Cấu trúc tinh thể tính chất quang và khả năng quang xúc tác của nano tinh thể zno pha tạp ion kim loại cr3

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 1-3 Cấu trúc tinh thể, tính chất quang khả quang xúc tác nano tinh thể ZnO pha tạp ion kim loại Cr3+ Nguyễn Minh Quân, Nguyễn Hữu Thọ, Nguyễn Xuân Sáng* Trường Đại Học Sài Gòn, 273 An Dương Vương, Phường 3, Quận 5, Tp Hồ Chí Minh Nhận ngày 22 tháng năm 2018 Chỉnh sửa ngày 04 tháng 12 năm 2018; Chấp nhận đăng ngày 05 tháng 12 năm 2018 Tóm tắt: Các hạt nano tinh thể ZnO ZnO pha tạp ion Cr3+ tổng hợp thành công phương pháp sol-gel Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy tinh thể nano ZnO pha tạp ion Cr3+ khơng có hình thành pha thứ cấp có giảm số mạng a c Phổ phát quang (PL) cho thấy có suy giảm cường độ phát xạ vùng ánh sáng nhìn thấy có mặt ion Cr 3+, điều suy giảm tái xạ điện tử lỗ trống Hoạt tính quang xúc tác phân hủy hợp chất màu hữu methylene blue (MB) khảo sát Kết cho thấy có pha tạp ion kim loại, vật liệu thể hoạt tính quang xúc tác tốt so với ZnO Cơ chế tăng cường tính quang xúc tác giải thích Từ khóa: Nano tinh thể ZnO, sol-gel, quang xúc tác, pha tạp Tổng quan ZnO có phổ hấp thụ ánh sáng mặt trời rộng vật liệu rẻ tiền với phương pháp chế tạo đơn giản [3-4] Các nghiên cứu gần cho thấy, cách hiệu đểtăng hoạt tính quang xúc tác ZnO vùngánh sáng khả kiến làm giảm độ rộng vùng cấm, cách làm giảm kích thước vật liệu ZnO pha tạp vàoZnO số kim loại hay phi kim [4-5] Trong báo chúng tơi trình bày kết quảnghiên cứu, chế tạo vật liệu ZnO pha tạp ion Cr3+, ion Cr3+ có bán kính gần với Zn2+dễ dàng xâm nhập vào mạng tinh thể ZnO thay phần ion Zn2+ tinh thể [6-8] Khi ion Cr3+ vào mạng tinh thể ZnO gây khuyết tật điểm ZnO chất bán dẫn II-VI, hứa hẹn ứng dụng lĩnh vực đi-ốt phát quang màu xanh, cực tím đi-ốt laser đặc biệt lĩnh vực quang xúc tác có độ rộng vùng cấm khoảng 3.37 eV lượng liên kết exciton lớn 60 meV [1-2] Chính vậy, cho phép hấp thụ tái tổ hợp exciton nhiệt độ phòng nên vật liệu ZnO đối tượng nhiều nghiên cứu quan tâm Trong số ứng dụng ZnO khả ứng dụng quang xúc tác phân hủy chất hữu gây ô nhiễm môi trường nhận nhiều quan tâm Tác giả liên hệ ĐT.: 84-904512337 https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.4750 Email: sangnguyen@sgu.edu.vn https://doi.org/10.25073/2588-1140/vnunst.4750 N.M Quân nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ, Tập 34, Số (2018) 1-3 có ion lạ cấu trúc ZnO [9] Các phương pháp phân tích, nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phổquang huỳnh quang (PL), phổ UV-Vis sử dụng để xác minh Cr3+ pha tạp vào tinh thể ZnO Sự ảnh hưởng ion Cr3+ pha tạp đến hoạt tính quang xúc tác phân hủy methylen blue vật liệu nano ZnO khảo sát Phương pháp nghiên cứu 2.1 Hóa chất Hóa chất sử dụng kẽm nitrat [(Zn(NO3)2.6H2O], crom (III) nitrat [Cr(NO3)3.9H2O] axit citric [(C6H8O7.H2O)], nước DI tất tinh khiết để phân tích 2.2 Chế tạo vật liệu Phương pháp solgel dùng để chế tạo vật liệu nano ZnO ZnO pha tạp Cr3+do có ưu điểm vượt trội độ đồng tính lặp lại cao [10] Kẽm nitrat crom (III) nitrat trộn theo tỷ lệmol (Zn2+:Cr3+ = 0.95:0.05)sau cho vào dung dịch axit citric 1M, khuấy 800C Dung dịch sol thu được, sấy 1300C tới gel hóa vịng Gel thu tiếp tục sấy 