6. Cấu trúc luận văn
3.3.2. Ảnh hưởng của cường độ nguồn sáng
Cường độ nguồn sáng ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng photon cũng như mức năng lượng cung cấp cho quá trình phản ứng của hệ xúc tác quang. Vì vậy, việc lựa chọn một nguồn sáng có năng lượng phù hợp cho vật liệu xúc tác quang cũng cần được nghiên cứu.
Tiến hành thí nghiệm với các cường độ chiếu sáng khác nhau, từ 3 loại đèn 220V – 40W, 220V – 60W và 220V – 100W với nồng độ MB ban đầu là 5 mg/L, khối lượng xúc tác 0,03 g. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của cường độ nguồn sáng được trình bày ở Hình 3.18.
Hình 3.18. Hiệu suất xúc tác quang của g-C3N4/BaTiO3 x% ở MB 5mg/L khi sử
dụng các cường độ nguồn sáng khác nhau (mxt = 0,03 g, Co = 5 mg/L, V = 80 mL)
Dựa vào kết quả ở Hình 3.18 nhận thấy khi khảo sát cùng 1 mẫu với sự tăng cường độ đèn từ 40W, 60W, 100W, hiệu quả phân hủy MB của mẫu cũng tăng dần, cụ thể ở g-C3N4/BaTiO3 5% với hiệu suất lần lượt 48,79%, 60,18%, 68,59%; hiệu suất cũng tăng dần 64,12%, 72,24% và 83,82% ở mẫu g-C3N4/BaTiO3 10%; g-C3N4/BaTiO3 15% cũng không ngoại lệ 39,84%, 47,07%, 54,04%; dựa vào kết quả ta cũng thấy ở vùng cường độ thấp, việc tăng cường độ đèn dẫn đến sự gia tăng đáng kể hiệu quả quang xúc tác và giá trị này tăng chậm hơn ở vùng cường độ cao. Mặt khác, khi so sánh hiệu suất của các mẫu vật liệu trong cùng cường độ nguồn sáng thì ta rút ra được hiệu suất phân hủy của g-C3N4/BaTiO3 10% > g-C3N4/BaTiO3 5% > g- C3N4/BaTiO3 15% (kết quả này hoàn toàn phù hợp với khi tiến hành quá trình xúc tác quang của các mẫu vật liệu ở MB cùng nồng độ).
Hiệu quả phân hủy của mẫu tăng khi tăng cường độ nguồn sáng. Điều này có thể được giải thích như sau: khi tăng cường độ chiếu sáng, đã làm tăng số lượng photon cung cấp vào hệ phản ứng, hay năng lượng cung cấp cho việc kích thích electron từ vùng hóa trị lên vùng dẫn cũng tăng. Điều này tạo
điều kiện thuận lợi cho quá trình phân tách cặp electron – lỗ trống quang sinh, tạo ra nhiều gốc tự do hơn, từ đó, tăng cường hiệu quả quang xúc tác của vật liệu [30]. Bên cạnh đó, khi tăng cường ánh sáng, “độ rọi” của chùm photon đi vào lòng dung dịch cũng tăng lên đáng kể, nghĩa là cường độ đèn càng cao, càng có nhiều photon tiến sâu vào bên trong lớp dung dịch và tiếp cận được bề mặt xúc tác, do đó làm tăng cường khả năng tạo thành gốc tự do của composit, do đó làm tăng hiệu quả phân hủy chất màu.
Như vậy cường độ nguồn sáng là một trong những yếu tố quyết định hoạt tính xúc tác quang của vật liệu. Hiệu suất phân hủy MB càng tăng khi công suất đèn chiếu sáng tăng.
Từ những kết quả tiến hành trong các điều kiện như trên, có thể khẳng định composit hình thành từ phần trăm khối lượng tiền chất 90% BaTiO3 và 10% g-C3N4 là tốt nhất trong 3 mẫu composit g-C3N4/BaTiO3 x% khảo sát để tăng cường hoạt tính xúc tác quang của vật liệu.