- Phương pháp ăn mòn laze: Phương pháp này sử dụng chùm tia laze với bước sóng ngắn bắn lên vật liệu khối đặt trong dung dịch có chứa chất
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2. TÍNH CHẤT XÚC TÁC QUANG CỦA VẬT LIỆU:
Tính chất xúc tác quang của TiO2 và cơ chế của sự phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi TiO2 đã được nghiên cứu khá phổ biến như được trình bày trong các bài báo tổng quan của Nakata và của Fujishima.
Trong quang xúc tác, các quá trình xảy ra trên bề mặt TiO2 có thể được mô tả hình 3.8. Một cách khái quát, hoạt tính xúc tác quang của TiO2 xuất phát từ sự hình thành các cặp điện tử - lỗ trống dưới tác dụng của ánh sáng kích thích tử ngoại (quá trình I). Các điện tử được kích thích lên vùng dẫn có thể tham gia vào các quá trình khử. Cụ thể, các điện tử có thể bị hấp thụ bởi các phân tử O2 hấp phụ trên bề mặt TiO2 (quá trình II), sinh ra các iôn O2 có hoạt tính hóa học cao, có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ (quá trình III). Một số hợp chất hữu cơ có khả năng hấp thụ trực tiếp các điện tử trên vùng dẫn và bị phân hủy (quá trình IV) [39]. Quá trình này được gọi là quá trình khử trực tiếp. Các lỗ trống được sinh ra trong vùng hóa trị khuếch tán đến bề mặt của TiO2 và phản ứng với các phân tử nước hấp phụ trên bề mặt, sinh ra các nhóm OH* (quá trình V). Các nhóm OH* này có thể nằm trên bề mặt TiO2 hoặc khuếch tán ra ngoài dung dịch, gây ra sự ôxy hóa các phân tử hữu (quá trình VI). Bên cạnh đó, các lỗ trống còn có khả năng ôxy hóa trực tiếp các phân tử hữu cơ (quá trình VII) [40, 41]. Trong số các phản ứng này, phản ứng ôxy hóa gây ra bởi các nhóm OH* được xem là phản ứng chính trong sự phân hủy của các hợp chất hữu cơ [42, 43].
Hình 3.8. Các quá trình xảy ra trên bề mặt TiO2 dưới tác dụng của ánh sáng tử ngoại: (I) quá trình kích thích, (II) quá trình khử O2 tạo O2
, (III) quá trình phân hủycác phân tử hữu cơ bởi O2, (IV) quá trình khử trực tiếp bởi các điện tử trên vùng