1500C thu mẫu gel khô Các mẫu ZnO mẫu ZnO pha tạp Cr3+ (kí hiệu Cr-ZnO) ủ nhiệt 4000C, khơng khí 2.3 Khảo sát tính chấ t quang xúc tác Quy trình thực nghiệm khả xúc tác quang vật liệu thực sau: Đầu tiên pha dung dịch methylene blue (MB) có nồng độ 2.510-5 mol/l, khối lượng vật liệu đưa vào 250 ml dung dịch MB 0.02 g Sau đó, vật liệu khuấy từ buồng tối 30 phút để đạt điều kiện cân hấp phụ Các dung dịch sau đánh giá khả xúc tác quang ánh sáng mặt trời trực tiếp đồng thời điều kiện quang mây Sau 30 phút chiếu sáng, dung dịch chiết để xác định khả phân hủy MB phổ hấp thụ UV- vis (HACH DR 5000™) Giá trị cường độ đỉnh hấp thụ đặc trưng cao MB (~665 nm) lần đo so sánh để đánh giá hoạt tính quang xúc tác 2.4 Thiế t bi ̣ nghiên cứu, đặc trưng tính chấ t vật liê ̣u Cấu trúc tinh thể thông tin pha mẫu xác định phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) hệBruker D8 Advance với bước sóng xạ CuKα (λ = 0.15418 nm) khoảng quét 2 = 25 – 700mỗi bước 0.010 Kích thước tinh thể trung bình thơng số mạng xác định cơng thức DebyeScherrer Hình thái học ZnO Cr-ZnO nghiên cứu kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Các đặc tính quang học, khuyết tật mẫu khảo sát phép đo phát xạ quang máy Nanolog, Horiba Jobin Yvon, (450 W) nhiệt độ phòng Độ hấp thụ quang xác định thông qua phép đo phổ hấp thụ UV-Vis Kết thảo luận 3.1 Giản đồ XRD Việc xác định thành phần pha cấu trúc vật liệu nano ZnO Cr-ZnO ghi nhận giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) Kết hình Từ giản đồ XRD cho thấy đỉnh nhiễu xạ đặc trưng vị trí 2θ = 31.5o, 34.12o, 35.97o, 47.28o, 56.38o, 62.62o, 66.19o, 67.74o, 68.90o tương ứng với mặt (100), (002), (101), (102), (110), (103), (200), (112), (201) pha tinh thể cấu trúc lục phương dạng wurtzite (JCPDS File No.36-1451) [11-12] không xuất đỉnh liên quan đến ion pha tạp Cr3+ Hằng số mạng tinh thể a c tính phương trình sau: h +hk+ k l2 = ( )+ 2 d hkl a c (1) 2d hklsinθ = nλ (2) n =1,2, N.M Quân nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 1-3 rộng đỉnh nhiễu xạ xác định nửa cường độ đỉnh nhiễu xạ(FWHM) tính theo radian Số liệu kích thước hạt trình bày bảng cho thấy tinh thểZnOcó kích thước trung bình 16.12 nm lớn đáng kể so với tinh thể Cr-ZnO có 15.34 nm Bảng Các thơng số tinh thể tính theo giản đồ XRD Mẫu Hình Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu ZnO vàCr-ZnO Từ giá trị dhkl trình bày bảng công thức (1), (2), số mạng a c xác địnhtương ứng với ZnO 0.3276 nm; 0.5230 nm Cr-ZnOlà 0.3275 nm; 0.5221 nm Mẫu Cr-ZnO có sốmạng a c giảm so với ZnOvìmột phần ion Zn2+ tinh thể thay ion Cr3+ bán kính ion Cr3+ (0.063 nm) nhỏ ion Zn2+ (0.074 nm) [9, 13-14] Từ giá trị độ bán rộngcác đỉnh nhiễu xạ 101, 002 100 (FWHM) giản đồ XRD áp dụng cơngthức Debye – Scherrer tính kích thước tinh thể theo cơng thức: D= 0.89× λ β × cosθ (3) đó, D kích thước hạt tinh thể, bước sóng tia X với λ = 0.15418 nm, β độ bán ZnO ZnO ZnO CrZnO CrZnO CrZnO Đỉnh nhiễu xạ 101 002 100 101 Độ bán rộng 0.5772 0.4861 0.4756 0.6230 dhkl 0.2494 0.2624 0.2837 0.2493 14.30 16.90 17.15 13.25 002 0.5329 0.2623 15.41 100 0.4697 0.2836 17.36 D (nm) D (nm) 16.12 15.34 3.2 Hình ảnh hiển vi truyền qua (TEM) Hình thái học cấu trúc vi mô hạt nano kiểm tra kính hiển vi điện tử