9,0;và10,0mg/L.
(ii) Tiến hành đo mật độ quang của các dung dịch chuẩn trên tại bướcsóng 553 nm, ghi lại các các giá trị mật độ quang (A) và nồng độ (C) tươngứngcủaRhB.
(iii) Xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa cường độ hấp thụ vànồng độ RhB,phươngtrìnhđườngchuẩncódạng:A=a.C+b
Trong đó: C là nồng độ của RhB; A là mật độ quang (Abs); a, b là cáchằngsố.
Kếtq u ả t h ự c n g h i ệ m t i ế n h à n h x â y d ự n g đ ƣ ờ n g c h u ẩ n đ ị n h l ƣ ợ n g RhBđƣợctrìnhbàyởBảng2.2vàbiểudiễntrênđồthịHình2 Vàtrên cơsởđ ƣ ờ n g c h u ẩ n đ ã đ ƣ ợ c x á c l ậ p ở H ì n h 2.,c h ú n g t ô i t i ế n h à n h p h â n tí chđịnh lƣợng RhB nhƣ sau: dung dịch RhB cần xác định nồng độ sẽ đƣợc xácđịnh giá trị mật độ quang tại bước sóng λmax= 553 nm và dựa vào đườngchuẩnđểsuyra nồng độ RhB.
(2.12) Trongđó,ColànồngđộcủaRhBtạithờiđiểmto(saukhiđạtcânbằnghấpphụ)v àCtlànồngđộcònlạicủaRhBsauthờigianchiếuxạt(phút).
ÐặctrƣnghóalýcủavậtliệuBiO(ClBr) (1-x)/2 I x
Thành phần cấu trúc pha của vật liệu sau tổng hợp đƣợc đặc trƣng theophương pháp XRD, giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu vật liệu BiOCl;BiOBr,BiOCl0,5Br0,5vàBiOIđƣợctrìnhbày Hình3.1
GiảnđồXRDcủaBiOClcócácđỉnhnhiễuxạ đặctrƣngởgóc2lần lượtlà:25,4;32,5;33,3;40,9;46,4;54,1và58,2 tươngứngvớicácmặttinh thể;(101);(110);(102);(112);(200);(211)và(212)(theothẻchuẩnJCPDS No.06-0249).
Giản đồ XRD của BiOI xuất hiện các đỉnh tạicác vị trí góc nhiễu xạ 2lầnlượtlà:30,5;32,5;45,1;52,3;56,7 tươngứngvớicácmặttinhthể:(102);
TừgiảnđồXRDở H ì n h 3.1c h ú n g tôinhậnthấy,tấtcảcácđỉnhnhiễuxạ trong mẫuBiOCl, BiOBr vàB i O I t ƣ ơ n g ứ n g v ớ i c ấ u t r ú c t ứ g i á c t h u ầ n túy(nhóm khônggianP4/nmm).Cáchằngsốmạngphùh ợ p v ớ i B i O C l (theothẻchuẩn
JCPDSNo.06-0249)vàBiOBr(theothẻchuẩnJCPDSNo.09-0393) và BiOI( t h e o t h ẻ c h u ẩ n J C P D S N o 0 9 - 0 3 9 3 ) H ơ n n ữ a , t r ê n giảnđ ồ X R D c ủ a B i O C l , B i O B r v à B i O I k h ô n g x u ấ t h i ệ n đ ỉ n h n h i ễ u x ạ nàok h á c , đ i ề u đ ó c h o t h ấ y c á c m ẫ u v ậ t l i ệ u B i O X ( X = C l , B r , I ) c h ỉ c ó duynhấtmộtphatinhthể.
