Kết quả khảo sát ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng đến hiệu quả quang
phân hủy xúc tác RhB trên hai loại vật liệu MoS2/rGO và 3%Mn-MoS2/rGO được
thể hiện trên hình 3.44. Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng đến hiệu quả quang phân hủy RhB sau 4 giờ phản ứng trên các vật liệu này được thống kê trong bảng 3.10.
Hình 3.44. Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng đến quá trình quang phân hủy RhB trên xúc tác MoS2/rGO (a) và Mn-MoS2/rGO (b)
104
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của cường độ chiếu sáng đến hiệu quả phân hủy RhB sau 4 giờ phản ứng
Cường độ chiếu sáng
Hiệu suất phân hủy RhB trên xúc tác MoS2/rGO (%)
Hiệu suất phân hủy RhB trên xúc tác Mn-MoS2/rGO (%)
40 W 76,4 78,7
60 W 80 90,05
75 W 82,9 92,3
100 W 84,3 93,5
Kết quả ở hình 3.44 cho thấy, cùng với sự tăng cường độ đèn chiếu sáng, hiệu quả phân hủy RhB của mẫu cũng tăng dần cùng với hiệu suất và hiệu quả
quang xúc tác của mẫu Mn-MoS2/rGO (hình 3.44b) cao hơn so với MoS2/rGO (hình
3.44a). Điều này cho thấy khi tăng cường độ chiếu sáng, về bản chất đã làm tăng số lượng photon cung cấp vào hệ phản ứng hay nói cách khác, năng lượng cung cấp cho việc kích thích electron từ vùng hóa trị lên vùng dẫn cũng tăng. Điều đó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phân tách cặp electron - lỗ trống quang sinh, tạo ra nhiều gốc tự do hơn làm tăng cường hiệu quả quang xúc tác của vật liệu [203]. Bên cạnh đó, khi tăng cường độ đèn, độ rọi của chùm photon đi vào lòng dung dịch cũng tăng lên đáng kể nghĩa là cường độ đèn càng cao, càng có nhiều photon tiến sâu vào bên trong lớp dung dịch và tiếp cận được với bề mặt xúc tác, do đó làm tăng cường khả năng tạo thành gốc tự do làm tăng hiệu quả phân hủy chất màu của vật liệu.
Tuy nhiên, khi tăng cường độ chiếu sáng lên 75W hay 100W thì hiệu quả quang xúc tác của vật liệu có tăng nhưng không đáng kể, trong khi chi phí năng lượng lại lớn. Nguyên nhân của hiện tượng này là ở cường độ ánh sáng thấp, tốc độ phản ứng quyết định bởi sự phân tách electron và lỗ trống quang sinh. Tuy nhiên, khi tăng cường độ chiếu sáng lên, do hình thành nhiều cặp electron và lỗ trống quang sinh nên xảy ra sự cạnh tranh giữa tốc độ phân tách và tốc độ tái tổ hợp của cặp electron – lỗ trống, dẫn đến tốc độ phản ứng không tăng thêm được nhiều [204].
105
Do đó, nguồn chiếu sáng đèn compact 220V – 60W được chọn làm cường độ chiếu sáng trong các nghiên cứu tiếp theo.