Nghiên cứu chế tạo và tính chất quang xúc tác của một số vật liệu perovskite bi0 5a0 5tio3 nhằm ứng dụng trong xử lý môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Lê Thị Hải Thanh NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU PEROVSKITE Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ NHẰM ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2020 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Lê Thị Hải Thanh NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU PEROVSKITE Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ NHẰM ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: Quang học Mã số: 9440130.05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Phùng Quốc Bảo PGS TS Đặng Đức Dũng Hà Nội - 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học hướng dẫn khoa học PGS TS Phùng Quốc Bảo, PGS TS Đặng Đức Dũng cộng tác nhóm nghiên cứu Các kết nghiên cứu luận án đảm bảo trung thực, khách quan chưa tác giả khác công bố cơng trình nghiên cứu hay luận án khác Ngày 19 tháng 01 năm 2020 Tác giả Lê Thị Hải Thanh i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn PGS TS Phùng Quốc Bảo PGS TS Đặng Đức Dũng, người giảng dạy, định hướng nghiên cứu cho tơi q trình học tập thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Phòng Sau Đại học, Khoa Vật lý, Bộ môn Quang Lượng tử tạo điều kiện thuận lợi cho thời gian học tập nghiên cứu Trường Tôi xin trân trọng cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Vật lý kỹ thuật, Bộ môn Vật lý Đại cương tạo điều kiện công tác thời gian học tập nghiên cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn Thầy/Cô giáo, nhà khoa học có góp ý khoa học để tơi hoàn thành luận án tốt Xin cảm ơn quan tâm, giúp đỡ, động viên gia đình bạn bè Ngày 19.tháng 01 năm 2020 Tác giả Lê Thị Hải Thanh iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN vi LỜI CẢM ƠN vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ix MỞ ĐẦU…………………………………………………………………………….1 Chương 1.1 QUANG XÚC TÁC VÀ HỆ VẬT LIỆU Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ .7 Quang xúc tác 1.1.1 Cơ chế quang xúc tác phân hủy chất hữu 1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới trình quang xúc tác .8 1.2 Động học trình quang xúc tác phân huỷ chất hữu 14 1.2.1 Động học trình hấp phụ 15 1.2.2 Động học trình phân hủy 17 1.3 Phương pháp nghiên cứu phân tích đặc trưng vật liệu quang xúc tác 23 1.3.1 Nghiên cứu tính chất vật lý 23 1.3.2 Nghiên cứu tính chất quang xúc tác 28 1.3.3 Mơ tính tốn lý thuyết 32 1.4 Một số hệ vật liệu quang xúc tác 33 1.4.1 Các ơ-xít kim loại .33 1.4.2 Các hợp chất sunfua 34 1.4.3 Vật liệu sắt điện cấu trúc perovskite 34 1.4.4 Một số vật liệu quang xúc tác khác 37 1.5 Hệ vật liệu Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ 38 1.5.1 Vật liệu Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ .38 1.5.2 Vật liệu Bi₀.₅K₀.₅TiO₃ .42 1.5.3 Vật liệu Bi₀.₅Li₀.₅TiO₃ 44 iii 1.6 Kết luận chương .46 Chương NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ VẬT LIỆU Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ VÀ Bi₀.₅Na₀.₅MₓTi₁₋ₓO₃ 48 2.1 Chế tạo vật liệu Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ 48 2.1.1 Xây dựng quy trình chế tạo 48 2.1.2 Chế tạo Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ 57 2.1.3 Chế tạo Bi₀.₅K₀.₅TiO₃ .60 2.1.4 Chế tạo Bi₀.₅Li₀.₅TiO₃ .63 2.2 Chế tạo hệ vật liệu Bi₀.₅Na₀.₅MₓTi₁-ₓO₃ .66 2.2.1 Xây dựng quy trình chế tạo hệ vật liệu BNT biến tính 66 2.2.2 Vật liệu Bi₀.₅Na₀.₅CoₓTi₁-ₓO₃ 69 2.2.3 Vật liệu Bi₀.₅Na₀.₅MnₓTi₁-ₓO₃ 71 2.2.4 Vật liệu Bi₀.₅Na₀.₅CrₓTi₁-ₓO₃ 73 2.2.5 Vật liệu Bi₀.₅Na₀.₅FeₓTi₁-ₓO₃ 76 2.3 Kết luận chương .77 Chương TÍNH CHẤT QUANG, QUANG XÚC TÁC VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA VẬT LIỆU Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ VÀ Bi₀.₅Na₀.₅Ti1-xMxO₃ 79 3.1 3.1.1 Đặc trưng quang quang xúc tác hệ vật liệu Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ 82 Đặc trưng quang hệ Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ .82 3.1.1.1 Vật liệu Bi₀.₅Li₀.₅TiO₃ 82 3.1.1.2 Vật liệu Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ .83 3.1.1.3 Vật liệu Bi₀.₅K₀.₅TiO₃ .84 3.1.2 Đặc trưng quang xúc tác hệ Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ 86 3.1.2.1 Động học hấp phụ MB .86 3.1.2.2 Động học phân hủy MB 89 3.1.2.3 Ảnh hưởng pH 91 3.1.2.4 Ảnh hưởng chất bắt gốc tự 94 3.1.2.5 Khả tái sử dụng chất xúc tác Bi₀.₅K₀.₅TiO₃ .95 3.1.2.6 Ảnh hưởng nhiệt độ ủ gel đến hoạt tính xúc tác 96 iv 3.1.3 Mô hệ vật liệu Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ lý thuyết phiếm hàm mật độ 97 3.1.3.1 Vật liệu hợp thức Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ 99 3.1.3.4 Vật liệu khuyết thiếu oxy Bi₀.₅A₀.₅TiO₃- .102 3.2 3.2.1 Đặc trưng quang quang xúc tác hệ vật liệu Bi₀.₅Na₀.₅MₓTi₁-ₓO₃ 107 Hệ Bi₀.₅Na₀.₅CoₓTi₁-ₓO₃ 107 3.2.1.1 Đặc trưng quang .107 3.2.1.2 Đặc trưng quang xúc tác .109 3.2.2 Hệ Bi₀.₅Na₀.₅ MnₓTi₁-ₓO₃ 110 3.2.2.1 Đặc trưng quang .110 3.2.2.2 Đặc trưng quang xúc tác .112 3.2.3 Hệ Bi₀.₅Na₀.₅CrₓTi₁-ₓ O₃ 113 3.2.3.1 Đặc trưng quang .113 3.2.3.2 Đặc trưng quang xúc tác .115 3.2.4 Hệ Bi₀.₅Na₀.₅FeₓTi₁-ₓO₃ 116 3.2.4.1 Đặc trưng quang .116 3.2.4.2 Đặc trưng quang xúc tác .118 3.2.5 So sánh hoạt tính xúc tác Bi₀.₅Na₀.₅Ti₁-ₓMₓO₃ 119 3.3 Hoạt tính kháng khuẩn vật liệu Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ .121 3.4 Kết luận chương .125 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .127 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN … …………………………………………………………………….129 TÀI LIỆU THAM KHẢO .130 PHỤ LỤC……………… P1 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên Tiếng Anh Tên Tiếng Việt [A] Concentration Nồng độ chất phản ứng A BAT Bismuth Alkali Titanate Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ BET Brunauer-Emmett-Teller diện tích bề mặt riêng BFO Bismuth Ferrite BiFeO₃ BKT Bismuth Potassium Titanate Bi₀.