Trong khi đó, giản đồ XRD của các mẫu BiOCl0,5Br0,5và BiO(ClBr)(1-x)/
2Ix(với x = 0,10 ÷ 0,30) cho thấy, vị trí góc nhiễu xạ 2tương ứng với cácđỉnh nhiễu xạ hầu nhƣ bị lệch so với BiOCl; BiOBr và BiOI tinh khiết. Ðiềunàyđƣợcgiảithíchdosựbiếndạngcấutrúctinhthểkhicósựthamgiacủacả chloride, bromide và iodide vào mạng tinh thể Cụ thể, bán kính củachloride (1,81 Å) < bromide (1,96 Å) < iodide (2,06 Å) nên làm cho khoảngcách giữa các lớp [Bi2O2] 2+ 2X - tăng lên theo chiều tăng dần bán kính ion X - [10] Ðiểm đáng chú ý nhất từ giản đồ Hình 3.1đ ó l à , c á c đ ỉ n h ứ n g v ớ i m ặ t tinh thể (102) của cả BiOCl, BiOBr và BiOI hầu nhƣ không đƣợc quan sát rõràng trong mẫu BiOCl0,5Br0,5và BiO(ClBr)(1-x)/
2Ix Ðồng thời, trên giản đồXRD cho thấy, thay vì có hai đỉnh đỉnh ứng với mặt tinh thể (102) và (110)của các BiOX tinh khiết thì đỉnh nhiễu xạ chỉ đƣợc quan sát ở vị trí góc nhiễuxạ2~33 Ðiềunàychothấy,cáchalide(Cl - ,Br - ,I - )cóđịnhhướngưutiên trongcấutrúcmạngtinhthểứngvớimặt(110)
– Scherrer (Bảng 3.1) cho thấy có sự khác nhau rõ rệt giữa các BiOX tinhkhiếtvàcácmẫuvậtliệuBiO(ClBr)(1-x)/2Ix(vớix=0;0,10;0,15;0,20;0,25 và 0,30) Sự thay đổi về kích thước trung bình của tinh thể có thể là do mặttinh thể (110) ứng với đỉnh có cường độ cao nhất được lựa chọn để tính toán,đồngthờimặttinhthể(110)đượccholàmặtmạngcóđịnhhướngưutiêncủacác halogen trong cấu trúc tinh thể Do đó, khi có mặt của I - thì tinh thể sẽ cóxuhướnggiãnnởvàlàmgiatăngkíchthướctrungbìnhcủatinhthể.
Nhƣ vậy, khi thay đổi tỉ lệ mol Cl - /Br - /I - đã làm thay đổi rõ rệt về vị trícác đỉnh nhiễu xạ, chứng tỏ đã có sự thay đổi về cấu trúc tinh thể và nhữngthay đổi về pha tinh thể này có thể dẫn đến sự thay đổi cấu trúc dải nănglƣợng vùng cấm của các mẫu BiO(ClBr)(1-x)/2Ix, tạo điều kiện hình thành cácbẫyđ i ệ n t í c h v à t ừ đ ó c ó t h ể l à m t ă n g h o ạ t t í n h q u a n g x ú c t á c s o v ớ i c á c
Hình 3.2mô tả ảnh SEM của các mẫu vật liệu BiOCl; BiOBr, BiOI,BiOCl0,5Br0,5và BiO(ClBr)0,4I0,2 Kết quả cho thấy, hình thái cấu trúc bề mặtcủa tất cả các mẫu vật liệu đều có dạng quả cầu xốp đƣợc tạo thành từ cáctấm2D.Tuynhiên,ảnhSEMcủacácmẫuvậtliệucósựkhácnhaukhárõvề hình thái bề mặt Cụ thể, đối với các mẫu BiOCl, BiOBr và BiOI thì cáctấm 2D khá bé và đồng đều nên khi chúng kết tụ lại để tạo ra dạng khối cầuthìbềmặttrơn,độmấpmôthấp.Trongkhiđó,mẫuBiOCl0.5Br0.5vàBiO(ClBr)0,4I0,2cũn gcókiểuhìnhtháitươngtựnhưngbềmặtcóđộmấpmôcao hơn Sự khác nhau về hình thái vi cấu trúc này có thể do sự có mặt đồngthời của chloride, bromide và iodide trong cấu trúc lớp [Bi2O2] 2+ 2X - Thậtvậy, các halide của các halogen đều có kích thước khác nhau nên khi chúngcóm ặ t đ ồ n g t h ờ i t r o n g c ấ u t r ú c l ớ p [ B i2O2] 2+ 2X - s ẽ l à m t h a y đ ổ i k h o ả n g cách giữa các lớp và từ đó làm thay đổi hình thái bề mặt mẫu vật liệuBiOCl0.5Br0.5và BiO(ClBr)0,4I0,2 Ðường kính trung bình của các cầu BiOCl,BiOBrtrongkhoảngtừ0,73m.ÐườngkínhtrungbìnhcủacầuBiOCl0,5Br0,5 vàBiO(ClBr)0,4I0,2lầnlượttrongkhoảng1,22mvà1,23,5m.Trongkhiđóđườn gkínhcủacầuBiOIlớnhơn35m.
