Hình 4.8 Phổ hấp thụ UV-Vis của các mẫu TiO2.P25 và TiO2.TƯ
Hình 4.8 đưa ra phổ hấp thụ UV-Vis của các hạt nano TiO2.P25 và TiO2.TƯ. Có thể thấy rằng phổ hấp thụ của chúng có hình dạng tương tự nhau và cùng thể
TiO2.P25 TiO2.TƯ I Bước sóng (nm) Đ ộ h ấp th ụ
hiện sự hấp thụ mạnh trong vùng UV (bước sóng nhỏ hơn 400nm), điều này là do đặc trưng năng lượng vùng cấm của dạng anatase-TiO2 là 3,2eV. Bằng cách kẻ đường thẳng tiệm cận điểm uốn trên phổ UV-Vis và cắt với trùng hoành sẽ xác định được vị trí bước sóng bắt đầu xảy ra sự hấp thụ UV-Vis trong mẫu cần nghiên cứu. Kết quả cho thấy bước song bắt đầu xủa ra sự hấp thụ UV-Vis của mẫu TiO2.P25 là 375nm và của mẫu TiO2.TƯ là 385 nm.
Theo công thức: eV c h Eg . , (4.1) Trong đó: h: hằng số Planck với h = 6,63.10-34 J.s c: vận tốc ánh sáng với c = 3.108 m/s λ: bước sóng hấp thụ (m)
Thay số vào công thức (4.1) ta có giá trị Eg của mẫu TiO2.P25 là 5,30.10-19 J hay bằng 3,31eV; còn mẫu TiO2.TƯ là 5,17.10-19
J hay bằng 3,22eV thấp hơn so với mẫu TiO2.P25. Chứng tỏ mẫu TiO2.TƯ có thể hấp thu ánh sáng để chuyển lên vùng dẫn tốt hơn so với mẫu TiO2.P25.
Với khả năng hấp thụ photon như trên việc sử dụng đèn UV với bước sóng 365nm là thích hợp.
4.2.5 Kết quả phân tích đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ (BET)
Tính chất và cấu trúc mao quản của TiO2.TƯ được nghiên cứu bằng phép đo đường đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ N2 ở 77K. Đồ thị 4.1 chỉ ra rằng hình dạng của đường cong hấp phụ và giải hấp phụ của TiO2.TƯ thuộc loại IV theo phân loại của IUPAC [71].
Đồ thị 4.1 Đường đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ N2 của mẫu TiO2.TƯ
Đồ thị 4.2 Đường phân bố kích thước mao quản của mẫu TiO2.TƯ
Ở áp suất tương đối cao, đường đẳng nhiệt có một vòng kiểu trễ H3 [71], đặc trưng cho vật liệu mao quản trung bình. Diện tích bề mặt riêng SBET của phép đo là 91,8 m2/g lớn gấp gần 2 lần diện tích bề mặt riêng SBET của P25 sau khi nung ở 4480C là 50,0 m2/g.
Trên đồ thị 4.2 cho thấy, đường phân bố kích thước mao quản của mẫu TiO2.TƯ có 1 pic tù, cho phép dự đoán vật liệu thu được có nhiều loại mao quản. Kích thước mao quản phân bố trải dài từ 2 nm đến 100 nm, do đó mẫu TiO2.TƯ gồm các mao quản trung bình, điều này khá phù hợp với nhận định thu được từ đường đẳng nhiệt hấp phụ và khử hấp phụ N2 (đồ thị 4.1). Pic cực đại ứng với kích thước mao quản trung bình 9 nm, do vậy mẫu TiO2.TƯ chủ yếu chứa các mao quản trung bình với đường kính khoảng 9 nm.