₅K₀.₅TiO₃ BLT Bismuth Lithium Titanate Bi₀.₅Li₀.₅TiO₃ BNT Bismuth Sodium Titanate Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ BNT-xM Bi₀.₅Na₀.₅Ti₁-ₓMₓO₃ BNT pha tạp kim loại chuyển tiếp BT Barium Titanate BaTiO₃ BQ Benzoquinone Chất bắt ion superoxide CBM Conduction Band Minimum Đáy vùng dẫn DFT Density Functional Theory Thuyết phiếm hàm mật độ EDX Energy-dispersive X-ray Spectroscopy Phổ tán sắc lượng tia X EDTA Ethylene Diamine Tetracetic Acid Chất bắt lỗ trống quang sinh Eg Band gap Độ rộng vùng cấm h Planck constant Hằng số Planck IPA Isopropyl Alcohol Chất bắt gốc hydroxyl MB Methylene Blue Xanh mê-ti-len MO Methyl Orange Mê-tin cam STP Standard Temperature and Pressure Điều kiện tiêu chuẩn PDOS Projected Density of States Mật độ trạng thái thành phần PZT Lead Zirconate Titanate Pb(Zr,Ti)O₃ PWScf Plane-Wave Self Consistent Field Mã PWScf PBE Peerdew-Burke-Ernzerhof Tên hàm tương quan trao đổi vi PTO Lead Titanate PbTiO₃ RLS Rate-Limiting Step Bước tốc độ giới hạn Rh6G Rhodamin 6G Chất màu SC Semiconductor Chất bán dẫn SEM Scanning Electron Microscopy Hiển vi điện tử quét SS Steady State Trạng thái dừng Ss Surface site Vị trí bề mặt STO Strontium Titanate SrTiO₃ UV Ultraviolet Tử ngoại UV-Vis Ultraviolet Visible Tử ngoại khả kiến VBM Valence Band Maximum Đỉnh vùng hoá trị v Frequency Tần số xạ XPS X-ray Photoelectron Spectroscopy Phổ quang điện tử tia X XRD X-ray Diffraction Phổ nhiễu xạ tia X vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số chất bắt gốc tự sử dụng quang xúc tác 31 Bảng 2.1 Các tiền chất sử dụng để chế tạo hệ vật liệu BAT 52 Bảng 2.2 Các hệ tiền chất sử dụng để chế tạo hệ vật liệu BAT 52 Bảng 2.3 Hóa chất sử dụng để chế tạo hệ vật liệu BAT theo hệ tiền chất 53 Bảng 2.4 Hệ mẫu BAT cho khảo sát hàm lượng bù kim loại kiềm 56 Bảng 2.5 Hệ mẫu BAT cho khảo sát nhiệt độ tạo pha với hàm lượng bù kim loại kiềm tối ưu 56 Bảng 2.6 Định lượng hóa chất sử dụng để chế tạo 1g mẫu BAT .56 Bảng 2.7 Các mẫu BAT hợp thức, đơn pha cấu trúc chế tạo 66 Bảng 2.8 Các muối kim loại chuyển tiếp sử dụng để chế tạo BNT biến tính 67 Bảng 2.9 Định lượng muối kim loại kiềm C₁₂H₂₈O₄Ti sử dụng để chế tạo 1g mẫu BNT-xM 68 Bảng 2.10 Hệ mẫu BNT-xM chế tạo với hàm lượng bù Na 40% nhiệt độ ủ gel 900ºC 69 Bảng 3.1 Độ rộng vùng cấm hệ mẫu BAT ủ nhiệt độ khác 85 Bảng 3.2 Đặc trưng hấp phụ (qm, KA) theo chế Langmuir hệ BAT 87 Bảng 3.3 Diện tích riêng bề mặt thông số phép đo BET hệ BAT 88 Bảng 3.4 Đặc trưng quang xúc tác phân hủy MB hệ BAT 90 Bảng 3.5 Hoạt tính quang xúc tác phân hủy MB hệ BAT pH thay đổi 93 Bảng 3.6 Đặc trưng động học quang xúc tác hệ BAT pH thay đổi 94 Bảng 3.7 Hiệu suất quang xúc tác phân hủy MB hệ BAT thay đổi theo chất bắt gốc tự 95 Bảng 3.8 Khối lượng hiệu dụng điện tử me* lỗ trống mh* vật liệu hợp thức BAT 101 Bảng 3.9 Sự trao đổi (nhận/cho) điện tích, ΔQ, ion Bi, A, Ti O vật liệu khuyết thiếu oxy so sánh với vật liệu hợp thức tương ứng 104 Bảng 3.10 Khối lượng hiệu dụng me* điện tử mh* lỗ trống cho vật liệu khuyết thiếu oxy BAT- 107 Bảng 3.11 Độ rộng vùng cấm hệ BNT-xM .119 Bảng 3.12 Hoạt tính kháng khuẩn hệ BAT 123 viii 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 characterization and its photocatalytic activity towards doxorubicin degradation from water”, Ceramics International 45, pp 2789–2802 Dung D.D., Thiet D Van, Odkhuu D., et al, (2015), “Room-temperature ferromagnetism in Fe-doped wide band gap ferroelectric Bi₀.₅K₀.₅TiO₃ nanocrystals”, Materials Letters 156, pp 129–133 Duong H.P., Mashiyama T., Kobayashi M., et al, (2019), “Z-scheme water splitting by microspherical Rh-doped SrTiO₃ photocatalysts prepared by a spray drying method”, Applied Catalysis B: Environmental 252, pp 222–229 Emel’yanov S.M., (1987), “Spontaneous polarization and piezoelectric properties of potassium bismuth titanate”, Fiz Tverd Tela 28, pp 2511 Fageria P., Nazir R., Gangopadhyay S., et al, (2015), “Graphitic-carbon nitride support for the synthesis of shape-dependent ZnO and their application in visible light photocatalysts”, RSC Advances 5, pp 80397–80409 Fang L., You L., & Liu J.-M., (2018), “Ferroelectrics in Photocatalysis.” In: Ferroelectric Materials for Energy Applications pp 265–309 Foulkes W.M.C., Mitas L., Needs R.J., & Rajagopal G., (2001), “Quantum Monte Carlo simulations of solids”, Reviews of Modern Physics 73, pp 33–83 Fujishima A., & Honda K., (1972), “Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor Electrode”, Nature 238, pp 37–38 Gadzhiyev M.S., Abiyev A.K., Isupov V.A., & Ismailzade I.H., (1985), “Pyroelectric Properties of Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃-K₀.₅Bi₀.₅TiO₃ Solid Solutions”, Fiz Tverd Tela 27, pp 2507 Ge W., Liu H., Zhao X., et al, (2008), “Growth, optical and electrical properties of pure and Mn-doped Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ lead-free piezoelectric crystals”, Journal of Alloys and Compounds 462, pp 256–261 Giannozzi P., Baroni S., Bonini N., et al, (2009), “QUANTUM ESPRESSO: A modular and open-source software project for quantum simulations of materials”, Journal of Physics Condensed Matter 21, pp 21–39 Gnanasekaran L., Hemamalini R., & Ravichandran K., (2015), “Synthesis and characterization of TiO₂ quantum dots for photocatalytic application”, Journal of Saudi Chemical Society 19, pp 589–594 Gorfman S., & Thomas P.A., (2010), “Evidence for a non-rhombohedral average structure in the lead-free piezoelectric material Na₀.