ứng phân hủy RhB
Hoạt tính xúc tác quang của vật liệu được đánh giá bằng phản ứng phân hủy RhB dưới ánh sáng UV. Trước khi chiếu sáng, lắc đều dung dịch RhB (có chất xúc tác và không có chất xúc tác) trong bóng tối trong thời gian 30 phút để đạt cân bằng hấp phụ. Các chất xúc tác sử dụng trong nghiên cứu này là NF, GO-N, GO-N,S và composite NF/ GO-N, NF/ GO-N,S.
Hình 3. 31. Sự giảm nồng độ RhB theo thời gian của phản ứng
(Điều kiện phản ứng: lượng xúc tác: 0,05 g; Thể tích dung dịch RhB (nồng đ 100 mg/L ; thời gian phản ứng: 240 phút)
Kết quả khảo sát hoạt tính xúc tác quang của các vật liệu trong phản ứng phân hủy RhB được thể hiện ở hình 3.31.
Có thể nhận thấy, khi không có xúc tác sự giảm nồng độ dung dịch RhB theo thời gian phản ứng là không đáng kể. Đối với các composite, sự giảm nồng độ RhB theo thời gian phản ứng là khá mạnh so với từng vật liệu riêng rẽ, giảm mạnh là NF/GO-N,S. 0 30 60 90 120 150 180 210 240 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 C/C o
Thoi gian chieu sang (phut)
Không xúc tác NF GO-N GO-N,S NF/GO-N NF/GO-N,S
Hình 3. 32. Hiệu suất phân hủy RhB trên các xúc tác sau 240 phút chiếu sáng
Sau 240 phút phản ứng, hiệu suất phân hủy RhB của NF/ GO-N,S đạt 95,09%, trong khi đó NF/GO-N sau 240 phút đạt 87,36%, còn với GO-N, GO- N,S đạt 32,37 và 36,06%, tương ứng; NF chỉ đạt 20,74% . Kết quả này cho thấy rõ sự tăng cường khả năng hiệp trợ khi tổ hợp vật liệu NF với GO-N cũng như GO-N,S. Hoạt tính xúc tác của NF/ GO-N, NF/ GO-N,S được cải thiện rõ rệt trong điều kiện khảo sát, điều này được cho là do khi NF tổ hợp với GO biến tính bởi N/ hay đồng thời N,S, hợp phần biến tính đóng vai trò như nguồn sản sinh electron và lỗ trống, còn GO đóng vai trò là nơi tích tụ, hạn chế tự tái kết hợp của các electron và lỗ trống được sinh ra bởi hợp phần biến tính và cung cấp thế phù hợp để các electron quang sinh có thể dễ dàng phản ứng với các phân tử oxi thành •O2−dẫn đến cải thiện đáng kể hiệu suất quang xúc tác [105], [109]. Đồng thời có thể GO biến tính bởi một số phi kim hoặc đồng thời nhiều phi kim (N,S), khi đó các tác nhân biến tính N,S có thể xem là chất định hướng cấu trúc, tăng cường các nhóm chức phân cực trong cấu trúc do đó có thể ảnh hưởng đáng kể năng lượng vùng cấm, do đó ảnh hưởng đến hiệu suất quang xúc tác. Kết quả này phù hợp với những thảo luận về đặc trưng vật liệu theo FT-IR và XPS về sự hình thành liên kết trong vật liệu composite cũng như kết quả xác