6. Cấu trỳc luận văn
3.5.1. Đặc trưng vật liệucomposite GB-10ở cỏc nhiệt độ nung
3.5.1.1. Màu sắc của vật liệu composite GB-10ở cỏc nhiệt độ nung khỏc nhau
Vật liệu composite GB-10 được xử lý nung ở cỏc nhiệt độ khỏc nhau T = 500 oC; 530 oC và 560 oC được kớ hiệu lần lượt là GB-10-500; GB-10-530; GB-10-560 (GB-10-T). Trờn hỡnh 3.24 cú thể thấy màu vàng của cỏc mẫu composite đậm dần theo chiều tăng của nhiệt độ nung.
Hỡnh 3. 24 Hỡnh ảnh cỏc mẫu vật liệu composite GB-10-T
3.5.1.2. Phương phỏp nhiễu xạ tia X
Để xỏc định cỏc hợp phần trong vật liệu tổng hợp, cỏc vật liệu GB-10-T được đặc trưng bằng phương phỏp nhiễu xạ tia X, kết quả được trỡnh bày ở Hỡnh 3.25.
Hỡnh 3. 25Giản đồ nhiễu xạ tia X của cỏc vật liệu g-C3N4, BiVO4 và GB-10-T
Kết quả nhiễu xạ tia X ở Hỡnh 3.25 của vật liệu g-C3N4, BiVO4 và cỏc mẫu composite GB-10-T cho thấy, trờn giản đồ nhiễu xạ tia X của cỏc mẫu GB-10- T xuất hiện đầy đủ cỏc đỉnh nhiễu xạ đặc trưng cho vật liệu BiVO4. Trong khi đú, khụng thấy sự xuất hiện của đỉnh nhiễu xạ tại vị trớ 27,4 đặc trưng cho g- C3N4. Tuy nhiờn, nếu quan sỏt kỹ, cú thể thấy rằng, đỉnh nhiễu xạ cực đại tại vị trớ 28,9 đặc trưng cho BiVO4 ở cỏc mẫu GB-10-T cú sự dịch chuyển nhẹ về phớa gúc nhỏ so với ở BiVO4 tinh khiết. Điều này cú thể là do dự tương tỏc giữa BiVO4 và g-C3N4 khi hỡnh thành composite.
3.5.1.3. Phương phỏp phổ phản xạ khuếch tỏn tử ngoại khả kiến
Khả năng hấp thụ ỏnh sỏng của vật liệu GB-10-530 so với 2 vật liệu thành phần là g-C3N4 và BiVO4 thụng qua kết quả đặc trưng bằng phương phỏp đo UV-Vis mẫu rắn, kết quả thể hiện trờn Hỡnh 3.26. Hỡnh 3.26 cho thấy, phổ hấp thụ của vật liệu composite GB-10-530 cú sự mở rộng bờ hấp thụ sang vựng ỏnh sỏng khả kiến so với cỏc vật liệu g-C3N4 nhưng khụng cú sự khỏc biệt nhiều so với vật liệu BiVO4 riờng lẻ.
Hỡnh 3. 26 Phổ UV-Vis mẫu rắn của cỏc vật liệu g-C3N4, BiVO4 và composite GB-10-530
Giỏ trị năng lượng vựng cấm được xỏc định dựa vào sự phụ thuộc hàm Kubelka-Munk theo năng lượng ỏnh sỏng hấp thụ (Hỡnh 3.27). Giỏ trị năng lượng vựng cấm của vật liệu g-C3N4được xỏc định tương ứng khoảng 2,78 eV; vật liệu BiVO4 là 2,48 eV và vật liệu composite GB-10-530 là khoảng 2,45 eV (Bảng 3.6).
Bảng 3. 6 Năng lượng vựng cấm của cỏc vật liệu g-C3N4, BiVO4 và composite GB-10-530 Mẫu vật liệu Năng lượng vựng cấm (eV)
g-C3N4 2,78
BiVO4 2,48
Hỡnh 3. 27 Đồ thị của sự phụ thuộc hàm Kubelka-Munk theo năng lượng ỏnh sỏng bị hấp thụ của vật liệu g-C3N4(a), BiVO4 (b) và vật liệu composite GB-10-530 (c)
3.5.1.4. Phương phỏp phổ hồng ngoại
Nhằm xỏc định cỏc liờn kết trong vật liệu composite GB-10-530 được chọn đại diện để khảo sỏt bằng phổ hồng ngoại. Kết quả thể hiện ở Hỡnh 3.28. Kết quả đặc trưng phổ hồng ngoại ở Hỡnh 3.28 cho thấy, dữ liệu phổ của vật liệu GB-10-530 gần như xuất hiện cỏc đỉnh phổ đặc trưng của cả hai hợp phần g-C3N4 và BiVO4 riờng lẻ. Tuy nhiờn, so với vật liệu g-C3N4 tinh khiết, dải phổ từ 1462,04 – 1240,23 cm-1 cú hiện tượng chồng lấp lờn nhau ở vật liệu GB-10-530. Bờn cạnh đú, đỉnh phổ tại vị trớ số súng 731,02 đặc trưng cho liờn kết V-O trong nhúm VO43- của BiVO4 trong vật liệu GB-10-530 cú sự dịch chuyển nhẹ về phớa số súng bộ hơn. Cỏc thay đổi này cú thể là do sự tương tỏc giữa 2 hợp phần g-C3N4 và BiVO4 trong quỏ trỡnh hỡnh thành composite.
Hỡnh 3. 28 Phổ hồng ngoại của cỏc vật liệu g-C3N4, BiVO4 và composite GB-10-530
3.5.1.5. Phương phỏp hiển vi điện tử quột
Hỡnh ảnh bề mặt ngoài của mẫu vật liệu g-C3N4, BiVO4 và composite GB-10-530 được quan sỏt bằng phương phỏp SEM, kết quả được trỡnh bày ở Hỡnh 3.29. Từ kết quả SEM ở Hỡnh 3.29 cho thấy,vật liệu composite GB-10- 530 tổng hợp gồm cỏc hạt kết dớnh lại với nhau thành từng cụm nhỏ. Hỡnh thỏi của vật liệu GB-10-530 khụng khỏc nhiều so với vật liệu BiVO4 ban đầu.
Hỡnh 3. 29 Ảnh SEM của vật liệu g-C3N4 (a), BiVO4 (b), và composite GB-10-530