₅ Bi₀.₅TiO₃”, J Appl Crystallogr 43, pp 1049–1414 Grinberg I., West D.V., Torres M., et al, (2013), “Perovskite oxides for visible-lightabsorbing ferroelectric and photovoltaic materials”, Nature 503, pp 509–512 Gröting M., Hayn S., & Albe K., (2011), “Chemical order and local structure of the lead-free relaxor ferroelectric Na½Bi½TiO₃”, Journal of Solid State Chemistry 184, pp 2041–2046 Guennou M., Viret M., & Kreisel J., (2015), “Bismuth-based perovskites as multiferroics”, Comptes Rendus Physique 16, pp 182–192 Guo R., Fang L., Dong W., et al, (2010), “Enhanced photocatalytic activity and ferromagnetism in Gd doped BiFeO₃ nanoparticles”, Journal of Physical Chemistry C 114, pp 21390–21396 Hiruma Y., Aoyagi R., Nagata H., & Takenaka T., (2005), “Ferroelectric and Piezoelectric Properties of (Bi½K½)TiO₃ Ceramics”, Japanese J Applied Phys 44, pp 5040–5044 131 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 Hiruma Y., Marumo K., Aoyagi R., et al, (2008), “Ferroelectric and piezoelectric properties of (Bi½K½)TiO₃ ceramics fabricated by hot-pressing method”, Journal of Electroceramics 21, pp 296–299 Hiruma Y., Nagata H., & Takenaka T., (2007), “Grain-size effect on electrical properties of Bi₀.₅K₀.₅TiO₃ ceramics”, Japanese Journal of Applied Physics 46, pp 1081–1084 Hou L., Hou Y.D., Song X.M., et al, (2006), “Sol-gel-hydrothermal synthesis and sintering of K₀.₅Bi₀.₅TiO₃ nanowires”, Materials Research Bulletin 41, pp 1330– 1336 Hou Y., Hou L., Huang S., et al, (2006), “Comparative study of K₀.₅Bi₀.₅TiO₃ nanoparticles derived from sol–gel-hydrothermal and sol–gel routes”137, pp 658– 661 Houas A., Lachheb H., Ksibi M., et al, (2001), “Photocatalytic degradation pathway of methylene blue in water”, Applied Catalysis B: Environmental 31, pp 145–157 Hu H., Zhu M., Xie F., et al, (2009), “Effect of Co₂O₃ additive on structure and electrical properties of 85(Bi½Na½)TiO₃-12(Bi½K½)TiO₃-3BaTiO₃ lead-free piezoceramics”, Journal of the American Ceramic Society 92, pp 2039–2045 Huang T., Zhang P., Xu L.P., et al, (2016), “Electronic structures and abnormal phonon behaviors of cobalt-modified Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃-6%BaTiO₃ single crystals”, AIP Advances 6, pp 105311 Ihlefeld J.F., (2019), “Fundamentals of Ferroelectric and Piezoelectric Properties.” In: Ferroelectricity in Doped Hafnium Oxide: Materials, Properties and Devices Elsevier Ltd., pp 1–24 Inaba J., & Katsufuji T., (2005), “Large magnetoresistance in spin- and carrier-doped SrTiO₃”, Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 72, pp 3–6 Inoue Y., Okamura M., & Sato K., (1985), “A thin-film semiconducting titanium dioxide combined with ferroelectrics for photoassisted water decomposition”, The Journal of Physical Chemistry 89, pp 5184–5187 Inoue Y., Sato K., & Miyama H., (1986), “Photoassisted water decomposition by ferroelectric lead zirconate titanate ceramics with anomalous photovoltaic effects”, The Journal of Physical 90, pp 2809–2810 Irfan S., Shen Y., Rizwan S., et al, (2017), “Band-gap engineering and enhanced photocatalytic activity of Sm and Mn doped BiFeO₃ nanoparticles”, Journal of the American Ceramic Society 100, pp 31–40 Ivanova, V.; Kapyshev, A.; Venevtsev, Y.N.; Zhdanov G., (1962), “X-ray determination of the symmetry of elementary cells of the ferroelectric materials (K₀.₅Bi₀.₅)TiO₃ and (Na₀.₅Bi₀.₅)TiO₃ and of high-temperature phase transitions in (K₀.₅Bi₀.₅)TiO₃”, Izv Akad Nauk SSSR Seriya Fiz 26, pp 354–356 Izumi M., Yamamoto K., Suzuki M., et al, (2008), “Large electric-field-induced strain in Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃-Bi₀.₅K₀.₅TiO₃ solid solution single crystals”, Applied Physics Letters 93, pp 1–4 Jain D., Daima H.K., Kachhwaha S., & Kothari S.L., (2009), “Synthesis of plantmediated silver nanoparticles using papaya fruit extract and evaluation of their anti microbial activities”, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures 4, pp 557– 563 Janus M., Kusiak-Nejman E., & Morawski A.W., (2012), “Influence of water temperature on the photocatalytic activity of titanium dioxide”, Reaction Kinetics, 132 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 Mechanisms and Catalysis 106, pp 289–295 Jedvik E., Lindman A., Benediktsson M.P., & Wahnström G., (2015), “Size and shape of oxygen vacancies and protons in acceptor-doped barium zirconate”, Solid State Ionics 275, pp 2–8 Jensen F., (2006), “Introduction to Computational Chemistry, 2nd ed.” John Wiley & Sons Ltd, England Jones G.O., Kreisel J., Jennings V., et al, (2002), “Investigation of a peculiar relaxor ferroelectric: Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃”, Ferroelectrics 270, pp 191–196 Jones G.O., & Thomas P.A., (2002), “Investigation of the structure and phase transitions in the novel A-site substituted distorted perovskite compound Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃”, Acta Crystallographica Section B: Structural Science B58, pp 168– 178 Jones G.O., & Thomas P.A., (2002), “Investigation of the structure and phase transitions in the novel A-site substituted distorted perovskite compound Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃.”, Acta Crystallographica Section B B58, pp 168–178 Jones G.O., Kreisel J., Jennings V., et al, (2002), “Investigation of a peculiar relaxor ferroelectric: Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃”, Ferroelectrics 270, pp 