truyền qua TEM Ảnh TEM điển hình mẫu ZnO(hình 2a) Cr-ZnO(hình 2b) với phần khác mẫucho thấy hạt nano có dạng hình cầu, nhẵn trơn bề mặt, mật độ hạt mẫu phân bố tương đối Tinh thể ZnO có kích thước trung bình khoảng 16 nm tinh thể Cr-ZnO 15 nm phù hợp với kết tính tốn từ giản đồ XRD 4 N.M Quân nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ, Tập 34, Số (2018) 1-3 Hình Hình ảnh hiển vi điện tử truyền qua của: a) ZnO,b) Cr-ZnO (thang đo 50 nm) 3.3 Độ rộng vùng cấm quang Ở nhiệt độ phòng, phổ UV-Vis phương pháp trực tiếp đơn giản để thăm dò cấu trúc vật liệu xác định lượng vùng cấm quang [15-17] Phổ UV-Vis hấp thụ mẫu ZnO Cr-ZnOđược thể hình hấp thụ ánh sáng yếu, mẫu Cr-ZnO có dãy hấp thụ rộng toàn vùng ánh sáng khả kiến điều chứng tỏ độ hấp thụ quang tăng cường có mặt ion Cr3+ góp phần tăng hoạt tính quang xúc tác [18-19] Năng lượng vùng cấm quang mẫu Cr-ZnO (3.26 eV) giảm so với ZnO (3.37 eV) số ion Cr3+ thay vị trí ion Zn2+ gây khuyết tật điểm tạo tương tác electron obitan d Cr3+ với electron obitan p Zn O [14, 20-21] Từ nhận thấy rằng, pha tạp ion kim loại Cr3+ vào ZnO biện pháptăng cường hoạt tính quang xúc tác 3.4 Phổ huỳnh quang (PL) Hình Phổ UV-Vis mẫu ZnO Cr-ZnO Từ hình cho thấy, vùng ánh sáng tử ngoại (200 nm – 400 nm) khả hấp thụ ánh sáng ZnOkém mẫu Cr-ZnO Trong vùng ánh sáng khả kiến (400nm - 750 nm) mẫu ZnO Cùng với giản đồ XRD, phổ quang phát quang (PL) kỹ thuật phù hợp dùng để xác định cấu trúc vật liệu, diện tạp chất khuyết tật [1,6,22-23] Các phép đo PL thực nhiệt độ phòng cho cấu trúc ZnO Cr-ZnO thể hình 4a Đỉnh UV phổ PL liên quan đến phát xạ bờ vùng (near band edge - NBE) đỉnh phát xạ vùng khả kiếnthông thường xuất phát từ khuyết tật cấu trúc tinh thể [23-24] Phổ PL mẫu ZnO Cr-ZnOcho thấy phát xạ UV tương ứng với bước sóng 397 nm N.M Quân nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 1-3 (3.13 eV) hình 4b, 398nm (3.12 eV) hình 4c So với lượng vùng cấm ZnO dạng khối (3.37 eV) [1] lượng vùng cấm mẫu ZnO Cr-ZnOđều nhỏ hơn, chứng tỏ xuất nhiều khuyết tật vật liệu nano ZnO Cr-ZnO Các khuyết tật làm lượng vùng cấm giảm chúng tạo mức lượng gần biên vùng cấm gọi mức tâm nông (shallow donor/acceptor) [24] So với tinh thể ZnO khối (3.37 eV) giá trị lượng vùng cấm giảm 0.24eV ZnO 0.25 eV CrZnO gắn cho loại khuyết tật gây vị trí khuyết kẽm, kẽm xen kẽ, khuyết tật liên quan đến oxy ZnO tương tác spin obitan 3d kim loại chuyển tiếp với ion Zn2+và O2-[22-23, 25] Trong nghiên cứu này, dãy phát xạ vùng khả kiến tương đối rộng quan sát từ 500nm đến 800nm trung tâm phát xạ 635nmvà 660nm tương ứng với mẫu ZnO Cr-ZnO Sự dịch chuyển đỏ mẫu Cr-ZnO so với ZnO giải thích phát triển tinh thểvà tương tác obitan kim loại chuyển tiếp sp-d [9, 24] Trong phổ PL cấu trúc nano ZnO Cr-ZnO , hình dạng phổ PL bị biến đổi trình pha tạp ion Cr3+ vào tinh thể ZnO Mẫu pha tạp có cường độgiảmmạnh so với mẫu ZnO, docác khuyết tật điểm mạng tinh thể ZnO tăng lênvà phát xạ điện tử sau kích thích phát lượng nhỏ, thời gian sống điện tử lâu có chuyển mức lượng nhỏ vùng cấm trước trở vùng hóa trị [9, 22, 26] Từ kết này, kết luận phương pháp pha tạp có ảnh hưởng lớn đến loại khuyết tật nồng độ khuyết tật cấu trúc nano ZnO góp phần làm thay đổi cấu trúc lượng vùng cấm làm tăng cường