Như vậy, kết quả bước đầu cho thấy các mẫu vật liệu đã tổng hợp códạng hình thái đặc trƣng đối với các BiOX (X = Cl, Br và I) cũng nhƣ cácdạng tổ hợp BiO(Cl/Br/I) [29], [30] Và với dạng hình thái bề mặt đặc trƣngnày có thể sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình hấp thụ photon ánh sáng,nângcao hiệuquảxúc tácquang trong vùngánh sáng khảkiến [37].
Hình 3.2 Ãnh SEM với độ phóng đại10k (trái) và35k (phải) của các mȁu BiOCl(a,a’);BiOBr (b,b’); BiOI(c,c’); BiOCl 0,5 Br 0,5 (d, d’) và BiO(ClBr) 0,4 I 0,2 (e,e’)
Thành phần hóa học của các mẫu vật liệu được xác định theo phươngpháp phổ tán xạ năng lƣợng tia X, kết quả đƣợc trình bày ởHình 3.3PhổEDS đƣợc khảo sát trong khoảng năng lƣợng từ 0 – 15 keV đã minh chứngđƣợc sự có mặt đầy đủ thành hóa học các nguyên tố trong các mẫu vật liệu.Ðồngthời,kếtquảđịnhlượngtheophươngphápEDSchothấy,tỉlệmolgiữacác nguyên tố Bi; O; Cl; Br; I có trong các mẫu vật liệu BiOCl; BiOBr; BiOI;BiOCl0.5Br0.5và BiO(ClBr)0,4I0,2cũng khá phù hợp với tỉ lệ mol phản ứng banđầu.
Như vậy, các kết quả nghiên cứu đặc trưng vật liệu theo phương phápXRD; SEM và EDS đã minh chứng rõ ràng rằng, các mẫu vật liệu đã đượctổnghợpthànhcôngtheophươngphápthủynhiệt.
Tính chất xốp, diện tích bềmặtr i ê n g c ủ a c á c m ẫ u v ậ t l i ệ u
B i O C l , BiOBr, BiOI, BiOCl0,5Br0,5và BiO(ClBr)0,4I0,2đƣợc đặc trƣng theo phươngpháp đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp phụ N2ở 77K, kết quả nghiên cứu đƣợctrình bàyởHình3.4
Hình 3.4.Ðvờngđẳngnhiệt hấpphụ-giải hấp phụN2 ở77Kcủa cácmȁu vậtliệu
Dựa vào kết quả từ Hình 3.4, biểu đồ hấp phụ-giải hấp phụ N2 ở 77K của các mẫu vật liệu đều có vòng trễ trong khoảng áp suất tương đối (p/p0) 0,45 đến 0,95, trừ mẫu BiOI có vòng trễ từ 0,77 đến 0,98 Điều này cho thấy sự ngưng tụ mao quản trong vật liệu Biểu đồ của BiOCl, BiOBr, BiOCl0,5Br0,5 và BiO(ClBr)0,4I0,2 thuộc loại IV, đặc trưng cho cấu trúc mao quản trung bình với vòng trễ kiểu H3 (theo IUPAC), cho thấy tính chất xốp của vật liệu từ các khe hở do sự kết tụ của các hạt dạng hình cầu Vòng trễ ở vùng áp suất tương đối cao (>0,7) cũng có dạng vòng trễ kiểu H4 (theo IUPAC), đặc trưng cho vật liệu vi xốp do sự xếp chồng lên nhau của các tấm 2D Như vậy, trong các mẫu vật liệu có thể có 2 loại mao quản.
