6. Cấu trúc luận văn
3.1.1. Đặc trưng vật liệu g-C3N4
Để xác định cấu trúc g-C3N4 tổng hợp được, mẫu vật liệu g-C3N4 đã được đặc trưng bởi phương pháp nhiễu xạ XRD, kết quả được trình bày ở Hình 3.1A.
Hình 3.1. (A)-Giản đồ XRD của mẫu g-C3N4, (B)-Phổ IR của mẫu vật liệu g-C3N4, (C)-Phổ UV-Vis DRS của mẫu vật liệu g-C3N4, (D)-Năng lượng vùng cấm của mẫu
vật liệu g-C3N4
Từ Hình 3.1A cho thấy, giản đồ XRD của mẫu g-C3N4 có hai peak đặc trưng, một peak cường độ mạnh tại 2θ = 27,3o và peak yếu xuất hiện ở 2θ = 13,2o tương ứng các mặt nhiễu xạ (002) và (100) của những vật liệu có cấu trúc
graphite. Trong đó, peak tại 13,2o là sự sắp xếp cấu trúc tuần hoàn các đơn vị tri-s-triazine với khoảng cách mặt là d100 = /(2.sin θ100) = 1,540(Å)/(2.sin6,6) = 6,70Å, và peak tại 27,3o là sự sắp xếp các hệ thống liên hợp thơm với khoảng cách là d002 = /(2.sin θ002) = 1,540(Å)/(2.sin13,65) = 3,26 Å, kết quả này phù hợp với công trình công bố về thông số mạng trong g-C3N4 [50].
Liên kết hóa học trong vật liệu g-C3N4 được đặc trưng bởi phổ hồng ngoại, kết quả được thể hiện ở Hình 3.1B. Từ hình này cho thấy, một số peak có cường độ mạnh trong vùng 1250 – 1632 cm-1 là dao động hóa trị của các liên kết C- N, C=N dị vòng; peak tại 810 cm-1 tương ứng với dao động của các đơn vị tri- s-triazine, các dải hấp thụ rộng từ 3000 đến 3300 cm-1 là dao động kéo dãn liên kết -NH-, -NH2 của các nhóm amine ngưng tụ không hoàn toàn hoặc nhóm - OH của các phân tử nước hấp phụ [51].
Khả năng hấp thụ ánh sáng của g-C3N4 được nghiên cứu bằng phổ UV- vis DRS, kết quả được trình bày ở Hình 3.1C.
Quan sát kết quả phổ UV-Vis-DRS ở Hình 3.1C cho thấy, g-C3N4 có dải hấp thụ nằm gần như hoàn toàn trong vùng khả kiến trải dài từ bước sóng λ > 380 – 500 nm. Giá trị band gap cũng được xác định theo phương pháp này, khoảng 2,70 eV (Hình 3.1D). Điều này rất phù hợp với kết quả nghiên cứu trước đây về g-C3N4 [52]. Với band gap nhỏ, g-C3N4 có thể sẽ thể hiện hoạt tính xúc tác quang tốt dưới sự chiếu xạ ánh sáng nhìn thấy.