hoạt tính quang xúc tác Hình Phổ PL mẫu ZnO Cr-ZnO N.M Quân nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ, Tập 34, Số (2018) 1-3 3.5 Khảo sát tính chất quang xúc tác hCr ZnO + OH- Cr-ZnO + HO* (8) *OH + MB (Thuốc nhuộm) → CO2 + H2O + HC vơ đơn giản (9) 2− *O +MB (Thuốc nhuộm) → CO2 + H2O + HC vơ đơn giản (10) Kết luận Hình 5.Hiệu suất quang xúc tác phân hủy methylene blue (MB) ZnO vàCr-ZnO Hình biểu diễn khả quang xúc tác hạt nano ZnO, Cr-ZnO độ suy giảm tự nhiên mẫu MB đối chứng Từ kết cho thấy, tăng cường khả quang xúc tác vật liệu ZnO có pha tạp ion Cr3+ so với ZnO [27-29] Cụ thể, 210 phút khảo sát, hiệu suất hoạt tính quang xúc tác sau trừ độ suy giảm tự nhiên MB đối chứng đạt39.8% 63.8% tương ứng cho mẫu ZnO Cr-ZnO Sự tăng cường hoạt tính quang xúc tác vật liệu Cr-ZnO giải thích hình thành tiếp xúc dị thể kim loại chuyển tiếp với bán dẫn ZnO Khi pha tạp ion Cr3+ vào ZnO gây tương tác điện tử hình thành tâm bắt điện tử làm thay đổi chuyển mức lượng vùng cấm [29-30] Điện tử lỗ trống kích thích có thời gian sống lâu để tương tác phân hủy phân tử MB dung dịch, điều thể phổ PL Cơ chế hoạt động biểu diễn trình sau [27-30]:   Cr-ZnO + hv → eCr  ZnO  hCr  ZnO  eCr O  ZnO + O Cr- ZnO + 2  Cr  ZnO e +  O  hCr  ZnO + H2O (4) Trong báo chế tạo thành công cấu trúc nano không chiều ZnO pha tạp ion Cr3+ Các phép phân tích cấu trúc tinh thể, hình thái bề mặt cho thấy ảnh hưởng ion pha tạp lên cấu trúc tính chất vật liệu ZnO Kích thước tinh thểgiảm có mặt ion Cr3+ bán kính nguyên tử ion Cr3+pha tạp nhỏ Zn2+ Điều khẳng định có thay ion pha tạp vào mạng tinh thể ZnO, nhiên không làm thay đổi pha wurtzite ZnO Các phép phân tích quang nhận thấy mẫu Cr-ZnO có tái hợp xạ suy giảm điện tử kích thích có thời gian sống tăng Sự hình thành tương tác electron obitan d ion kim loại Cr3+ ZnO làm thay chuyển mức lượng vùng cấm ZnO pha tạp, điều góp phần làm tăng hoạt tính quang xúc tác vật liệu ZnO pha tạp biểu thị qua hiệu suất quang xúc tác xử lí MB, mẫu ZnO đạt 39.8% mẫu Cr-ZnO đạt 63.8% Kết mở triển vọng ứng dụng tính chất xúc tác quang vật liệu ZnO pha tạp Cr3+trong việc xử lý chất hữu nước ánh sáng tự nhiên Lời cảm ơn Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 103.022016.87 (5) Cr-ZnO + *O2- (6) OH- + H+ + Cr-ZnO (7) Tài liệu tham khảo [1] M Vaseem, A Umar, and Y Hahn, "ZnO Nanoparticles : Growth , Properties , and N.M Quân nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 1-3 [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Applications", Metal Oxide Nanostructures and Their Applications,vol 5.pp 1-36, 1988 B Wang et al., “Effects of Cr-doping on the photoluminescence and ferromagnetism at room temperature in ZnO nanomaterials prepared by soft chemistry route,” Mater Chem Phys., vol 113, no 1, pp 103–106, 2009 R Velmurugan and M Swaminathan, “An efficient nanostructured ZnO for dye sensitized degradation of Reactive Red 120 dye under solar light,” Sol Energy Mater Sol Cells, vol 95, no 3, pp 942–950, 2011 M Pirhashemi, A Habibi-Yangjeh, and S Rahim Pouran, “Review on the criteria anticipated for the fabrication of highly efficient ZnO-based visiblelight-driven photocatalysts,” J Ind Eng Chem., vol 62, pp 1–25, 2018 T A Abdel-Baset, Y.-W Fang, B Anis, C.