Nâng cao hoạt tính xúc tác quang trên sự phân hủy xanh metylen của TiO2 bằng việc lai ghép oxit kim loại chuyển tiếp MxOy (M = Fe, V, W)

Bài viết chứng minh hiệu quả xúc tác quang vùng khả kiến của TiO2 tăng lên đáng kể nhờ sự lai ghép với một số oxit kim loại chuyển tiếp MxOy (MxOy = Fe2O3, V2O5, WO3). Hiệu quả của xúc tác quang TiO2-MxOy được thực hiện trên phẩm nhuộm xanh metylen (MB).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nâng cao hoạt tính xúc tác quang trên sự phân hủy xanh metylen của TiO2 bằng việc lai ghép oxit kim loại chuyển tiếp MxOy (M = Fe, V, W) Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 10 – special issue 1 (2021) 137-141 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption T ạp chí xúc tác và hấp phụ Việt Nam https://chemeng.hust.edu.vn/jca/Nâng cao hoạt tính xúc tác quang trên s ự phân hủy xanh metylen của TiO 2 bằng việc laighé p oxit kim loại chuyển tiếp M xOy (M = Fe, V, W)E nhanced photocatalytic performance f or m e thyle ne bl ue de gr ada tio n of T i O 2 bytransition metal oxides hybrid MxOy (M = Fe, V, W)Lê Thị Thanh Thúy1*, Phạm Thị Loan2 , Nguyễn Thị Tuyến 31Khoa KHTN, Trường Đại học Quy Nhơn, 170 Đường An Dương Vương, Quy Nhơn, Bình Định2Tổng Cục Thủy sản, Bộ Nông nghiệp và phát triển Nông thôn3 Trường Đại học Công đoàn*Email: lethithanhthuy@qnu.edu.vnARTICLE INFO ABSTRACTReceived: 27/3/2021 Water contamination along with the environmental issues resulted by industrial wastewaters have caused a trend in applying semiconductingAccepted: 15/7/2021 photocatalysts, among which TiO 2 composites have been particularlyPublished: 15/10/2021 focused on to overcome the drawbacks of titanium(IV) oxide. TheKeywords: experimental results indicated that TiO 2 is combined transition metalTiO 2 photocatalysis, TiO 2 -Fe2 O 3 , oxides MxO y (M = Fe, V, W) for higher photocatalytic activity than pureTiO 2 -V2 O 5 , TiO 2 -WO 3 , methylene TiO 2 for the degradation of methylene blue 20mg/l (MB) under visibleblue light irradiation. The improvement of photocatalytic activity can be attributed to the reduction of the electron-hole recombination rate due to the formation of MxO y/TiO 2 . Electron can tranfer easily in the composite with bangap energy is smaller than pure TiO 2 . The result is the light absorption of the modified TiO 2 showed an apparent extension to visible light region with TiO 2 -MxO y. The photocatalysis efficiency under visible light irradiation of TiO 2 -WO 3 is higher than TiO 2 -V2 O 5 , TiO 2 -Fe2 O 3 due to the valence potential energy of WO 3 is very large, can oxidize water to create OH • to help decompose strongly organic substances.Giới thiệu chung vùng cấm của nó và tỷ lệ tái tổ hợp tương đối cao của các cặp electron và lỗ trống [2]. Việc khắc phục nhữngTrong số các vật liệu bán dẫn, titanium dioxide (TiO 2 ) ở nhược điểm của TiO 2 bằng cách pha tạp với kim loạidạng pha anatase đã được chứng minh là chất xúc tác [3,4] và phi kim [5] đã được nghiên cứu nhằm cải thiệnquang tuyệt vời và được sử dụng rộng rãi để làm xúc hoạt tính xúc tác quang của TiO 2 dưới bức xạ khả kiến.tác quang phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm nhờ Tuy nhiên những nghiên cứu gần đây cho thấy việc laitính chất vật lý và hóa học ổn định, khả năng oxy hóa ghép TiO 2 với các chất bán dẫn của oxit kim loạivà hoạt tính xúc tác cao, độ bền vật liệu lớn, dễ sản chuyển tiếp có năng lượng vùng cấm nhỏ hơn để tạoxuất và chi phí thấp [1]. Tuy nhiên hạn chế chính đối hệ bán dẫn liên hợp đã giúp khắc phục những nhượcvới việc sử dụng TiO 2 trong thương mại là do độ rộ ng điểm của vật liệu xúc tác quang TiO 2 trong việc tái kết https://doi.org/10.51316/jca.2021.108 137 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 10 – special issue 1 (2021) 137-141hợp electron và lỗ trống quang sinh, chuyển vùng hoạt và bắt đầu tính thời gian phân huỷ. Trong quá trìnhđộng của xúc tác về vùng khả kiến [6,7,8]. Trong thực hiện thí nghiệm, để làm giảm nhiệt độ của dungnghiên cứu này chúng tôi muốn chứng minh hiệu quả dịch thuốc nhuộm, khi bị chiếu sáng bởi đèn Led, cốcxúc tác quang vùng khả kiến của TiO 2 tăng lên đáng kể thí nghiệm đã được đặt bên trong một chậu có nướcnhờ sự lai ghép với một số oxit kim loại chuyển tiếp chảy qua liên tục. Nồng độ thuốc nhuộm còn lại đượcMxO y (MxO y = Fe2 O 3 , V2 O 5 , WO 3 ). Hiệu quả của xúc tác xác định bằng phương pháp trắc quang.quang TiO 2 -MxO y được thực hiện trên phẩm nhuộmxanh metylen (MB). Phư ơng pháp phân tíchT hực nghiệm và phương pháp nghiên cứu Thành phần pha của TiO 2 được xác định bằng phương pháp XRD (D8 – Advance 5005). Khả năng hấp thụ ánhTổng hợp vật liệu sáng của các hệ xúc tác được đặc trưng bằng phổ hấp thụ UV–Vis (Tasco-V670 photospectrometer). ThànhHóa chất ...