191–196 Kakekhani A., & Ismail-Beigi S., (2016), “Ferroelectric oxide surface chemistry: Water splitting via pyroelectricity”, Journal of Materials Chemistry A 4, pp 5235– 5246 Kakekhani A., Ismail-Beigi S., & Altman E.I., (2016), “Ferroelectrics: A pathway to switchable surface chemistry and catalysis”, Surface Science 650, pp 302–316 Kang D.H., & Kang Y.H., (2013), “Dielectric and pyroelectric properties of lead-free sodium bismuth titanate thin films due to excess sodium and bismuth addition”, Journal of the Microelectronics & Packaging Society 20, pp 25–30 Kanhere P., & Chen Z., (2014), “A review on visible light active perovskite-based photocatalysts”, Molecules 19, pp 19995–20022 Khan M.A., Nadeem M.A., & Idriss H., (2016), “Ferroelectric polarization effect on surface chemistry and photo-catalytic activity: A review”, Surface Science Reports 71, pp 1–31 Khan M.M., Adil S.F., & Al-Mayouf A., (2015), “Metal oxides as photocatalysts”, Journal of Saudi Chemical Society 19, pp 462–464 Kim J., & Choi W., (2010), “Platinized WO₃ as an environmental photocatalyst that generates OH radicals under visible light”, Environmental Science and Technology 44, pp 6849–6854 Konstas P.-S., Konstantinou I., Petrakis D., & Albanis T., (2018), “Development of SrTiO₃ Photocatalysts with Visible Light Response Using Amino Acids as Dopant Sources for the Degradation of Organic Pollutants in Aqueous Systems”, Catalysts 8, pp 528 Kreisel J., Glazer A.M., Jones G., et al, (2000), “An X-ray diffraction and Raman spectroscopy investigation of A-site substituted perovskite compounds: the (Na₁₋ₓKₓ)₀.₅Bi₀.₅TiO₃ solid solution”, J Phys Condens Matter 12, pp 3267 Kumar S., Sharma M., Powar S., et al, (2019), “Impact of remnant surface polarization on photocatalytic and antibacterial performance of BaTiO₃”, Journal of the European Ceramic Society 39, pp 2915–2922 KumariPoonam, Rai R., Sharma S., & Shandilya M., (2015), “State-of-the-art Of Lead Free Ferroelectrics : A Critical Review State-of-the-art of lead free 133 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 ferroelectrics : A critical review”, Advanced Materials Letters 6, pp 453–484 Kurita D., Ohta S., Sugiura K., et al, (2006), “Carrier generation and transport properties of heavily Nb-doped anatase TiO₂ epitaxial films at high temperatures”, Journal of Applied Physics 100, pp 1–4 Kushwaha H.S., Halder A., Jain D., & Vaish R., (2015), “Visible light-induced photocatalytic and antibacterial activity of Li-doped Bi₀.₅Na₀.₄₅K₀.₅TiO₃–BaTiO₃ ferroelectric ceramics”, Journal of Electronic Materials 44, pp 4334–4342 Kushwaha H.S., Parmesh G., Vaish R., & Varma K.B.R., (2015), “TiO₂ microcrystallized glass plate mediated photocatalytic degradation of estrogenic pollutant in water”, Journal of Non-Crystalline Solids 408, pp 13–17 Kushwaha H.S., & Vaish R., (2016), “Enhanced Visible Light Photocatalytic Activity of Curcumin-Sensitized Perovskite Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ for Rhodamine 6G Degradation”, International Journal of Applied Ceramic Technology 13, pp 333–339 Lee C.Y., Zou J., Bullock J., & Wallace G.G., (2019), “Emerging approach in semiconductor photocatalysis: Towards 3D architectures for efficient solar fuels generation in semi-artificial photosynthetic systems”, Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews 39, pp 142–160 Li J., Wang G., & Zhang L., (2009), “In situ self-assembly synthesis and photocatalytic performance of hierarchical Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ micro/nanostructures”, J Mater Chem 19, pp 2253–2258 Li L., Salvador P a, & Rohrer G.S., (2014), “Photocatalysts with internal electric fields.”, Nanoscale 6, pp 24–42 Li L., Zhang Y., Schultz A.M., et al, (2012), “Visible light photochemical activity of heterostructured PbTiO₃–TiO₂ core–shell particles”, Catalysis Science & Technology 2, pp 1945 Li S., Morasch J., Klein A., et al, (2013), “Influence of orbital contributions to the valence band alignment of Bi₂O₃, Fe₂O₃, BiFeO₃, and Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃”, Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 88, pp 1–12 Li Y., Chen F., He R., et al, (2018), “Semiconductor Photocatalysis for Water Purification.” Elsevier Inc Li Z.F., Wang C.L., Zhong W.L., et al, (2003), “Dielectric relaxor properties of (K₀.₅ Bi₀.₅)TiO₃ ferroelectrics prepared by sol–gel method”, J Applied Phys 94, pp 2548 Lin D., Zheng Q., Xu C., & Kwok K.W., (2008), “Structure, electrical properties and temperature characteristics of Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃-Bi₀.₅K₀.₅TiO₃-Bi₀.₅Li₀.₅TiO₃ lead-free piezoelectric ceramics”, Applied Physics A: Materials Science and Processing 93, pp 549–558 Linsebigler A.L., Linsebigler A.L., Yates Jr J.T., et al, (1995), “Photocatalysis on TiO₂ Surfaces: Principles, Mechanisms, and Selected Results”, Chemical Reviews 95, pp 735–758 Liu F., Lu L., Xiao P., et al, (2012), “Effect of oxygen vacancies on photocatalytic efficiency of TiO2 nanotubes aggregation”, Bulletin of the Korean Chemical Society 33, pp 2255 Löwdin P.O., (1970), “On the Nonorthogonality Problem”, Advances in Quantum Chemistry 5, pp 185–199 Löwdin P.O., (1950), “On the non-orthogonality problem connected with the use of atomic wave functions in the theory of molecules and crystals”, The Journal of Chemical Physics 18, pp 365–375 134 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 Lü H., Wang S., & Wang X., (2014), “The electronic properties and lattice dynamics of (Na0.5Bi0.5)TiO3: From cubic to tetragonal and rhombohedral phases”, Journal of Applied Physics 115, pp 124107 Luttrell T., Halpegamage S., Tao J., et al, (2015), “Why is anatase a better photocatalyst than rutile? - Model studies on epitaxial TiO films”, Scientific Reports 4, pp 4043 Madhu C., Bellakki M.B., & Manivannan V., (2010), “Synthesis and characterization of cation-doped BiFeO₃ materials for photocatalytic applications”, Indian Journal of Engineering and Materials Sciences 17, pp 131–139 Maleki H., (2018), “Photocatalytic activity, optical and ferroelectric properties of Bi₀.