Cơng trình nghiên cứu Phương pháp tổng hợp Đặc tính vật liệu
Tổng hợp TiO2–S/rGO ứng dụng quang phân hủy xanh methylene dưới ánh sáng mặt trời [36]
Phương pháp đồng kết tủa –
Tổng hợp S–TiO2/S–rGO ứng dụng tách nước bằng quang điện [37]
Phương pháp đồng kết tủa Năng lượng vùng cấm 2,53 eV
Tổng hợp S–TiO2/GA ứng dụng quang phân hủy metyl da cam trong nước [38]
Phương pháp phối trộn huyền phù: + Tổng hợp S–TiO2 từ muối thioure và TiCl4 + Tổng hợp S–TiO2/GA bằng thủy nhiệt hỗn hợp GO và S– TiO2 Năng lượng vùng cấm 2,87 eV
Hiệu suất quang phân hủy metyl da cam 92,8 % trong 1,5 giờ dưới chiếu xạ UV
Qua Bảng 1.5, vật liệu STG được tổng hợp theo phương pháp đồng kết tủa mang lại những đặc điểm vượt trội như có hiệu suất quang phân hủy cao, phân bố các hạt nano đồng đều trên bề mặt chất nền, và dễ tổng hợp. Do vậy, phương pháp đồng kết tủa được chọn để tổng hợp vật liệu STG.
1.2.4.Cơ chế quang phân hủy
Khi kết hợp S vào mạng tinh thể TiO2 dẫn đến sự hình thành dãy năng lượng mới trong vùng cấm là dãy S 3p trên vùng hóa trị O 2p làm tăng độ rộng của vùng hóa trị, tạo thành trạng thái khuyết tật trong vùng cấm [38]. Pha tạp S vào TiO2 ảnh hưởng đến hiệu suất quang phân hủy bởi các yếu tố như được thể hiện ở Hình 1.9, e– dịch chuyển trong quá trình chuyển năng lượng của S–TiO2 làm thu hẹp năng lượng vùng cấm (Eg) [37]. Mặc khác, sau khi pha tạp S, các oxy thiếu điện tử đóng vai trị như bẩy để ngăn chặn quá trình tái tổ hợp giữa e– và h+ được tạo ra. Bên cạnh đó, GA đóng vai trị quang trọng trong việc tăng hoạt tính hấp phụ và quang phân hủy của vật liệu, dưới sự chiếu xạ của ánh sáng, các điện tử được tạo ra từ các hạt S–TiO2 di chuyển sang GA và dễ phân tách giữa e– và h+ nhờ cấu trúc 3D rỗng xốp. Các e– được
14
tạo ra phản ứng với O2 hòa tan trong nước tạo ra các gốc tự do •O2– và •OH–. Các gốc tự do này tham gia vào quá trình quang phân hủy CV trong nước.
Hình 1.9: Cơ chế quang phân hủy của vật liệu STG
1.3. Đánh giá khả năng quang phân hủy của STG
Hiệu suất quang phân hủy CV của vật liệu được đánh giá thông qua chêch lệch của nồng độ của CV trước và sau phản ứng quang phân hủy như thể hiện như phương trình (1.1) [39].
H % C C C 100 (1.1) trong đó, H là hiệu suất quang phân hủy (%); Co và Ct lần lượt là nồng độ CV ban đầu và tại thời điểm t (mg/L) được xác định bằng phương pháp đo phổ hấp thu tử ngoại– khả kiến (UV–Vis).
1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
1.4.1.Trong nước
Trong nước, đã có nhiều nhóm nghiên cứu về vật liệu TiO2 cũng như biến tính TiO2 để ứng dụng trong quang phân hủy như thể trình bày ở Bảng 1.6. Các cơng trình trong nước chưa nghiên cứu pha tạp phi kim lên mạng tinh thể TiO2 hay TiO2/GA.
15