MB của vật liệu T45
3.5.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH
Trong các nghiên cứu quang xúc tác, pH là một thông số quan trọng có ảnh hưởng lớn đến quá trình quang xúc tác[12]. Độ pH của dung dịch xác định tính chất bề mặt của vật liệu T45. Do đó, chúng tôi đã nghiên cứu ảnh hưởng của nó lên sự phân hủy quang xúc tác ở các giá trị pH khác nhau.
Hình 3.12: Hiệu suất phân hủy MB (A) và phổ UV-Vis của dung dịch MB được chiếu xạ trong 180 phút với các giá trị pH khác nhau (B,C,D)
Kết quả chỉ ra trên Hình 3.12. Có thể thấy hiệu suất phân hủy của vật liệu TiO2 tăng lên khi tăng giá trị pH từ 3.00 đến 9.01. Những kết quả này có thể được giải thích bởi các đặc tính hấp phụ thuốc nhuộm của vật liệu phụ thuộc vào pH vì pH ảnh hưởng đến điện tích bề mặt của các hạt nano (pHpzc = 6.59), bề
mặt các hạt nano TiO2 được tích điện dương ở pH 3.00 và tích điện âm ở pH 9.01. Mặt khác MB là thuốc nhuộm cation nên ở giá trị pH lớn hơn điểm đẳng điện, lực hút tĩnh điện giúp tăng khả năng hấp phụ MB trên bề mặt chất xúc tác TiO2 do đó tăng cường tốc độ phân hủy quang xúc tác [16]. Hiệu quả phân hủy lớn nhất đạt được trong thời gian chiếu xạ 180 phút ở pH 9.01 thể hiện ở dự dập tắt hoàn toàn của phổ hấp thụ UV-vis. Giá trị này cao hơn nhiều so với hiệu suất của nó ở pH 3.00. Do vậy, chúng tôi lựa chọn pH tốt nhất đối với dung dịch MB của TiO2 là khoảng pH = 9. Kết quả này được sử dụng cho những thí nghiệm tiếp theo.
3.5.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vật liệu xúc tác
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của khối lượng của TiO2 đến khả năng hấp thụ MB được chỉ ra ở Hình 3.13
Trong khoảng khối lượng TiO2 khảo sát từ 0,25 g ÷ 1,0 g thì hoạt tính quang xúc tác của vật liệu tăng mạnh. Điều này có thể giải thích như sau: dưới tác dụng của ánh sáng tử ngoại, các phân tử TiO2 đã được hoạt hóa và trở thành chất xúc tác hoạt động, tạo ra các gốc tự do như superoxit, hydroxyl có khả năng oxy hóa mạnh các hợp chất hữu cơ tạo ra CO2 và H2O. Khi khối lượng của vật liệu tăng nó sẽ tạo ra càng nhiều gốc tự do có khả năng oxy hóa mạnh làm cho dung dịch MB bị mất màu nhiều hơn. Khi tăng khối lượng của TiO2 từ 0,25 g ÷ 0,5 g thì tốc độ phân hủy MB tăng khá nhanh nhưng từ 0,5 g ÷ 1,0 g thì khả năng phân hủy MB thay đổi không nhiều. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn khối lượng TiO2 là 0,5 g cho các thí nghiệm với MB tiếp theo.