₈Nd₀.₂FeO₃ nanoparticles synthesized by sol-gel and hydrothermal methods”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 458, pp 277–284 Malkhasian A.Y.S., & Narasimharao K., (2019), “Synthesis, characterization and photocatalytic properties of WO₃/hexagonal platelet graphite nanocomposites.” Catal Today https://doi.org/10.1016/j.cattod.2019.04.016 Van Minh N., Oanh L.M., Van Doan P., et al, (2011), “Investigation of structural, optical and magnetic properties in PbTi₁-ₓFeₓO₃ ceramics”, Ceramics International 37, pp 3785–3788 Miranda L.D.L., Bellato C.R., Fontes M.P.F., et al, (2014), “Preparation and evaluation of hydrotalcite-iron oxide magnetic organocomposite intercalated with surfactants for cationic methylene blue dye removal”, Chemical Engineering Journal 254, pp 88–97 Miseki A.K and Y., (2009), “Heterogeneous photocatalyst materials for water splitting”, Chem Soc Rev 38, pp 253–278 Mohan S., Subramanian B., Bhaumik I., et al, (2014), “Nanostructured Bi₁-ₓGdₓFeO₃a multiferroic photocatalyst on its sunlight driven photocatalytic activity”, RSC Advances 4, pp 16871–16878 Momma K., & Izumi F., (2011), “VESTA for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data”, Journal of Applied Crystallography 44, pp 1272–1276 Monkhorst H., & Pack J., (1976), “Special points for Brillouin zone integrations”, Physical Review B 12, pp 5188 Morris M.R., Pendlebury S.R., Hong J., et al, (2016), “Effect of Internal Electric Fields on Charge Carrier Dynamics in a Ferroelectric Material for Solar Energy Conversion”, Advanced Materials 28, pp 7123–7128 Murashkina A.A., Murzin P.D., Rudakova A V., et al, (2015), “Influence of the Dopant Concentration on the Photocatalytic Activity: Al-Doped TiO₂”, The Journal of Physical Chemistry C 119, pp 24695–24703 Nagata H., & Takenaka T., (2001), “Additive effects on electrical properties of Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ ferroelectric ceramics”, Journal of the European Ceramic Society 21, pp 1299–1302 Nayak M., & Manas R.P., (2018), “Effect of sintering temperature Li₀.₅Bi₀.₅TiO₃ ceramics prepared by mechanical alloying”, Journal of Materials Science: Materials in Electronics 29, pp 8402–8409 Nayak M., & Manas R.P., (2016), “Quantitative structural analysis, phase transition and relaxor nature of Bi₀.₅Li₀.₅TiO₃ ceramic prepared by mechanical alloying”, Journal of Materials Science: Materials in Electronics 27, pp 8312–8318 135 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 Nayak M., & Panigrahi M.R., (2015), “Electron density calculation and structural analysis of Li₀.₅Bi₀.₅TiO₃ ceramic”, Adv Appl Sci Res 6(4), pp 89–94 Niranjan M.K., Karthik T., Asthana S., et al, (2013), “Theoretical and experimental investigation of Raman modes, ferroelectric and dielectric properties of relaxor Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃”, Journal of Applied Physics 113, pp 0–7 Oanh L.T.M., Do D.B., & Van Minh N., (2015), “Physical properties of sol-gel lead nickel titanate powder Pb(Ti₁-ₓNiₓ)O₃”, Materials Transactions 56, pp 1358–1361 Oanh L.M., Do D.B., Phu N.D., et al, (2014), “Influence of Mn Doping on the Structure , Optical , and Magnetic Properties of PbTiO₃ Material”50, pp 3–6 Di Paola A., García-López E., Marcì G., & Palmisano L., (2012), “A survey of photocatalytic materials for environmental remediation”, Journal of Hazardous Materials 211–212, pp 3–29 Parija B., Badapanda T., Senthil V., et al, (2012), “Diffuse phase transition, piezoelectric and optical study of Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ ceramic”, Bulletin of Materials Science 35, pp 197–202 Pei Y.L., & Zhang C., (2013), “Effect of ion doping in different sites on the morphology and photocatalytic activity of BiFeO₃ microcrystals”, J Alloys Compd 570, pp 57–60 Perdew J.P., Burke K., & Ernzerhof M., (1996), “Generalized gradient approximation made simple”, Physical Review Letters 77, pp 3865–3868 Phan T.L., Zhang P., Yang D.S., et al, (2013), “Origin of ferromagnetism in BaTiO₃ nanoparticles prepared by mechanical milling”, Journal of Applied Physics 113, pp 30–33 Ponraj C., Vinitha G., & Daniel J., (2017), “A review on the visible light active BiFeO₃ nanostructures as suitable photocatalyst in the degradation of different textile dyes”, Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management 7, pp 110–120 Pontes F.M., Pontes D.S.L., Chiquito A.J., et al, (2015), “Effect of Fe-doping on the structural, microstructural, optical, and ferroeletric properties of Pb½Sr½Ti₁-ₓFeₓO₃ oxide prepared by spin coating technique”, Materials Letters 138, pp 179–183 Pradhan L.K., Pandey R., Kumar S., & Kar M., (2018), “Lead free Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ (BNT) and polyvinylidene fluoride (PVDF) based nanocomposite for energy storage applications.” In: AIP Conference Proceedings pp 2–6 Puddu V., Choi H., Dionysiou D.D., & Gianluca L.P., (2010), “TiO₂ photocatalyst for indoor air remediation: Influence of crystallinity, crystal phase, and UV radiation intensity on trichloroethylene degradation”, Applied Catalysis B: Environmental 94, pp 211–218 Quan N.D., Hung V.N., Van Quyet N., et al, (2014), “Band gap modification and ferroelectric properties of Bi₀.