6. Cấu trúc luận văn
1.4. GIỚI THIỆU VẬT LIỆU COMPOSITE g-C3N4/CdS
Gần đây, vật liệu g-C3N4/CdS đã đƣợc nghiên cứu để ứng dụng trong việc xử lý môi trƣờng nƣớc. Việc kết hợp cả hai loại vật liệu CdS và g-C3N4 vừa khắc phục đƣợc nhƣợc điểm của từng loại vật liệu riêng vừa góp phần cải thiện hoạt tính xúc tác quang, tăng hiệu suất phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nƣớc.
Đã có nhiều phƣơng pháp biến tính để khắc phục các nhƣợc điểm của g-C3N4, trong đó có thể kể đến một số công trình tiêu biểu biến tính g-C3N4 bởi CdS. Ở công trình của Lu M. và cộng sự [43], các hạt nano CdS đã đƣợc phân tán thành công trên màng siêu mỏng g-C3N4 nano, hoạt tính xúc tác quang đƣợc tăng cƣờng đáng kể cho sự phân hủy methyl orange (MO) dƣới sự chiếu xạ ánh sáng nhìn thấy. Ở một công trình khác Li G. và cộng sự [44] đã tổng
hợp thành công vật liệu xúc tác quang g-C3N4/CdS. Vật liệu đƣợc ứng dụng trực tiếp xử lý môi trƣờng đối với sự phân hủy các chất kháng sinh erythromycin và tetracycline. Việc pha tạp WP nhằm biến đổi cấu trúc g- C3N4/CdS cũng đƣợc nghiên cứu [45] để đạt đƣợc sự phân tách và chuyển hóa hiệu quả hiệu ứng quang điện tử cũng nhƣ cải thiện tính chất của vật liệu trong việc điều chế H2. Với hàm lƣợng WP 5%, tốc độ giải phóng hydro cao nhất, có thể đạt gấp khoảng 12,49 lần so với CdS tinh khiết.
Composite g-C3N4/CdS cũng đƣợc tổng hợp thành công bởi Li X. và cộng sự [46], vật liệu thu đƣợc có tính ổn định quang hóa cao, hiệu suất quang phân hủy RhB và giảm thiểu lƣợng CO2 cũng đã đƣợc công bố. Hoạt tính quang xúc tác của g-C3N4/CdS cao hơn khoảng 2 lần so với g-C3N4 nguyên chất. Hiệu suất phân hủy quang của RhB đạt hơn 92% dƣới bức xạ ánh sáng nhìn thấy trong 30 phút. Các sản phẩm khí chính của quá trình quang xúc tác khử CO2 là CH4, CO, H2. Kết quả cho thấy, khi có mặt chất xúc tác quang g- C3N4/CdS, lƣợng H2 và CH4 tạo thành cao hơn 50 lần so với việc sử dụng g- C3N4 nguyên chất.
Nhƣ vậy, vật liệu composite g-C3N4/CdS thể hiện hoạt tính xúc tác quang tốt trong vùng ánh sáng khả kiến, nó phân hủy gần nhƣ hoàn toàn các chất hữu cơ nhƣ rhodamine B, methyl orange,… Mặc dù vậy, việc tìm kiếm các phƣơng pháp mới để đạt đƣợc hệ vật liệu g-C3N4/CdS có hoạt tính xúc tác cao vẫn đang đƣợc đặt ra. Từ thực tế trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp vật liệu g-C3N4/CdS với kích thƣớc nano bằng phƣơng pháp thủy nhiệt và khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu bằng phản ứng phân hủy MB trong dung dịch nƣớc dƣới điều kiện ánh sáng khả kiến.