-G Duan, and M Abdel-Hafiez, “Structural and Magnetic Properties of Transition-Metal-Doped Zn1−x FexO” Nanoscale Res Lett., vol 11, no 1, p 115-128, 2016 K Irshad, M T Khan, and A Murtaza, “Synthesis and characterization of transition-metals-doped ZnO nanoparticles by sol-gel auto-combustion method,” Phys B Condens Matter, vol 543, May, pp 1–6, 2018 D Chu, Y P Zeng, and D Jiang, “Synthesis and growth mechanism of Cr-doped ZnO singlecrystalline nanowires,” Solid State Commun., vol 143, no 6–7, pp 308–312, 2007 S Wang et al., “Effects of Temperature on the Microstructure and Magnetic Property of CrDoped ZnO DMS Prepared by Hydrothermal Route Assisted by Pulsed Magnetic Fields”,J Chem., vol 2013, pp 7-14, 2013 Y Liu et al., “Effects of Cr-doping on the optical and magnetic properties in ZnO nanoparticles prepared by sol-gel method”, J Alloys Compd., vol 486, no 1–2, pp 835–838, 2009 L Znaidi, “Sol-gel-deposited ZnO thin films: A review,” Mater Sci Eng B Solid-State Mater Adv Technol., vol 174, no 1–3, pp 18–30, 2010 L Schneider et al., “Fabrication and analysis of Crdoped ZnO nanoparticles from the gas phase,” Nanotechnology, vol 20, no 13, pp 135604 2009 M R Iskandar, E Saepuloh, L Safriani, and A Bahtiar, “Optical and structural properties of zinc oxide nanorod synthesized by sol-gel method,” AIP Confer Proceed., vol 143, pp 143–146, 2013 Y Li et al., “Structure and magnetic properties of Cr-doped ZnO nanoparticles prepared under high [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] magnetic field,” Solid State Commun., vol 150, no 15–16, pp 751–754, 2010 T A Abdel-Baset, Y W Fang, C G Duan, and M Abdel-Hafiez, “Magnetic Properties of Chromium-Doped ZnO”,J Supercond Nov Magn., vol 29, no 7, pp 1937–1942, 2016 A Jiménez-González, “Optical and electrical characteristics of aluminum-doped ZnO thin films prepared by solgel technique,” J Cryst Growth, vol 192, no 3–4, pp 430–438, 1998 Z N Kayani, M Siddiq, S Riaz, and S Naseem, “Optical, magnetic and structural properties of Crdoped ZnO thin films by sol-gel dip-coating method,” Mater Res Express, vol 4, no 9, pp 096403 2017 P Kaur, S Kumar, N S Negi, and S M Rao, “Enhanced magnetism in Cr-doped ZnO nanoparticles with nitrogen co-doping synthesized using sol–gel technique,” Appl Nanosci., vol 5, no 3, pp 367–372, 2015 N Iqbal, I Khan, Z H A Yamani, and A Qurashi, “A facile one-step strategy for in-situ fabrication of WO -BiVO nanoarrays for solar-driven photoelectrochemical water splitting applications,” Sol Energy, vol 144, pp 604–611, 2017 S Bagheri, K Shameli, and S B Abd Hamid, “Synthesis and characterization of anatase titanium dioxide nanoparticles using egg white solution via Sol-Gel method,” J Chem., vol 2013,pp 848205 2013 S Senthilkumaar, K Rajendran, S Banerjee, T K Chini, and V Sengodan, “Influence of Mn doping on the microstructure and optical property of ZnO,” Mater Sci Semicond Process., vol 11, no 1, pp 6–12, 2008 A Houas, “Photocatalytic degradation pathway of methylene blue in water,” Appl Catal B Environ., vol 31, no 2, pp 145–157, 2001 M Wang, Y Zhou, Y Zhang, E Jung Kim, S Hong Hahn, and S Gie Seong, “Near-infrared photoluminescence from ZnO,” Appl Phys Lett., vol 100, no 10, pp 19–23, 2012 A