CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2.1 Kết quả đánh giá hoạt tính xúc tác quang của vật liệu ZnO, CeO2 ZnO
Vật liệu xúc tác nano ZnO, CeO2-ZnO và Ag/CeO2-ZnO được điều chế bằng phương pháp thủy nhiệt có dạng bột và màu sắc như hình 3.1
Hình 3.1. Nano ZnO (a), nano CeO2-ZnO (b) và nano Ag/CeO2-ZnO (c)
3.2 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU
ZnO, CeO2-ZnO VÀ Ag/CeO2-ZnO VỚI SỰ PHÂN HỦY CỦA XANH METHYLENE.
3.2.1 Kết quả đánh giá hoạt tính xúc tác quang của vật liệu ZnO, CeO2-ZnO ZnO
Kết quả đánh giá khả năng xúc tác quang trong phân hủy xanh methylene dưới ánh sáng khả kiến trong 150 phút của vật liệu nano ZnO và CeO2-ZnO với hàm lượng CeO2 khác nhau được trình bày trong Bảng 3.1 và Hình 3.2
Bảng 3.1 Hiệu suất xử lý xanh methylen của vật liệu ZnO và CeO2-ZnO
nCeO2/ZnO Co (ppm) A C (ppm) H (%) 0% 10 1,487 8,33 16,7 1% 10 0,512 2,91 70,9 3% 10 0,368 2,11 78,9 5% 10 0,274 1,58 84,2 7% 10 0,375 2,15 78,5
Hình 3. 2 Hiệu suất xử lý xanh methylene với các hàm lượng nano Ce khác nhau.
Từ Bảng 3.1 và Hình 3.2 ta thấy rằng, hiệu suất xử lý xanh metylen của các vật liệu ZnO khơng pha tạp CeO2 có hiệu suất xử lý rất thấp, khi pha tạp CeO2 làm tăng mạnh hoạt tính xúc tác so với ZnO nguyên chất. Khi tỷ lệ mol CeO2/ZnO tăng từ 1 % đến 5 %, hiệu suất xử lý xanh metylen tăng từ 70,9% đến 84,2%. Nhưng khi tỷ lệ mol CeO2/ZnO lớn hơn 5 % thì hiệu suất xử lý xanh metylen lại giảm từ 84,2 % xuống còn 78,5%. Vậy ZnO pha tạp 5 % CeO2 có hoạt tính quang xúc tác cao nhất.
Kết quả này có thể giải thích như sau: Khi hàm lượng pha tạp CeO2 pha tạp vào vật liệu ZnO nhỏ (dưới 5% về số mol) nhờ hiệu ứng tổng hợp giữa chất bán dẫn ZnO và CeO2 đã kích thích sự hình thành nhiều điện tử và lỗ trống hơn trong quá trình chiếu xạ ánh sáng nhìn thấy, thúc đẩy sự phân hủy vượt trội của xanh methylen. Nhưng khi hàm lượng CeO2 pha tạp tiếp tục tăng đến một giá trị nào đó (lớn hơn 5% mol), nhiều phân tử CeO2 sẽ chen
vào cấu trúc hình lục phương của ZnO, mặt khác có thể xảy ra các phản ứng oxi hóa tạo thành các oxit khác của Ce (CexOy) phủ lên bề mặt ZnO có thể làm cản trở quá trình hấp thụ ánh sáng của ZnO dẫn đến làm hoạt tính quang xúc tác của ZnO giảm đi.
→ Chọn mẫu vật liệu CeO2-ZnO với hàm lượng nCe4+/Zn là 3% cho các nghiên cứu tiếp theo.