J (mA/cm2) Điện thế ngoài (V)
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH KẾT LUẬN
KẾT LUẬN
Trên cơ sở những kết quả nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đưa ra một số kết luận sau:
1. Đã chế tạo được các mẫu vật liệu nano Fe2O3 có cấu trúc dạng thanh thẳng đứng trên đế dẫn điện FTO bằng phương pháp thuỷ nhiệt. Kết quả khảo sát hình thái bề mặt bằng kĩ thuật SEM cho thấy mẫu vật liệu F04 tổng hợp tại điều kiện nhiệt độ 100 oC trong thời gian 16 giờ với tỉ lệ nồng độ FeCl3/CO(NH2)2 là 2/3 có độ đồng nhất và độ xốp cao, các thanh nano có đường kính trung bình 50 nm, chiều dày lớp vật liệu 2 m. Kết quả khảo sát cấu trúc bằng các kĩ thuật XRD, UV-Vis cho thấy vật liệu nano Fe2O3 có cấu trúc tinh thể dạng hematite ( -Fe2O3) và bờ hấp thụ quang ở trong vùng ánh sáng nhìn thấy với bề rộng vùng cấm quang học là 1,91 eV.
2. Đã tiến hành pha tạp Sn vào các mẫu vật liệu thanh nano Fe2O3. Kết quả SEM và EDX cho thể hiện có mặt của Sn trong vật liệu Fe2O3. Phổ UV- Vis của mẫu Fe2O3 pha tạp 80 mM Sn (mẫu Sn-F80) cho thấy bờ hấp thụ quang học tương tự như mẫu không pha tạp và giá trị độ rộng vùng cấm quang học tương đương mẫu không pha tạp.
3. Đã khảo sát hoạt tính quang điện hóa của các điện cực chế tạo được. Khi pha tạp Sn vào cấu trúc nano Fe2O3 hiệu suất chuyển đổi quang điện hoá được tăng cường rõ rệt. Với nồng pha tạp 80 mM, mẫu Sn-F80 đạt hiệu suất cao nhất (1,07% tại 0,3 V), gấp 9 lần mẫu Fe2O3 không pha tạp.
4. Sự tăng cường hoạt tính quang điện hóa của vật liệu Fe2O3 pha tạp Sn được giải thích là do việc cải thiện tính chất điện, tăng nồng độ hạt tải và nâng cao khả năng hấp thụ quang học của hệ vật liệu.
KIẾN NGH
Trên cơ sở các kết quả thu được từ nghiên cứu này, chúng tôi có một số kiến nghị sau:
1. Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tăng cường hoạt tính quang điện hóa của vật liệu khi pha tạp các nguyên tố kim loại.
2. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số thông số như thời gian, nhiệt độ, … trong quá trình pha tạp các nguyên tố kim loại lên hoạt tính quang điện hóa của vật liệu.
3. Nghiên cứu pha tạp/đồng pha tạp các nguyên tố kim loại, phi kim và/hoặc chế tạo các cấu trúc dị thể trên nền vật liệu thanh nano Fe2O3 nhằm tăng cường hoạt tính quang điện hóa của hệ vật liệu.
4. Nghiên cứu nâng cao độ ổn định và độ bền của vật liệu thanh nano Fe2O3 cho các phản ứng quang điện hóa tách nước.