Để khảo sát tính chất xúc tác quang của vật liệu chế tạo, trong thực nghiệm lựa chọn chất màu hữu cơ metylen xanh (MB). Chất này có công thức phân tử của MB là: C16H18ClN3S.3H2O và
Công thức cấu tạo là:
Phổ hấp thụ UV-Vis của MB:
63
Chất này là một loại thuốc nhộm cation thiazin màu xanh (có thể dễ dàng theo dõi sự biến đổi nồng độ theo phương pháp Spectro Photometer). Hợp chất này rất bền, rất khó phân hủy ở điều kiện thường.
- Khi oxy hóa hoàn toàn:
C16H18N3S+ + (51/2)O2 → 16CO2 + 3NO-3 + SO42- + 6H+ + 6H2O
- Sản phẩm của sự oxy hóa không hoàn toàn có thể là một amin thơm, gây độc hại tới con người. Và là một trong những sản phẩm hữu cơ có màu, có mặt trong nguồn nước thải của các nhà máy dệt, nhuộm gây ô nhiễm môi trường rất lớn.
Do đó metylen xanh là chất màu rất thích hợp cho thực nghiệm khảo sát hoạt tính xúc tác quang hóa.
* Nguồn chiếu xạ ánh sáng tử ngoại, được sử dụng là đèn Osram 220V-250W (Hãng Philip) được cắt lớp vỏ thủy tinh của đèn để cho nguồn ánh sáng tử ngoại λ ≤ 700 nm bao gồm cả ánh sáng tử ngoại và nhìn thấy.
* Nguồn chiếu xạ ánh sáng nhìn thấy, được sử dụng là đèn compact 40W (sản phẩm bóng đèn CSC 40W/E27 của hãng Rạng Đông). Nguồn đèn có bước sóng ánh sáng nằm chủ yếu trong vùng ánh sáng nhìn thấy λ=400÷600nm.
*Thiết bị thí nghiệm:
- Máy khuấy từ.
- Máy đo phổ hấp thụ UV-Vis NOVASPEC II. - Buồng phản ứng.
64
2.5. Khảo sát hiệu ứng siêu ưa nước trên bề mặt các màng chế tạo
Hiệu ứng siêu ưa nước của các màng nano TiO2 pha tạp và không pha tạp đã chế tạo được khảo sát bằng chụp hình ảnh mặt cắt ngang của giọt nước trên bề mặt màng khi có chiếu xạ UV-Vis. Các màng được chiếu sáng UV-Vis trong khoảng thời gian nhất định, sau đó đặt các màng này trên mặt phẳng ngang và nhỏ các giọt nước mực xanh lên phần bề mặt kính có phủ màng và phần bề mặt kính thường. Ở phần bề mặt kính được phủ màng chế tạo thì giọt mực xanh nhỏ vào được loang nhanh tạo thành màng nước trên bề mặt, còn ở phần bề mặt kính thường thì giọt mực xanh ở thế co tròn, không có hiện tượng lan rộng giọt nước trên bề mặt kính.
Xác định góc thấm ướt θ của giọt nước trên bề mặt vật liệu
Giọt nước được nhỏ trên bề mặt vật liệu, từ một điểm giao gianh giới giữa 3 pha rắn- lỏng-khí kẻ mặt phẳng tiếp tuyến với đường biên gianh giới giữa pha lỏng-khí (thể hiện trên hình 2.19). Góc thấm ướt θ là góc giữa hai mặt phẳng tiếp tuyến trên và bề mặt vật liệu.
Hình2.19 Hình ảnh xác định góc thấm ướt θ của giọt nước trên bề mặt vật liệu