Nếu cựng điều kiện phản ứng, cỏc mẫu ZnO thường cú hoạt tớnh quang húa khỏc nhau, sự khỏc nhau này được giải thớch dựa trờn đặc tớnh húa lý, yếu tố hỡnh học, thành phần cấu trỳc tinh thể, độ tinh thể húa, diện tớch bề mặt, kớch thước hạt, thành phần tạp chất… Cỏc đặc trưng này được quyết định bởi nguyờn liệu và phương phỏp điều chế.
1.7.3.1. Kớch thước hạt
Cỏc nghiờn cứu thực nghiệm cho thấy, khụng phải kớch thước hạt ZnO càng nhỏ thỡ hoạt tớnh càng cao mà tồn tại kớch thước hạt tối ưu để cho tốc độ phõn húa cực đại.
1.7.3.2. Thành phần tinh thể
ZnO được sử dụng làm xỳc tỏc quang thường ở dạng hexagonal wurtzite, zincblende, trong đú hexagonal wurtzite cú hoạt tớnh hơn zincblende. Nguyờn nhõn là do sự tỏi hợp của cặp e-/h+ xảy ra trờn bề mặt zincblende nhanh hơn và cú ớt chất hữu cơ và hydroxit hấp thụ trờn bề mặt pha zincblende.
1.7.3.3. Yếu tố bề mặt
Lượng nước và nhúm hydroxit hấp phụ trờn bề mặt ZnO. Wurtzite hoạt tớnh hơn zincblende trong sự hấp phụ nước và hydroxit nờn tốc độ tạo thành OH- cao hơn, do đú hoạt tớnh quang húa của ZnO Wurtzite cao hơn zincblende.
1.7.3.4. Độ tinh thể húa
Độ tinh thể húa cao hơn dẫn đến hoạt tớnh quang húa tăng, khi nung ở nhiệt độ cao là tăng độ tinh thể húa, dẫn đến tăng hoạt tớnh quang. Tuy nhiờn, việc tăng nhiệt độ nung sẽ làm tăng kớch thước hạt và giảm diện tớch bề mặt của ZnO, do đú cần xỏc lập chế độ nhiệt độ phự hợp nhằm tăng cường hoạt tớnh của ZnO.
Chương 2
THỰC NGHIỆM
2.1. Húa chất, dụng cụ và thiết bị
2.1.1. Húa chất
- Zn(NO3)2.6H2O; polyvinyl ancol (PVA); Metylen xanh; EDTA; HNO3; NH3(PA).
- Murexit; ancol etylic; NaCl. - Nước cất.
2.1.2. Dụng cụ, thiết bị
- Bỡnh định mức cỏc loại; Cốc thủy tinh, đũa thủy tinh; Pipet cỏc loại. - Ống đong cỏc loại; Bỏt sứ; Giỏ sắt; Buret.
- Mỏy khuấy từ gia nhiệt (cú điều khiển tốc độ khuấy, nhiệt độ), con từ. - Mỏy đo pH, độ chớnh xỏc 0,01 độ pH.
- Tủ sấy (cú điều khiển thời gian và nhiệt độ).
- Lũ nung (cú điều khiển thời gian, nhiệt độ và tốc độ nõng nhiệt). - Cõn phõn tớch độ chớnh xỏc 10-2g và 10-4g.
- Nhiệt kế.
- Mỏy đo mật độ quang Specord Version 2.7E.
- Đốn tử ngoại UV VL - 6 LC, λ = 365 nm, 12 W (Phỏp) - Kớnh hiển vi điện tử quột (SEM).
- Kớnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM). - Mỏy đo phổ nhiễu xạ tia X (XRD).
2.2. Pha chế dung dịch
2.2.1. Dung dịch Zn(NO3)2 1M
Cõn chớnh xỏc 148,7455 gam Zn(NO3)2.6H2O cho vào cốc thủy tinh, sau đú thờm nước cất vào và khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh cho đến khi húa chất tan hết. Chuyển toàn bộ dung dịch vào bỡnh định mức 500ml và thờm nước cất đến vạch định mức.
Chuẩn độ dung dịch thu được bằng EDTA với chỉ thị murexit xỏc định nồng độ của dung dịch Zn(NO3)2 là 1M.
2.2.2. Dung dịch EDTA 0,01M
Hũa tan 10 gam EDTA (Na2C10H14O8N2.2H2O) trong 100 gam H2O. Sau đú thờm rượu etylic cho đến khi ngừng tỏch kết tủa, lọc lấy kết tủa, rửa kết tủa bằng rượu etylic, ete. Sấy kết tủa trong khụng khớ khoảng 12h rồi cho vào tủ sấy ở nhiệt độ 800C đến khối lượng khụng đổi, để nguội trong bỡnh hỳt ẩm thu được EDTA tinh khiết.
Cõn chớnh xỏc 1,8612 gam EDTA thu được cho vào cốc thủy tinh, sau đú thờm nước cất vào và khuấy nhẹ bằng đũa thủy tinh cho đến khi húa chất tan hết. Chuyển toàn bộ dung dịch vào bỡnh định mức 500ml và thờm nước cất đến vạch định mức thu được dung dịch EDTA 0,01M.
2.2.3. Chỉ thị murexit
Cõn NaCl tinh thể và Murexit theo tỷ lệ khối lượng = 100 : 1 cho vào cối sứ, nghiền mịn và trộn đều. Sau đú đựng trong lọ sẫm màu.