+ h+)/TiO2
Ag3PO4 (e- + h+)/TiO2 Ag3PO4 (e-
)/TiO2(h+)
22 e- + O2 O2- e- + O2 + H+ H2O2 H2O2 + O2- OH + OH- + O2 h+ + OH- OH OH + MB CO2 + H2O
Sự liên kết giữa Ag3PO4 và TiO2 với mục đích t ng khả n ng hoạt tính quang của ch t xúc tác trong vùng ánh sáng khả kiến và đƣợc thể hiện ở hình 1.12, vùng dẫn (CB) và vùng hóa trị (VB) của Ag3PO4 (CB = 0.45 eV, VB = 2.88 eV) hoạt động mạnh hơn TiO2 (CB = -0.11 eV, VB = 2.89 eV) [20]. Trong trƣờng hợp này, khi Ag3PO4 đƣợc chiếu sáng ằng ánh sáng nhìn th y, điện tử nhảy lên CB và để lại một lỗ trống VB. Trong ch t xúc tác dị c u trúc Ag3PO4/TiO2, do mức độ của VB Ag3PO4 th p hơn TiO2, các lỗ trống quang ánh sáng trên ề mặt Ag3PO4 có thể di chuyển đến VB của TiO2. Đồng thời, các điện tử của TiO2 cũng có thể di chuyển đến ề mặt Ag3PO4. Q trính quang xúc tác có thể tạo ra O2- và các gốc tự do hoạt động khác, cũng tạo ra OH và các gốc tự do khác trên ề mặt của ch t xúc tác composite phản ứng với nƣớc, chủ yếu là trong q trình oxy hóa các hợp ch t hữu cơ. Ch t xúc tác quang có thể ức chế sự tái tổ hợp của lỗ điện tử do c u trúc dị dạng đặc iệt. Kết quả là hoạt tính quang xúc tác cũng nhƣ sự ổn định cao so với TiO2 và Ag3PO4 an đầu [21].
1.5 Giới thiệu thuốc nhuộm
1.5.1 Khái niệm chung về thuốc nhuộm
Thuốc nhuộm là tên chỉ chung những hợp ch t hữu cơ có màu, chúng r t đa dạng về màu sắc và chủng loại, chúng có khả n ng nhuộm màu, ngh a là ắt màu hay gắn màu trực tiếp cho các vật liệu khác. Thuốc nhuộm chủ yếu là thuốc nhuộm tổng hợp. Thuốc nhuộm tổng hợp r t đa dạng về thành phần hoá học, màu sắc và phạm vi sử dụng. Cho đến nay trên thế giới đã tổng hợp khoảng 13.000 loại thuốc nhuộm với hơn 27.000 tên thƣơng mại khác nhau. Tuỳ theo c u tạo, tính ch t và phạm vi sử dụng mà ngƣời ta chia thuốc nhuộm thành các họ, loại khác nhau [22].
23
Phân tử thuốc nhuộm có c u tạo liên kết π liên hợp và có chứa các nhóm sinh màu (nhóm mang màu), nhóm trợ màu.
Nhóm hàm sắc (nhóm sinh màu), nhóm nitro –NO2, nhóm nitrozo –NO, nhóm azo –N=N–, liên kết quinon…
Các ch t màu chỉ có nhóm hàm sắc chƣa có đủ cƣờng độ màu cao, chƣa có độ tƣơi và thuần sắc cao. Trong phân tử cần phải có nhóm khác làm t ng cƣờng độ màu gọi là nhóm trợ màu hay nhóm trợ sắc, nhóm –OH, –NH2, –SH, – OCH3, –NH(CH3)2.
Ngồi ra thuốc nhuộm cịn chứa nhóm chức dễ tan trong nƣớc nhƣ –COOH (– COONa), –SO3H (–SO3Na), –ONa; nhóm –CH3 dễ trong dầu; nhóm –C=O dễ tan trong NaOH; nhóm –NH2 dễ tan trong axit.
1.5.2 Thuốc nhuộm methylene blue
1.5.2.1 Cấu trúc hóa học
Methylene blue (MB) là loại thuốc nhuộm azơ cation, đƣợc tổng hợp cách đây hơn 120 n m, cơng thức hóa học C16H18N3SCl. Một số tên gọi khác nhƣ tetramethylthionine chlohydrat, xanh methylen, glutylene, methylthioninium chlride.