CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. Đặc trưng của các vật liệu ZnO–TiO2/rGO
3.1.1. Giản đồ XRD
Giản đồ XRD của các mẫu GO, rGO, TiO2/rGO, và ZnO–TiO2/rGO được thể hiện ở Hình 3.1.
2θ (°)
Hình 3.1: Các mẫu XRD của GO, rGO, TiO2/rGO và ZnO–TiO2/rGO
Giản đồ XRD của GO cĩ đỉnh nhiễu xạ đặc trưng tại 2θ = 11 . Sau khi thủy nhiệt tạo thành rGO xuất hiện đỉnh mới và rộng hơn ở 2θ = 24,1 , chứng tỏ rằng phương pháp xử lý thủy nhiệt cĩ hiệu quả để khử GO tạo thành rGO. Tương tự, giản đồ XRD của TiO2/rGO cĩ các đỉnh nhiễu xạ quan sát được tại vị trí 2θ = 25,33; 36,98; 37,82; 48,08, và 53,93 , tương ứng với các mặt tinh thể lần lượt là (101), (101), (004), (200), và (105), cấu trúc tinh thể anatase của TiO2 (JCPDS: 21–1272) [68]. Đỉnh nhiễu xạ tại ví trí 2θ = 27,46 ứng với mặt tinh thể (110) cho thấy cĩ cấu trúc pha rutile lẫn trong mạng tinh thể anatase. TiO2 cĩ cấu trúc anatase thuộc loại bán dẫn cĩ năng lượng vùng cấm gián tiếp, cịn TiO2 với cấu trúc rutile là vật liệu bán dẫn cĩ năng lượng vùng cấm trực tiếp, vì vậy pha anatase của vật liệu TiO2 giúp cho thời gian tồn tại của các điện tử được kích thích được dài hơn so với pha rutile. Bên cạnh đĩ, các nghiên cứu trước đây chỉ ra
C ư ờ ng đ ộ
34
rằng lượng nhỏ cấu trúc rutile trong cấu trúc anatase của TiO2 giúp ngăn cản quá trình tái tổ hợp các cặp điện tử–lỗ trống và làm cho các lỗ trống trong cấu trúc anatase cĩ xu hướng di chuyển lên bề mặt pha. Sự kết hợp một phần nhỏ pha rutile trong cấu trúc anatase cĩ thể giúp TiO2 cĩ hoạt tính quang phân hủy hiệu quả hơn [70].
Đối với ZnO–TiO2/rGO, các đỉnh nhiễu xạ tại vị trí 2θ = 31,8; 34,45; 36,29; 56,66; và 62,92 o sẽ tương ứng với các mặt tinh thể (100), (002), (101), (102), (110) và (103) [70]. Kết quả XRD cho thấy ZnO trong vật liệu nanocomposite mang cấu trúc wurtzite dạng lục giác với cấu trúc lập phương tâm diện (FCC) (JCPS: 36–1451). TiO2 và ZnO tinh thể hình thành trong hỗn hợp ZnO–TiO2/rGO chứng tỏ rằng TiO2 và ZnO được hình thành như sự phân tách pha. Khơng cĩ đỉnh nhiễu xạ của rGO xuất hiện trong giản đồ XRD của vật liệu TiO2/rGO và ZnO–TiO2/rGO, điều này cĩ thể được giải thích là do đỉnh nhiễu xạ tại vị trí 2θ = 24,1o của rGO đã bị che lấp bởi đỉnh nhiễu xạ của mặt tinh thể (101) trong cấu trúc pha anatase của TiO2 [68,71]. Hơn nữa, sự hiện diện của các nguyên tố Ti và Zn thể hiện sự gắn kết và được phân tán đều của các hạt TiO2 và ZnO trong cấu trúc của rGO.