Tổng hợp và hoạt tính xúc tác quang của vật liệu ZnO/g-C3N4 dưới ánh sáng nhìn thấy

Với mục đích tìm ra các phương pháp mới nhằm lai ghép g-C3N4 với ZnO tạo ra vật liệu xúc tác quang hiệu quả, trong công trình này nhóm nghiên cứu tổng hợp vật liệu ZnO/g-C3N4 bằng phương pháp nung ở pha rắn từ hai tiền chất là melamine và zinc acrtate dihydrate.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp và hoạt tính xúc tác quang của vật liệu ZnO/g-C3N4 dưới ánh sáng nhìn thấy Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 10 – special issue 1 (2021) 18-23 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption Tạp chí xúc tác và hấp phụ Việt Nam http://chemeng.hust.edu.vn/jca/Tổng hợp và hoạt tính xúc tác quang của vật liệu ZnO/g-C3N4 dưới ánh sáng nhìn thấySynthesis and photocatalytic activity of ZnO/g-C3N4 materials under visible lightNguyễn Thị Việt Nga1, Đỗ Thị Hồng Trâm3, Nguyễn Bích Nhật1, Trần Châu Giang1, Trần Đình Thịnh1,Trương Thanh Tâm2, Nguyễn Văn Kim2*(1) Khoa Sư phạm Trường Đai học Quy Nhơn - 170 An Dương Vương, Quy Nhơn, Bình Định(2) Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đai học Quy Nhơn - 170 An Dương Vương, Quy Nhơn, Bình Định(3) Trường THPT Tây Sơn – Tây Sơn, Bình Định*Email: nguyenvankim@qnu.edu.vnARTICLE INFO ABSTRACTReceived: 15/4/2021 Novel photocatalysts ZnO/g-C3N4 have been synthesized by a facile route in which mixtures of zinc acetate dihydrate and melamine are heated at 550 oC.Accepted: 15/7/2021 The obtained materials were characterized by X-Ray diffraction (XRD), infraredPublished: 15/10/2021 spectra (IR), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), scanning electronKeywords: microscopy (SEM), and UV-vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-vis DRS).ZnO/g-C3N4, photocatalyst, The UV-vis DRS results showed that ZnO, g-C3N4, and ZnO/g-C3N4 materialsmethylenblue, visible light. possess bandgap of around 3.25, 2.70, and 2.79 eV, respectively. The photocatalytic activity of the materials was assessed by degradation of methylene blue (MB) under visible light. Among the three materials, ZnO/g-C3N4 exhibited the highest photocatalytic activity. The improved photocatalytic activity of the ZnO/g-C3N4 is attributed to the presence of g- C3N4 in the materials.Giới thiệu chung Với năng lượng vùng cấm 2,7 eV và vùng dẫn phù hợp, một chất bán dẫn polymer mới graphitic carbonZnO là chất bán dẫn loại n có cấu trúc wurtzit lục giác, nitride (g-C3N4) đã được ứng dụng rộng rãi như mộtbền ở nhiệt độ phòng [1]. Do sở hữu các tính chất thú chất xúc tác quang trong phân tách nước, phân hủyvị như độ dẫn quang lớn, tính chất bán dẫn, năng chất ô nhiễm và các ứng dụng khác [9, 10]. Tuy nhiên,lượng điện từ cao làm cho nó được ứng dụng trong với năng lượng vùng cấm rộng của ZnO và sự tái tổnhiều lĩnh vực khác nhau như quang điện, bộ phát tia hợp electron – lỗ trống quang sinh cao của g-C3N4 đãUV, vật liệu cửa sổ, bộ tách sóng quang mặt trời, thiết làm hạn chế khả năng ứng dụng của vật liệu này vàobị điện tử công suất cao, màn hình, v.v [2–4]. Hơn nữa, thực tiễn xúc tác quang trong vùng ánh sáng khả kiến.khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời lớn hơn TiO 2 Để cải thiện những đặc điểm này, nhiều phương phápkhiến nó trở nên hữu ích trong lĩnh vực xúc tác quang. biến tính g-C3N4 khác nhau được áp dụng nhằm tăngCác ứng dụng nêu trên được quyết định bởi các thông cường hoạt tính xúc tác quang của vật liệu như lai gépsố hình thái, kích thước và diện tích bề mặt của các hạt g-C3N4 với các oxide kim loại [11, 12], pha tạp kim loại,ZnO nano được tổng hợp bằng nhiều phương pháp phi kim [13, 14], lắng đọng kim loại quý hoặc kim loạikhác nhau như kết tủa [5], thủy nhiệt [6], sol–gel [7] và chuyển tiếp [15, 16]… Trong số các phương pháp này,tổng hợp đốt [8]. lai ghép g-C3N4 với các oxide kim loại mà đặc biệt lai https://doi.org/10.51316/jca.2021.084 18 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 10 – special issue 1 (2021) 18-23ghép với ZnO là một hướng nghiên cứu rộng rãi trong Khảo sát hoạt tính xúc tác quangnhững năm gần đây [17–19]. Việc lai ghép này có thểlàm giảm đáng kể khả năng tái kết hợp electron – lỗ Nồng độ dung dịch MB của quá trình quang xúc tác ởtrống và cải thiện khả năng hấp thụ quang của vật liệu ...