Tiến hành đánh giá sự ảnh hưởng của hàm lượng TiO2 đến khả năng xúc tác quang hóa phân hủy RhB theo Mục 2.6.1. Dung dịch RhB chứa các mẫu xúc tác Cu0.5Mg0.5Fe2O4, TiO2, ST0, ST1, ST2, ST3 và ST4 được chiếu sáng 90 phút, kết quả phổ UV-Vis phân hủy RhB của các mẫu được thể hiện ở Hình 3.31.
Hình 3.31. Phổ UV-Vis quá trình phân hủy RhB của các mẫu (Vdd = 20 mL; Co(RhB) = 10 mg/L; mxt = 0,02 g; thời gian chiếu sáng 90 phút; pH = 7).
Theo Hình 3.31, hoạt tính xúc tác quang hóa quân hủy RhB của các mẫu theo thứ tự tăng dần là: Cu0.5Mg0.5Fe2O4 < TiO2 < ST0 < ST1 < ST4 < ST3 < ST2. Vật liệu vật tổ hợp Cu0.5Mg0.5Fe2O4/TiO2 thể hiện hoạt tính xúc tác quang cao hơn vật liệu đơn lẻ Cu0.5Mg0.5Fe2O4 và TiO2. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra tính chất xúc tác quang hóa đặc biệt của vật liệu tổ hợp được chế tạo từ hai chất bán dẫn, hoạt tính quang hóa được cải thiện là nhờ sự phân tách điện tử tăng lên [27], [72]. Sự kết hợp của hai chất bán dẫn có mức năng lượng oxi hóa - khử khác nhau làm tăng sự phân tách điện tử, tăng thời gian sống của cặp e-/h+, do đó cải thiện hoạt tính xúc tác quang hóa.
< ST2) và khi hàm lượng TiO2 tiếp tục tăng thì hoạt tính xúc tác quang lại giảm (ST2 > ST3 > ST4). Như vậy, mẫu ST2 có hoạt tính xúc tác quang là cao nhất, tương ứng với tỷ lệ khối lượng Cu0.5Mg0.5Fe2O4:TiO2 = 1,1:1 (Bảng 2.2). Điều này có thể được giải thích rằng, khi hàm lượng TiO2 nhỏ hơn hàm lượng spinel ferrite Cu0.5Mg0.5Fe2O4 thì toàn bộ TiO2 sẽ liên kết với Cu0.5Mg0.5Fe2O4 đóng vai trò hấp thụ năng lượng bức xạ khả kiến, các điện tử được tạo thành sẽ chuyển đến TiO2 để thực hiện phản ứng phân hủy RhB, sự tái tổ hợp của cặp e-/h+ diễn ra chậm hơn. Khi hàm lượng TiO2 tăng dần và lớn hơn hàm lượng Cu0.5Mg0.5Fe2O4 (mẫu ST3, Cu0.5Mg0.5Fe2O4:TiO2 = 1:1,4) thì một lượng TiO2 tồn tại như đơn thành phần trong vật liệu tổ hợp. Ngoài ra TiO2 đóng vai trò như tâm tái tổ hợp của cặp e-/h+ (Hình 3.18), do đó khi hàm lượng TiO2 cao hơn mức tối ưu thì nó sẽ làm tăng phản ứng tái tổ hợp của cặp e-/h+ cũng như là che phủ các tâm hấp thụ ánh sáng của vật liệu tổ hợp, dẫn đến làm giảm hoạt tính xúc tác quang hóa. Như vậy, mẫu ST2 là tối ưu (vật liệu tổ hợp Cu0.5Mg0.5Fe2O4/TiO2) sẽ được chọn để cho các nghiên cứu khảo sát tiếp theo.