₅(Na,K)₀.₅TiO₃-based by Li substitution”, AIP Advances 4, pp 3–10 Rao P.V.B., Ramana E V., & Sankaram T.B., (2009), “Electrical properties of K₀.₅Bi₀.₅TiO₃”, Journal of Alloys and Compounds 467, pp 293–298 Rehman S., Ullah R., Butt A.M., & Gohar N.D., (2009), “Strategies of making TiO₂ and ZnO visible light active”, Journal of Hazardous Materials 170, pp 560–569 Reichmann K., Feteira A., & Li M., (2015), “Bismuth Sodium Titanate based materials for piezoelectric actuators”, Materials 8, pp 8467–8495 Ren Z., Xu G., Wei X., et al, (2007), “Room-temperature ferromagnetism in Fe-doped PbTiO₃ nanocrystals”, Applied Physics Letters 91, pp 89–92 136 116 Robert G Mortimer, (2008), “Chemical reaction mechanisms II: Catalysis and miscellaneous topics.” In: Physical Chemistry Academic Press 2008, pp 566–582 117 Said S.M., Sabri M.F.M., & Salleh F., (2017), “Ferroelectrics and Their Applications.” Elsevier Ltd 118 Sakthivel T., Venugopal G., Durairaj A., et al, (2019), “Utilization of the internal electric field in semiconductor photocatalysis: A short review”, Journal of Industrial and Engineering Chemistry 72, pp 18–30 119 Saravanan R., Gupta V.K., Narayanan V., & Stephen A., (2013), “Comparative study on photocatalytic activity of ZnO prepared by different methods”, Journal of Molecular Liquids 181, pp 133–141 120 Sasaki A., Chiba T., Mamiya Y., & Otsuki E., (1999), “Dielectric and Piezoelectric Properties of (Bi₀.₅Na₀.₅)TiO₃ - (Bi₀.₅K₀.₅)TiO₃ Systems”, Jpn J Appl Phys Vol 38, pp 5564–5567 121 Selvamani R., Singh G., Sathe V., et al, (2011), “Dielectric, structural and Raman studies on (Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃)₁-ₓ(BiCrO₃)ₓ ceramic”, Journal of Physics Condensed Matter 23, pp 122 Shah J., & Kotnala R.K., (2013), “Induced magnetism and magnetoelectric coupling in ferroelectric BaTiO₃ by Cr-doping synthesized by a facile chemical route”, Journal of Materials Chemistry A 1, pp 8601–8608 123 Shan L., Lu C., Dong L., & Suriyaprakash J., (2019), “Efficient facet regulation of BiVO₄ and its photocatalytic motivation”, Journal of Alloys and Compounds 804, pp 385–391 124 Shannon R.D., (1976), “Revised Effective Ionic Radii and Systematic Studies of Interatomic Distances in Halides and Chaleogenides”, Acta Cryst A32, pp 751–767 125 Shein I.R., & Ivanovskii A.L., (2007), “First principle prediction of vacancy-induced magnetism in non-magnetic perovskite SrTiO₃”, Physics Letters, Section A: General, Atomic and Solid State Physics 371, pp 155–159 126 Shi, J Guo L., (2012), “ABO₃-based photocatalysts for water splitting”, Prog Nat Sci Mat Int 22, pp 592–615 127 Smolenskii G., Isupov V., Agranovskaya A., & Krainik N., (1960), “New ferroelectrics with complex compounds IV”, Fiz Tverd Tela 2, pp 2982 128 Smolenskii G., Isupov V., Agranovskaya A., & Krainik N., (1961), “New ferroelectrics of complex composition.”, Sov Phys Solid State 2, pp 2651–2654 129 Suchanicz J., & Kwapulinski J., (1995), “X-ray diffraction study of the phase transitions in Na₀.₅ Bi₀.₅TiO₃”, Ferroelectrics 165, pp 249–253 130 Sulaeman U., Yin S., & Sato T., (2011), “Effect of Sr/Ti Ratio on the Photocatalytic Properties of SrTiO₃”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 18, pp 032018 131 Swenson H., & Stadie N.P., (2019), “Langmuir’s Theory of Adsorption: A Centennial Review”, Langmuir 35, pp 5409–5426 132 Tan H., Zhao Z., Zhu W Bin, et al, (2014), “Oxygen vacancy enhanced photocatalytic activity of pervoskite SrTiO₃”, ACS Applied Materials and Interfaces 6, pp 19184– 19190 133 Tang H., Sanjinès R., Schmid P.E., & Lévy F., (1994), “Ellectrical and optical properties of TiO₂ anatase thin films”, Journal of Applied Physics 75, pp 2042–2047 134 Thiet D Van, Cuong D.D., Bac L.H., et al, (2015), “Room-Temperature Ferromagnetism in Nickel-Doped Wide Band Gap Ferroelectric Bi₀.₅K₀.₅TiO₃ 137 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 Nanocrystals”, Materials Transactions 56, pp 1339–1343 Tong H., Ouyang S., Bi Y., et al, (2012), “Nano-photocatalytic materials: Possibilities and challenges”, Advanced Materials 24, pp 229–251 Towler M.D., (2006), “The quantum Monte Carlo method”, Physica Status Solidi (B) 243, pp 2573–2598 Tuan N.H., Thiet D V., Odkhuu D., et al, (2018), “Defect induced room temperature ferromagnetism in lead-free ferroelectric Bi₀.₅K₀.₅TiO₃ materials”, Physica B: Condensed Matter 532, pp 108–114 Umezawa N., Shuxin O., & Ye J., (2011), “Theoretical study of high photocatalytic performance of Ag3PO4”, Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 83, pp 035202-1-035202–8 Walsh A., Da Silva J.L.F., & Wei S.H., (2008), “Origins of band-gap renormalization in degenerately doped semiconductors”, Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics 78, pp 1–5 Wang H., Zhang L., Chen Z., et al, (2014), “Semiconductor heterojunction photocatalysts: Design, construction, and photocatalytic performances”, Chemical Society Reviews 43, pp 5234–5244 Wang L., & Wang W., (2012), “Photocatalytic hydrogen production from aqueous solutions over novel Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ microspheres”, International Journal of Hydrogen Energy 37, pp 3041–3047 Wang Y., Xu G., Yang L., et al, (2009), “Room-temperature ferromagnetism in Fedoped Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃ crystals”, Materials Science Poland 27, pp 471–476 Wang