Hình3.5.Ðvờngphânbốkíchthvớc maoquảncủacácmȁuvậtliệu ÐườngphânbốkíchthướcmaoquảncủacácmẫuvậtliệuđượctrìnhbàyởHình3.5chothấy,sựphânbốkíchthướcmaoquảntrong02phạmvi rõrệt,(i)tậptrungchủyếutrongkhoảngdưới2,5nm– đặctrƣngchodạngvimaoquảnvà(ii)trong khoảngtừ5đến30nm–đặctrƣngchodạng maoquảntrung bình Như vậy, rõ ràng sự phân bố kích thước mao quản trong các mẫuvật liệu có cả dạng vi mao quản và mao quản trung bình Bên cạnh đó, từ kếtquả theo phương pháp BET đã đặc trƣng thì diện tích bề mặt riêng SBETcủacácmẫu vậtliệuBiOCl;B i O B r ; B i O I ; B i O C l0,5Br0,5và BiO(ClBr)0,4I0,2đ ƣ ợ c xác định lần lƣợt là 12,4596; 18,6961; 5,4545; 12,8763 và 8,3783 m 2 /g Kếtquả này khá phù hợp như kết quả đã phân tích dựa trên đường đẳng nhiệt hấpphụ-giải hấp phụ N2ở 77K (xemHình 3.4) và kết quả chụp ảnh SEM (xemHình 3.2).
Thành phần liên kết hóa học có trong các mẫu vật liệu sau khi tổng hợpđược đặc trưng theo phương pháp Raman, giản đồ phổ Raman của các mẫuvậtliệuB i O C l ; B i O B r , BiOCl0,5Br0,5vàBIOIđƣợctrìnhbày ởHình3.6
Kết quả xác định các mode dao động tương ứng với các liên kết có trongmẫu vật liệu theo phương pháp tham chiếu các kết quả đã công bố [40,41]đượctrìnhbàyởBảng 3.2.
Bảng3.2 Dao độngraman của cácBiOXvà Bi(ClBr) (1-x)/2 I x (x=0; 0,10; 0,15;0,20;
0,25 và 0,30) Mȁuvậtliệu Sốsóng (cm -1 ) Modedaođộng Liênkết
Kết quả phổ Raman cho thấy các chế độ dao động đặc trưng của liên kết Bi-X trong vật liệu Tuy nhiên, liên kết Bi-O chỉ biểu hiện trong phổ với cường độ dao động rất yếu, do đó không được quan sát rõ ràng trong trường hợp này.
Tuynhiên,sựtồntạicủanguyêntốoxygenvàcấutrúclớp[Bi2O2] 2+ đãđƣợcminhchứngbằngp hươngphápEDSvàXRD(xemHình 3.3vàHình3.1).
3.1.6 PhươngphápphổUV–Vis-DRS Ðể đánh giá khả năng hấp thụ quang của các mẫu vật liệu, chúng tôi tiếnhành nghiên cứu theo phương pháp phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại-khả kiếnvà kết quả đặc trƣng UV-Vis-DRS của các mẫu vật liệu đã tổng hợp đƣợctrình bàyởHình3.7.
Hình 3.7 (a) Phổ UV-Vis-DRS của các mȁu và (b) Ðồ thị biểu diễn sự phụ thuộchàmKubelka-Munkvàonănglvợngphotoncủacácmȁuvật liệu
Kết quả từHình 3.7a cho thấy, mẫu vật liệu BiOCl có bờ hấp thụ ánhsáng trong vùng tử ngoại tương ứng với bước sóng dưới 400 nm; trong khiđó, mẫu vật liệu BiOBr và các mẫu vật liệu BiO(ClBr)(1-x)/2Ixcó bờ hấp thụánhsáng dịch chuyển sang vùng khảkiến(400 -700nm).
Hoạttính xúc tác quangcủa vậtliệu BiO(ClBr) (1-x)/2 I x
Thực nghiệm về khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu đƣợc tiếnhành theo Mục 2.3 Kết quả xác định sự phụ thuộc C/Cocủa dung dịch RhBtheothờigianchiếuxạánhsángkhảkiếnđƣợctrìnhbày ởHình3.9chothấy,tấtc ả c á c m ẫ u v ậ t l i ệ u đ ề u đ ạ t c â n b ằ n g h ấ p p h ụ s a u k h o ả n g t h ờ i g i a n 6 0 phút,vớilƣợngRhBbịhấpphụkhoảng11%.
Kết quả từHình 3.9cũng cho thấy, (i) quá trình phân hủy RhB chỉ xảyra khi có chiếu xạ ánh sáng(xem đường biểu diễn tỉ lệ C/C o của các mẫu vậtliệu khi không và có chieu sáng)và (ii) khi tiến hành chiếu xạ ánh sáng từđèn LED thì tất cả các mẫu vật liệu đều thể hiện hoạt tính xúc tác quang, tỉ lệC/Cođều giảm dần khi tăng dần thời gian chiếu xạ Ðồng thời, kết quả cũngchỉ ra việc đƣa đồng thời các halide vào cấu trúc lớp [Bi2O2] 2+ 2X - đã làmtăng mạnh hoạt tính xúc tác quang so với ba mẫu vật liệu BiOCl, BiOBr,BiOI riêng lẻ và trong đó, mẫu BiO(ClBr)0,4I0,2có hiệu quả xử lý RhB tốtnhất.
Trên cơ sở xác định lƣợng RhB còn lại theo thời gian chiếu sáng 120phút,tiếnhànhxácđịnhhiệusuấtchuyểnhóaRhBvàkếtquảtínhtoánđƣợctrình bàyởHình3.10.
Hình3.10 Hiệusuất chuyểnhóa RhB củacácmȁuvật liệu sauthờigian120p h ú t
Từ đồ thịHình 3.10, chúng tôi nhận thấy sau khoảng thời gian chiếu xạánhsángkéodài120phútthìhiệusuấtchuyểnhóaRhBđốivớimẫuBiO(ClBr)0,4I0,2đạt92,59%, cao hơn nhiều so với BiOCl (7,24%), BiOBr(15,16%) và BiOI(21,93%) Hoạt tính xúc tác quang cao của mẫu vật liệuBiO(ClBr)0,4I0,2có thể đƣợc giải thích là khi có mặt đồng thời của chloride,bromide và iodide trong mạng tinh thể thì khoảng cách của cấu trúc lớp[Bi2O2] 2+ 2X - sẽthayđổi,từđó(i)làmxuấthiệncácbẫyđiệntửvà(ii)hạnchế đƣợc sự tái hợp của cặp electron-lỗ trống quang sinh [16] Bên cạnh đó,vật liệu BiO(ClBr)0,4I0,2có năng lƣợng vùng cấm giảm so với BiOCl (xemHình 3.7) nên tính chất hấp thụ quang dịch chuyển mạnh về vùng ánh sángkhả kiến Và các kết quả này cũng phù hợp với các kết quả nghiên cứu về vậtliệu xúc tác quang đã công bố Hoạt tính của xúc tác phụ thuộc rất nhiều vàotính chất của vật liệu nhƣ:diện tích bềmặt lớn; sựhình thành cácbẫy điện tử, năng lƣợng vùng cấm thích hợp,… sẽ tạo điều kiện để các phân tử chất phảnứng tiếp xúc nhiều hơn với các tâm hoạt động trên bề mặt, hạn chế sự tái tổhợp của electron và lỗ trống quang sinh làm tăng hoạt tính xúc tác vật liệu[22], [51],
[52] Và với mục tiêu của đề tài là chế tạo vật liệu BiO(ClBr)(1-x)/2Ixcó hoạt tính xúc tác quang phân hủy tốt các hợp chất hữu cơ nên chúng tôi lựachọn mẫu vật liệu BiO(ClBr)0,4I0,2để thực hiện các nội dung nghiên cứu kếtiếp.