Janotti and C G Van De Walle, “Fundamentals of zinc oxide as a semiconductor,” Reports Prog Phys., vol 72, no 12, pp 126501, 2009 Q Qi, T Zhang, L Liu, X Zheng, and G Lu, “Improved NH3, C2H5OH, and CH3COCH3sensing properties of SnO2nanofibers by adding block copolymer P123” Sensors Actuators, B Chem., vol 141, no 1, pp 174–178, 2009 S Repp and E Erdem, “Controlling the exciton energy of zinc oxide (ZnO) quantum dots by changing the confinement conditions,” N.M Quân nnk / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 34, Số (2018) 1-3 Spectrochim Acta - Part A Mol Biomol Spectrosc., vol 152, pp 637–644, 2016 [26] U Ilyas et al., “Temperature-dependent stoichiometric alteration in ZnO:Mn nanostructured thin films for enhanced ferromagnetic response,” Appl Surf Sci., vol 387, pp 461–468, 2016 [27] A Houas, “Photocatalytic degradation pathway of methylene blue in water”, Applied Catalysis B: Environmental, vol 31, no 2, pp 145–157, 2001 [28] R Velmurugan, M Swaminathan, “An efficient nanostructured ZnO for dye sensitized degradation of Reactive Red 120 dye under solar light”, Solar Energy Materials and Solar Cells, vol 95, no 3, pp 942–950, 2011 [29] N F Djaja, A Noorhidayati, R Saleh, “Synthesis, physical properties and catalytic activity of Crdoped ZnO nanoparticles”, vol 30028, pp.30028, 2016 [30] W Li, G Wang, C Chen, J Liao, Z Li, “Enhanced Visible Light Photocatalytic Activity of ZnO Nanowires Doped with Mn2+ and Co2+ Ions”, Nanomaterials, vol 7, no 1, pp 20-31, 2017 Crystalline Structure, Optical Properties and Photocatalytic Activity of ZnO:Cr3+ Nanoparticles Nguyen Minh Quan, Nguyen Huu Tho, Nguyen Xuan Sang* Saigon University, 273 An Duong Vuong Street, Ward 3, District 5, Ho Chi Minh City, Vietnam Abstract: In this study, we successfully fabricated nanocrystal ZnO doped Cr3+ by asolgel method X-ray differaction patterns showed no other secondary phase in doped ZnO samples, however the lattice constants (a and c) were slightly decreased in comparison to those of pure ZnO sample The photoluminescence emission intensity of the doped sample was dramatically reduced which was indicated that the reduction of radiative recombination rate because of the formation of heterojunction between ion Cr3+ and ZnO The photocatalytic activity of these materials in terms of degradation of methylene blue (MB) was investigated The result showed that, in the presence of doped metal ion,the photocatalytic activity of ZnO was improved The mechanism of enhanced photocatalytic activity was determined and clarified Keywords: ZnO nanocrystal, solgel, photocatalytic ability, doped semiconductor  ... ph? ?quang huỳnh quang (PL), phổ UV-Vis sử dụng để xác minh Cr3+ pha tạp vào tinh thể ZnO Sự ảnh hưởng ion Cr3+ pha tạp đến hoạt tính quang xúc tác phân hủy methylen blue vật liệu nano ZnO khảo...  ZnO + H2O (4) Trong báo chế tạo thành công cấu trúc nano không chiều ZnO pha tạp ion Cr3+ Các phép phân tích cấu trúc tinh thể, hình thái bề mặt cho thấy ảnh hưởng ion pha tạp lên cấu trúc tính. .. tính chất vật liệu ZnO Kích thước tinh thểgiảm có mặt ion Cr3+ bán kính nguyên tử ion Cr3 +pha tạp nhỏ Zn2+ Điều khẳng định có thay ion pha tạp vào mạng tinh thể ZnO, nhiên không làm thay đổi pha