Y., Xu G., Ji X., et al, (2009), “Room-temperature ferromagnetism of Co-doped Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃ : Diluted magnetic ferroelectrics”, Journal of Alloys and Compounds 475, pp 25–30 Wang Y., Wang J., Deng R., et al, (2018), “Preparation and photocatalytic property of porous α-Fe₂O₃ nanoflowers”, Materials Research Bulletin 107, pp 94–99 Watcharapasorn A., Jiansirisomboon S., & Tunkasiri T., (2007), “Sintering of Fedoped Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃ at < 1000°C”, Materials Letters 61, pp 2986–2989 Wefring E.T., Morozov M.I., Einarsrud M.A., & Grande T., (2014), “Solid-State Synthesis and Properties of Relaxor (1-x)BKT-xBNZ Ceramics”, Journal of the American Ceramic Society 97, pp 2928–2935 Wood D.L., & Tauc J., (1972), “Weak Absorption Tails in Amorphous Semiconductors”, Physical Review B 5, pp 3144–3151 Wu J., (2018), “Bi₀.₅Na₀.₅TiO₃-Based Piezoelectric Materials-Advances in lead-free piezoelectric materials.” In: Advances in Lead-Free Piezoelectric Materials Springer Nature Singapore Pte Ltd., Singapore, pp 191–245 Xie P., Yang F., Li R., et al, (2019), “Improving hydrogen evolution activity of perovskite BaTiO₃ with Mo doping: Experiments and first-principles analysis”, International Journal of Hydrogen Energy 44, pp 11695–11704 Xiong X., Tian R., Lin X., et al, (2015), “Formation and Photocatalytic Activity of BaTiO₃ Nanocubes via Hydrothermal Process”, Journal of Nanomaterials 2015, pp 12–15 Yan J., Wu G., Guan N., et al, (2013), “Understanding the effect of surface/bulk defects on the photocatalytic activity of TiO₂: Anatase versus rutile”, Physical Chemistry Chemical Physics 15, pp 10978–10988 Yogamalar N.R., Kalpana S., Senthil V., & Chithambararaj A., (2018), 138 153 154 155 156 157 158 159 “Ferroelectrics for photocatalysis.” In: Multifunctional Photocatalytic Materials for Energy Elsevier Ltd., pp 307–324 Zhang J., Zhou P., Liu J., & Yu J., (2014), “New understanding of the difference of photocatalytic activity among anatase, rutile and brookite TiO₂”, Phys Chem Chem Phys 16, pp 20382–6 Zhang W.F., Tang J., & Ye J., (2006), “Photoluminescence and photocatalytic properties of SrSnO₃ perovskite”, Chem Phys Lett 418, pp 174–178 Zhang X., Qin J., Xue Y., et al, (2014), “Effect of aspect ratio and surface defects on the photocatalytic activity of ZnO nanorods”, Scientific Reports 4, pp 4–11 Zhang Y., Hu J., Gao F., et al, (2011), “Ab initio calculation for vacancy-induced magnetism in ferroelectric Na₀.₅Bi₀.₅TiO₃”, Computational and Theoretical Chemistry 967, pp 284–288 Zhang Z., Hossain M.F., & Takahashi T., (2010), “Self-assembled hematite (α-Fe₂O₃) nanotube arrays for photoelectrocatalytic degradation of azo dye under simulated solar light irradiation”, Applied Catalysis B: Environmental 95, pp 423–429 Zhu X., Castleberry S.R., Nanny M.A., & Butler E.C., (2005), “Effects of pH and Catalyst Concentration on Photocatalytic Oxidation of Aqueous Ammonia and Nitrite in Titanium Dioxide Suspensions”, Environ Sci Technol 39, pp 3784–3791 Ziang X.-P., Yanga Q., Yua Z.-D., et al, (2010), “Microstructure and electrical properties of Li₀.₅Bi₀.₅TiO₃-modified (Na₀.₅Bi₀.₅)NbO₃ lead-free piezoelectric ceramics”, Journal of Alloys and Compounds journal 493, pp 276–280 Contents 139 PHỤ LỤC Equation Chapter Section 1 Kết khảo sát hoạt tính quang xúc tác hệ BAT BNT-xM 1.1 Hoạt tính quang xúc tác hệ BAT với xạ UV 30' 60' 90' 120' 150' 0.1 §é hÊp thơ (®v tïy ý) 0.2 0.3 BLT, pH = 6,5 Cường độ (đ.v tùy ý) Độ hấp thụ (đv tïy ý) 0.20 BLT, pH = 0.3 0.15 30' 60' 90' 120' 150' 0.10 0.05 0.00 0.0 300 400 500 600 700 800 BLT, pH 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 300 400 500  (nm) 600 700 800 300 400 500  (nm) BLT, pH = 600 700  (nm) BLT, pH = 6,5 BLT, pH = Hình PL1 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ UV mơi trường có pH khác với xúc tác BLT500 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.1 0.0 400 500 600 700 800 BLT, IPA BLT, EDTA §é hấp thụ (đv tùy ý) 0.2 0.5 Độ hấp thụ (đv tùy ý) Độ hấp thụ (đv tùy ý) 0.60 BLT, BQ 0.4 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.3 0.2 0.1 400 500 600 700 30 60 90 120 150 0.30 0.15 0.00 0.0  (nm) 0.45 800 300 400 BLT, BQ 500 600 700 800  (nm)  (nm) BLT, EDTA BLT, IPA 0.4 BNT, pH = 0.4 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.3 300 400 500 600  (nm) BNT, pH = 700 800 30 60 90 120 150 0.2 0.1 0.0 0.0 0.4 BNT, pH = 6,5 §é hÊp thơ (đv tùy ý) 0.6 Độ hấp thụ (đv tùy ý) §é hÊp thơ (®v tïy ý) Hình PL2 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ UV có mặt chất bắt gốc tự với xúc tác BLT500 300 400 500 600 700  (nm) BNT, pH = 6,5 800 0.3 BNT, pH = 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 300 400 500 600 700 800  (nm) BNT, pH = Hình PL3 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ UV mơi trường có pH khác với xúc tác BNT800 P1 800 0.3 30 60 90 120 150 0.2 0.1 0.0 300 400 500 600 700 BNT, EDTA 0.3 30 60 90 120 150 0.2 0.1 0.0 800 §é hÊp thơ (đv tùy ý) BNT, BQ Độ hấp thụ (đv tùy ý) Độ hấp thụ (đv tùy ý) 0.4 0.4 0.3 BNT, IPA 0.2 30' 60' 90' 120' 150' 0.1 0.0 300 400  (nm) 500 600 700 800 300 400  (nm) BNT, BQ 500 600 700 800  (nm) BNT, EDTA BNT, IPA Hình PL4 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ UV có mặt chất bắt gốc tự với xúc tác BNT800 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 300 400 500 600 0.3 BKT, pH = 0' 30 60 90 120 150 0.2 0.1 0.4 BKT, pH = 30 60 90 120 150 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0 700 §é hÊp thơ (đv tùy ý) pH = 6.5 0.25 Độ hấp thụ (®v tïy ý) absorbance (a.u) 0.30 300 400 500 600 700 300 800 400  (nm) Wavelength (nm) BKT, pH = 500 600 700 800  (nm) BKT, pH = 6,5 BKT, pH = Hình PL5 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ UV mơi trường có pH khác với xúc tác BKT500 0.3 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.25 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 Absorbance (a.u) Absorbance (a.u) 30' 60' 90' 120' 150' 0.25 0.1 400 500 600 700 30' 60' 90' 120' 150' 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0.0 300 300 Wavelength (nm) 400 500 600 700 800 300 400 500 600 700 800 Wavelength (nm) Wavelength (nm) BKT, BQ BKT, EDTA BKT, IPA Hình PL6 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ UV có mặt chất bắt gốc tự với xúc tác BKT500 BKT, pH 9, Cycle BKT, pH = 9, Cycle 30 60 90 120 150 0.2 0.1 0.1 Abs (a.u) 0.2 0.0 400 500 600  (nm) 700 800 30 60 90 120 150 0.15 0.10 0.05 0.00 0.0 300 BKT, pH 9, Cycle 0.20 30 60 90 120 150 0.3 0.25 0.3 Abs (a.u) 0.4 Abs (a.u) Absorbance (a.u) 0.30 300 400 500  (nm) 600 700 800 300 400 500 600 700  (nm) Hình PL7 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ UV sau lần tái sử dụng BKT500 môi trường bazơ P2 800 1.2 Hoạt tính quang xúc tác BNT-xM với xạ khả kiến 0.3 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 500 600 700 BNT-1Co 0.3 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 800 Độ hấp thụ (đv tùy ý) 0.4 BNT-0Co Độ hấp thụ (đv tùy ý) Độ hấp thụ (đv tùy ý) 0.4 500 600  (nm) 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 800 500 600  (nm) 0.4 BNT-7Co 0.3 Độ hấp thụ (đv tùy ý) Độ hÊp thơ (®v tïy ý) 700 BNT-3Co 0.3 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 500 600 700 0.2 800 BNT-9Co 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.1 0.0 800 700  (nm) 500 600  (nm) 700 800  (nm) Hình PL8 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ khả kiến với xúc tác BNT-xCo 0.5 0.3 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 300 400 500 600 700 0.3 BNT-1Mn, Kh¶ kiÕn 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 800 300 400 500  (nm) 600 700 BNT-3Mn, Kh¶ kiÕn 0.3 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 800 300 400  (nm) BNT-7Mn, Kh¶ kiÕn 0.25 0.4 0.3 Độ hấp thụ (đ.v tùy ý) Độ hấp thụ (đv tùy ý) 0.5 Độ hấp thụ (đv tùy ý) Độ hấp thụ (đv tùy ý) Độ hấp thụ (đv tùy ý) BNT-0Mn, Khả kiến 0.4 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 300 400 500 600 700 500 600 700 800  (nm) Quang xóc tác/khả kiến BNT-9Mn 0.20 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.15 0.10 0.05 0.00 800 300 400  (nm) 500 600 700 800  (nm) Hình PL9 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ khả kiến với xúc tác BNT-xMn 0.5 0.6 0.3 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 300 400 500 600 700 800 0.5 BNT-3Cr, Khả kiến 0.5 Độ hấp thụ (đv tùy ý) 0.4 Độ hấp thụ (đv tùy ý) Độ hấp thụ (đv tùy ý) BNT-0Cr, Khả kiến 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 400 0' 30' 60' 90' 120' 150' 500  (nm) 600  (nm) 700 800 BNT-1Cr, Kh¶ kiÕn 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 400 0' 30' 60' 90' 120' 150' 500 600 700  (nm) Hình PL10 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ khả kiến với xúc tác BNT-xCr P3 800 BNT-7Cr, Kh¶ kiÕn 0.5 0.4 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.3 0.2 0.1 0.0 400 500 600 BNT-9Cr, Kh¶ kiến 0.5 Độ hấp thụ (đv tùy ý) Độ hấp thơ (®v tïy ý) 0.6 700 800 0.4 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.3 0.2 0.1 0.0 400 500 600  (nm) 700 800  (nm) Hình PL11 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ khả kiến với xúc tác BNT-xCr 0.3 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 500 600 700 BNT-1Fe 0.3 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 500  (nm) 0.3 600 700 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 800 500 0.3 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.2 0.1 0.0 500 700 BNT-9Fe §é hÊp thơ (®v tïy ý) BNT-7Fe 600  (nm)  (nm) 0.4 Độ hấp thụ (đv tùy ý) BNT-3Fe 0.0 0.0 800 0.4 Độ hấp thụ (đv tùy ý) 0.4 BNT-0Fe §é hÊp thơ (®v tïy ý) §é hÊp thơ (®v tïy ý) 0.4 600 700 0.2 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.1 0.0 800 500 600  (nm) 700 800  (nm) Hình PL12 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ khả kiến với xúc tác BNT-xCr Phản ứng quang phân hủy UV đối vi MB 0.5 MB, Quang phân hủy UV Độ hấp thụ (đv tùy ý) Độ hấp thụ (đv tùy ý) 0.5 0.4 0' 30' 60' 90' 120' 150' 0.3 0.2 0.1 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0 300 400 500 600 700 MB, Quang phân hủy khả kiến 0.4 400 800 0' 30' 60' 90' 120' 150' 500 600 700 800  (nm)  (nm) Hình PL13 Sự suy giảm nồng độ MB theo thời gian chiếu xạ UV khả kiến khơng có xúc tác P4 800 Thẻ chuẩn vật liệu JCPDS 89-3109-BNT Hình PL14 Thẻ chuẩn JCPDS 89-3109 BNT JCPDS 36-0339-BKT Hình PL15 Thẻ chuẩn JCPDS 36-0339 BKT P5 Bảng PL1 Dữ liệu nhiễu xạ XRD gốm BLT theo thẻ chuẩn ICDD 9800064716 P6 ... xúc tác phân hủy chất hữu với đề tài: Nghiên cứu chế tạo tính chất quang xúc tác số vật liệu perovskite Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ nhằm ứng dụng xử lý môi trường Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu chế tạo, ... điện, vật liệu có khả quang xúc tác tốt vật liệu khác có độ phân cực tự phát, hệ vật liệu BAT nghiên cứu chế tạo tính chất quang xúc tác, định hướng ứng dụng xử lý môi trường  Quy trình chế tạo. .. NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Lê Thị Hải Thanh NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU PEROVSKITE Bi₀.₅A₀.₅TiO₃ NHẰM ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG