Trong luận văn này, để đánh giá hoạt tính quang xúc tác của vật liệu chế tạo được, chúng tôi sử dụng chất mầu xanh methylen.
Hình 3.12: Công thức cấu tạo của xanh methylen
Xanh methylen (MB-methylen blue) là hợp chất thơm dị vòng với công thức phân tử C16H18N3SCl. Nó có nhiều công dụng trong một loạt các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như sinh học và hóa học. Cực đại hấp thụ của xanh methylen quanh bước sóng 665 nm. Đây là một loại chất màu hay được sử dụng trong thực tế, khá bền vững vì vậy khả năng phân hủy loại bỏ chúng làm sạch môi trường nước là tương đối khó. Trong thí nghiệm này, dưới tác nhân quang xúc tác, MB sẽ bị phân hủy, mức độ phân hủy (sự suy giảm nồng độ MB) được thể hiện qua sự mất mầu của MB sẽ được khảo sát bằng phép đo phổ hấp thụ.
58
Như đã trình bày trong chương thực nghiệm, nguồn chiếu đèn được sử dụng là loại đèn Thủy ngân-Xenon 500W có cả phổ phát xạ trong vùng tử ngoại và khả kiến, phổ phát xạ của nguồn sáng được trình bày trong hình 3.14:
Hình 3.14 Phổ phát xạ của đèn chiếu sáng Thủy ngân – Xenon (Hamamatsu)
Hình 3.15: Phổ truyền qua của bình phản ứng quang xúc tác bằng thủy tinh DURAN
Phản ứng quang xúc tác sẽ phá vỡ cấu trúc phân tử và gây ra sự mất mầu của chất mầu hữu cơ. Chúng tôi sử dụng bình phản ứng là thủy tinh Boro-Silicate trong suốt (hiệu DURAN) chứa dung dịch chất màu và vật liệu quang xúc tác, ngoài ra
59
thủy tinh loại này cũng được dùng nhằm mục đích loại bỏ các bước sóng UV ngắn hơn 300 nm (Hình 3.15). Với mục đích nghiên cứu phản ứng quang xúc tác của vật liệu trong vùng khả kiến, luận văn đã sử dụng kính lọc thích hợp để loại bỏ hoàn toàn vùng ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 380 nm. Bên cạnh đó, để đảm bảo sự đồng đều của dung dịch chứa chất màu và vật liệu quang xúc tác trong quá trình phản ứng, chúng tôi sử dụng hệ khuấy từ với tốc độ khuấy 360 vòng/phút. Như vậy, từ phổ đèn và phổ truyền qua của bình phản ứng ta thấy các vạch phổ được sử dụng để kích thích phản ứng quang xúc tác gồm các vạch trong vùng khả kiến với các bước sóng: 405, 436, 546 và 577 nm.