3.1.4.Phổ EDS
Hình 3.4a và b, kết quả EDS cho thấy rằng vật liệu GO và ZnO–TiO2/rGO cĩ sự phân bố đồng đều của các hạt nano trên bề mặt vật liệu do khử đồng thời các tiền chất trong quá trình tổng hợp để tạo thành cấu trúc vật liệu nanocomposite. Kết quả phân tích ở Hình 3.4c và Bảng 3.2 cho thấy GO chủ yếu được tạo thành bởi C và O lần lượt là 49,15 và 50,85 % khối lượng, trong khi trong vật liệu nanocomposite ZnO–TiO2/rGO chủ yếu bao gồm các nguyên tố C, O, Zn, và với % khối lượng lần lượt là 28,31; 22,72; 21,58, và 27,39, chứng tỏ sự hình thành của các tinh thể nano TiO2 và ZnO trên bề mặt các lớp rGO. Bên cạnh đĩ, phần trăm khối lượng nguyên tố O của vật liệu ZnO– TiO2/rGO giảm đi so với GO, cho thấy rằng các nhĩm chức chứa O trong cấu trúc của GO đã được loại bỏ trong quá trình hình thành rGO.
37
Năng lượng (keV)
Hình 3.4: Ảnh tán xạ EDS của (a) GO, (b) ZnO–TiO2/rGO, và (c) phổ EDS của các vật liệu được nghiên cứu
Bảng 3.2 Thành phần khối lượng của các nguyên tố trong vật liệu
Mẫu Tỷ lệ khối lượng (%) C O Ti Zn GO 49,15 58,85 – – TiO2/rGO 41,05 28,87 30,08 – ZnO–TiO2/rGO 28,31 22,72 27,39 21,58 3.1.5.Ảnh TEM
Kết quả ảnh TEM ở Hình 3.5a cho thấy các hạt nano TiO2 và ZnO với kích thước trong khoảng 20 – 30 nm được bao phủ đồng đều trên bề mặt của rGO trong cấu trúc vật liệu nano ZnO–TiO2/rGO.
Hình 3.5b cho thấy sự hiện diện của hai đỉnh (110) và (100) tương ứng với hai mặt phẳng tinh thể của TiO2 và ZnO cĩ mặt trong các lớp rGO [74]. Ngồi ra, nhiễu xạ điện
C ư ờ n g đ ộ
38
tử vùng đã chọn (SEAD) được thể hiện trong Hình 3.5c cho thấy độ kết tinh cao do sự hiện diện của ba mặt phẳng của tinh thể TiO2 (101, 110, và 200) và hai mặt phẳng của tinh thể ZnO (111) và (210). Những kết quả này rất phù hợp với giản đồ XRD (Hình 3.1). Độ rộng vùng cấm quang học đối với chất bán dẫn cĩ độ rộng vùng cấm trực tiếp của vật liệu được khảo sát bằng cách tuân theo phương trình Tauc [71]. Kết quả trong Hình 3.6 được tìm thấy là 2,63 eV đối với ZnO–TiO2/rGO, thấp hơn so với TiO2 (3,2 eV) và ZnO (3,3 eV). Sự hiện diện của nhiều nhĩm chức chứa oxy dẫn đến tương tác điện tử giữa các hạt nano và các lớp rGO, làm di chuyển cạnh của vùng hĩa trị lên trên, do dĩ nâng cao hiệu quả hấp thụ ánh sáng và giảm năng lượng vùng cấm của nancomposite. Các hạt nano TiO2 và ZnO được phân bố đồng đều trên bề mặt của rGO để tạo thành ZnO–TiO2/rGO, giúp tăng khả năng hấp thụ bức xạ ánh sáng và hiệu suất quang phân hủy thuốc nhuộm hữu cơ [73].