Hình 3.11 Phổ UV-Vis của các dung dịch RhB theo thời gian chiếu xạ (đèn
Phổ hấp thụ tử ngoại-khả kiến của quá trình chuyển hóa RhB theo thờigianc h i ế u x ạ k h i s ử d ụ n g m ẫ u v ậ t l i ệ u B i O ( C l B r )0,4I0,2l à m c h ấ t x ú c t á c quang đƣợc mô tả trênHình 3.11cho thấy, có sự dịch chuyển các đỉnhhấpthụ về phía ánh sáng có bước sóng ngắn khi tiến hành xử lý RhB ở các thờigian khác nhau Ðiều này có thể đƣợc giải thích là do quá trình phân hủyRhBsẽhìnhthànhmộtsốsảnphẩmtrunggiannhƣcácancolthơmhoặcđồngđẳngcủapheno l,…Cácchấttrunggiannàycómứcnănglƣợngelectronkíchthích từ ππ* tương ứng với bước sóng từ 500 đến 550 nm Tiếp đó, quá trìnhphản ứng tiếp tục cắt ngắn các hệ liên hợp π và tạo thành các hợp chất trunggian tiếp theo có chứa các liên kết đôi mạch hở (như C = O; C = C,…) tươngứng với bước sóng kích thích vào khoảng 250 nm và sản phẩm cuối cùng củaquá trình phân hủy RhB là CO2và H2O [4], [26] Kết quả này phù hợp với sựthay đổi màu sắc của dung dịch RhB và sau thời gian chiếu xạ 120 phút thìphântửRhBhầunhƣđãphân hủyhoàntoàn.
Nhƣ vậy, với mục tiêu của đề tài là chế tạo vật liệu BiO(ClBr)(1-x)/2Ixcóhoạt tính xúc tác quang phân hủy tốt các hợp chất hữu cơ nên chúng tôi lựachọn mẫu vật liệu ứng với tỉ lệ mol (Cl/Br/I = 4/4/2, (BiO(ClBr)0,4I0,2) để thựchiệncácnội dung nghiên cứu kếtiếp.
Vật liệu BiO(ClBr)0,4I0,2 đƣợc tổng hợp theo quy trình ở Mục 2.1.2 vớinhiệt độ thủy nhiệt thay đổi lần lƣợt là 120; 130; 140; 150 và 160 o C Cácmẫu vật liệu thu đƣợc ứng với các nhiệt độ thủy nhiệt khác nhau đƣợc khảosát hoạt tính xúc tác quang thông qua phản ứng phân hủy RhB, các bướcthựcnghiệmnhưMục2.3.2.
Trong quá trình tổng hợp BiVO4, nhiệt độ thủy nhiệt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất chuyển hóa RhB Kết quả cho thấy, ở nhiệt độ 150°C, hiệu suất đạt mức cao nhất (95,05%) Khi tăng nhiệt độ lên 160°C, hiệu suất giảm Lý do là ở nhiệt độ thấp (
