Đồ thị (C/Co) x100 theo thời gian t (phút) của dung dịch metylen xanh trong các điều kiện thí nghiệm khác nhau được đưa ra ở hình 3.11. Kết quả cho thấy, H2O2 cũng có khả năng phân hủy MB, sau 300 phút, hiệu suất phân hủy MB đạt 16,0%. Khi chỉ có mặt vật liệu NiFe2O4 và không được chiếu sáng, hiệu suất hấp phụ MB chỉ đạt 10,8%. Khi có mặt NiFe2O4 và được chiếu sáng thì hiệu suất phân hủy MB đạt tới 30,16% sau 300 phút. Với sự có mặt đồng thời của H2O2 và chất xúc tác NiFe2O4 nhưng không được chiếu sáng, chỉ có 26,5% phân tử MB bị phân hủy và tăng lên đến 59,82% khi được chiếu sáng. Tác giả [32] cho rằng, khi trong hệ có đồng thời H2O2, ferit và được chiếu sáng, phản ứng phân hủy chất hữu cơ diễn ra theo cơ chế Photo - Fenton. Do đó hiệu suất phân hủy MB được tăng cường.
Hình 3.11. Đồ thị (C/Co)x100 theo thời gian t khi chỉ có mặt H2O2 (1),
NiFe2O4 + bóng tối (2), NiFe2O4 + chiếu sáng (3), NiFe2O4 + H2O2 + bóng
tối (4) và NiFe2O4 + H2O2 + chiếu sáng (5)
Phổ UV-Vis của dung dịch MB sau các khoảng thời gian khi có mặt đồng thời H2O2 và các vật liệu ZnxNi1-xFe2O4 (x = 0 ÷ 0,5) được chỉ ra ở các hình 3.12 ÷ 3.14.
Kết quả tính toán cho thấy khi có mặt H2O2 và các mẫu ZnxNi1-xFe2O4
ứng với giá trị x từ 0,1 đến 0,3, hiệu suất phân hủy MB tăng từ 67,68% lên 85,20% (bảng 3.5). Như vậy, sự có mặt của ion Zn2+ trong mạng tinh thể ferit đã làm tăng hiệu suất quang xúc tác của vật liệu NiFe2O4. Theo tác giả [21,25], mặc dù ion Zn2+ không tham gia vào quá trình photo- Fenton, nhưng sự có mặt của chúng trong mạng ferit đã làm giảm sự tái tổ hợp của electron và lỗ trống, do đó, hiệu suất phân hủy MB tăng. Tuy nhiên, khi giá trị x tăng đến 0,4 và 0,5 thì hiệu suất phân hủy MB lại giảm do khi đó sự pha tạp đạt dần đến độ bão hòa trong mạng tinh thể [21].
Hình 3.12. Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian khi có mặt H2O2
và vật liệu NiFe2O4 và Zn0,1Ni0,9Fe2O4
Hình 3.13.Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian khi có mặt H2O2
Hình 3.14. Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian khi có mặt H2O2
và vật liệu Zn0,4Ni0,6Fe2O4 và Zn0,5Ni0,5Fe2O4
Bảng 3.5. Hiệu suất phân hủy MB khi có mặt H2O2 và các vật liệu
ZnxNi1-xFe2O4 (x = 0 ÷ 0,5) sau 300 phút chiếu sáng
Vật liệu
ZnxNi1-xFe2O4
x = 0 x = 0,1 x = 0,2 x = 0,3 x = 0,4 x = 0,5
H(%) 59,82 67,68 72,67 85,20 75,53 71,11
Chúng tôi chọn mẫu Zn0,3Ni0,7Fe2O4 để nghiên cứu ảnh hưởng của lượng H2O2 và khối lượng vật liệu đến hiệu suất quang xúc tác.