Cấu trúc, vi cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của vật liệu TiO2 pha tạp Fe chế tạo bằng phương pháp siêu âm - thủy nhiệt

Nano TiO2 được tổng hợp bằng phương pháp siêu âm - thủy nhiệt, mẫu được pha tạp x% wt Fe2O3, với x = 0, 0,1, 0,15, 0,2, 0,25, 0,3. Các mẫu được gia nhiệt ở 700 0C trong 15 phút. Cấu trúc và cấu trúc vi mô được nghiên cứu bằng XRD, các kỹ thuật FESEM cho thấy các mẫu là Fe pha tạp anatase tinh khiết, kích thước hạt nhỏ nhất là 17nm và các hạt có cấu trúc trộn với các ống. Hoạt tính xúc tác quang được đo bằng phổ UV-Vis và mật độ xanh methylen mật độ quang phân hủy. Các mẫu được chiếu xạ bởi ánh sáng mặt trời và mẫu có thành phần là 0,25% wt Fe2O3 có hoạt tính xúc tác mạnh nhất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cấu trúc, vi cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của vật liệu TiO2 pha tạp Fe chế tạo bằng phương pháp siêu âm - thủy nhiệtJournal of Thu Dau Mot university, No4(6) – 2012 CAÁU TRUÙC, VI CAÁU TRUÙC VAØ HOAÏT TÍNH QUANG XUÙC TAÙC CUÛA VAÄT LIEÄU TiO2 PHA TAÏP Fe CHEÁ TAÏO BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP SIEÂU AÂM – THUÛY NHIEÄT Huyønh Duy Nhaân(1), Tröông Vaên Chöông(2), Leâ Quang Tieán Duõng(2) (1) Tröôøng Ñaïi hoïc Thuû Daàu Moät, (2) Tröôøng Ñaïi hoïc Khoa hoïc – Ñaïi hoïc Hueá TOÙM TAÉT TiO2 nano ñöôïc toång hôïp baèng phöông phaùp sieâu aâm – thuûy nhieät, maãu ñöôïc pha taïpx% wt Fe2O3, vôùi x = 0; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3. Caùc maãu ñöôïc nung ôû 700 0C trong 15 phuùt.Caáu truùc vaø vi caáu truùc ñöôïc nghieân cöùu baèng kyõ thuaät XRD, FESEM cho thaáy caùc maãuTiO2 pha taïp Fe ñeàu thuaàn anatase, kích thöôùc haït nhoû nhaát laø 17nm vaø coù caáu truùc caùc haïtxen laãn vôùi caùc oáng. Hoaït tính quang xuùc taùc ñöôïc ño baèng phoå UV-Vis vaø maät ñoä quangqua khaû naêng phaân huûy xanh methylene. Caùc maãu ñöôïc chieáu baèng aùnh saùng maët trôøi vaømaãu coù thaønh phaàn 0,25% wt Fe2O3 coù hoaït tính quang xuùc taùc maïnh nhaát. Töø khoùa: TiO2 nano, pha taïp Fe , sieâu aâm – thuûy nhieät, caáu truùc, vi caáu truùc, quang xuùc taùc. *1. GIÔÙI THIEÄU moái nguy haïi laâu daøi tôùi söùc khoûe con ngöôøi OÂ nhieãm moâi tröôøng noùi chung, oâ vaø moâi tröôøng.nhieãm moâi tröôøng nöôùc noùi rieâng ñang laø Ñeå giaûi quyeát ñöôïc nhöõng vaán ñeà treân,moät vaán ñeà toaøn caàu. Nguoàn goác oâ nhieãm phaûn öùng quang xuùc taùc ñang thu huùt nhieàumoâi tröôøng nöôùc chuû yeáu laø do caùc nguoàn söï quan taâm trong lónh vöïc nghieân cöùu öùngnöôùc thaûi khoâng ñöôïc xöû lí, thaûi tröïc tieáp ra duïng. Trong ñoù TiO2 pha taïp vôùi caùc kimmoâi tröôøng bao goàm töø caùc hoaït ñoäng saûn loaïi chuyeån tieáp nhö Fe, V vaø Cu laøm taêngxuaát coâng nghieäp, noâng nghieäp, nuoâi troàng khaû naêng quang xuùc taùc. Ñieàu naøy ñöôïc giaûithuûy haûi saûn, sinh hoaït, vui chôi giaûi trí… thích bôûi khaû naêng cuûa caùc vaät lieäu bieán theåTrong ñoù, nöôùc thaûi töø caùc hoaït ñoäng coâng Titania ñaõ laøm giaûm giaù trò khoaûng caùchnghieäp, noâng nghieäp, nuoâi troàng thuûy haûi naêng löôïng vuøng caám vaø taêng tæ leä sinh caëpsaûn coù aûnh höôûng nhieàu nhaát ñeán moâi ñieän töû - loã troáng döôùi kích thích cuûa böùc xaïtröôøng do tính ña daïng vaø phöùc taïp cuûa noù. aùnh saùng maët trôøi so vôùi trong tröôøng hôïpTrong nöôùc thaûi coâng nghieäp, thaønh phaàn cuûa TiO2 tinh khieát[2]. Trong soá nhöõng vaätkhoù xöû lí nhaát laø chaát höõu cô khoù phaân huûy lieäu nano ñoù thì TiO2 pha taïp Fe kích thöôùcsinh hoïc. Vôùi baûn chaát khoù phaân huûy bôûi vi nano ñaõ vaø ñang thu huùt raát nhieàu söï quansinh, toàn taïi beàn vöõng trong moâi tröôøng, taâm nghieân cöùu do nhöõng öùng duïng tuyeätchaát höõu cô khoù phaân huûy sinh hoïc seõ laø vôøi cuûa noù trong caùc lónh vöïc nhö chuyeån 8 Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số 4(6) - 2012ñoåi naêng löôïng maët trôøi, xöû lí nöôùc thaûi, TiO2 thöông maïi reõ tieàn, mang nhieàu lôïi íchlaøm saïch moâi tröôøng. veà kinh teá. Coù raát nhieàu phöông phaùp ñeå cheá taïo 2. THÖÏC NGHIEÄMTiO2 nano pha taïp Fe nhö sol-gel [1,16], vi 2.1. Vaät lieäusoùng [6], thuûy nhieät [7]. Tuy nhieân phöông Nguoàn vaät lieäu TiO2 xuaát phaùt ban ñaàuphaùp keát hôïp sieâu aâm - thuûy nhieät laø moät laø vaät lieäu thöông maïi KA – 100 (made introng nhöõng phöông phaùp hieän nay ñöôïc Korea) daïng anatase. Boät Fe2O3 (99,8%)caùc nhaø khoa hoïc trong vaø ngoaøi nöôùc quan duøng ñeå pha taïp. NaOH (99%) ñöôïc duøngtaâm vì noù coù theå cheá taïo TiO2 pha taïp Fe coù laøm dung moâi trong quaù trình thuûy nhieät.caáu truùc oáng nano vôùi ñöôøng kính nhoû, dieän HCl (98%) duøng ñeå loïc röûa saûn phaåm sautích beà maët cao, hoaït tính quang xuùc taùc khi thuûy nhieät. Nöôùc chöng caát vaø giaáy quyømaï ...