Tổng hợp vật liệu xúc tác quang composite AgI/BiVO4 nhằm ứng dụng phân hủy các chất hữu cơ ô nhiễm

Trong nghiên cứu này, để khắc phục nhược điểm của từng vật liệu riêng lẻ, vật liệu AgI được lai ghép với vật liệu BiVO4 bằng phương pháp nhiệt pha rắn có hỗ trợ siêu âm nhằm thu được vật liệu lai ghép có hoạt tính quang xúc tác cao, ứng dụng phân hủy chất hữu cơ ô nhiễm trong môi trường nước trong vùng ánh sáng nhìn thấy.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp vật liệu xúc tác quang composite AgI/BiVO4 nhằm ứng dụng phân hủy các chất hữu cơ ô nhiễm Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 25, Số 2/2020 TỔNG HỢP VẬT LIỆU XÚC TÁC QUANG COMPOSITE AgI/BiVO4 NHẰM ỨNG DỤNG PHÂN HỦY CÁC CHẤT HỮU CƠ Ô NHIỄM Đến tòa soạn 9-10-2019 Mai Hùng Thanh Tùng Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM, Việt Nam Trần Hải Yến, Trần Thị Thu Phương, Trương Thanh Tâm, Cao Văn Hoàng, Đặng Nguyên Thoại, Nguyễn Tấn Lâm, Trương Công Đức, Nguyễn Thị Diệu Cẩm Trường Đại học Quy Nhơn Nguyễn Thị Phương Lệ Chi, Phạm Thanh Đồng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội SUMMARY SYNTHESIS OF AgI/BiVO4 COMPOSITE PHOTOCATALYST APPLYING FOR THE TREATMENT OF POLLUTED ORGANIC COMPOUNDIn this paper, AgI/BiVO4 composites were fabricated by solid-phase synthesis method. The as-preparedsamples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Ultraviolet–visible diffuse reflectancespectroscopy (UV-Vis-DRS) and Scanning electron microscope (SEM). The photocatalytic properties ofobtained materials were investigated by the degradation of tetracycline hydrochloride (TC) undervisible light irradiation. The degradation conversation of TC had gotten to about 75,58% in AgI/BiVO4mass ratio of 20% (ABV-2) after reaction 2 hours. AgI/BiVO4 composites were more active than AgIand BiVO4, the improved photocatalytic activity of AgI/BiVO4 can be attributed to the efficientseparation of photogenerated electron-hole pairs. A possible photocatalytic mechanism is proposed.Keywords: AgI, BiVO4, visible light, photocatalytic activity, tetracycline hydrochloride , recombination.1. ĐẶT VẤN ĐỀ khoảng 2,4 eV và thường được tổng hợp bằngCông nghệ xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ dựa phương pháp thủy nhiệt [2], [3], có thể đượctrên quá trình oxy hóa tiên tiến đang được dùng riêng lẻ hoặc kết hợp với các hợp chấtnghiên cứu rộng rãi hiện nay. Trong đó, quá khác như CdS, g-C3N4, ZnO, WO3, ZnFe2O4,trình oxy hóa xúc tác quang hóa dị thể đang FeVO4, V2O5, α-Fe2 O3, .. để tạo thành hệ vậtnhận được nhiếu sự quan tâm do sử dụng ánh liệu lai ghép có hoạt tính quang xúc tác caosáng mặt trời, một nguồn nguyên liệu dồi dào bằng các phương pháp như thủy nhiệt, siêu âm,có sẵn trong tự nhiên và có khả năng oxy hóa ngâm tẩm, kết tủa và nhiệt pha rắn [4-6].nhiều hợp chất hữu cơ một cách không chọn Bên cạnh đó, vật liệu AgI được biết đến là mộtlọc [1]. chất bán dẫn có năng lượng vùng cấm nhỏTrong thời gian gần đây, BiVO4 đã thu hút (khoảng 2,78 eV) và có khả năng hoạt động tốtđược sự chú ý rất lớn của nhiều nhà khoa học trong vùng ánh sáng khả kiến nên có tiềm năngtrên thế giới do tính chất quang xúc tác của nó ứng dụng làm chất xúc tác quang trong xử lýdưới ánh sáng khả kiến, và được kỳ vọng sẽ là các chất ô nhiễm hữu cơ trong môi trường. Tuymột trong những chất bán dẫn có thể thay thế nhiên, nhược điểm cố hữu của các vật liệu AgI,TiO2. Vật liệu BiVO4 có năng lượng vùng cấm BiVO4 nói riêng và các vật liệu xúc tác quang 94có năng lượng vùng cấm hẹp nói chung là sự axit citric và PVP được thêm vào cốc chứatái tổ hợp nhanh của các cặp electron và lỗ dung dịch AgNO3. Tiếp tục cho từ từ từng giọttrống quang sinh nên hoạt tính quang xúc tác dung dịch KI vào dung dịch AgNO3 trong điềucủa các vật liệu này không thực sự cao. Để kiện khuấy liên tục. Hỗn hợp dung dịch đượcnâng cao hiệu quả quang xúc tác của các vật khuấy trong 2 giờ, sau đó ly tâm. Kết tủa thuliệu AgI, BiVO4, nhiều nghiên cứu lai ghép được đem rửa sạch với nước và ethanol khoảngchúng với các chất bán dẫn khác như WO3, 5 lần, cuối cùng sấy khô ở 80 oC trong 24 giờ,TiO2, ZnO, BiMoO4,..., đã được thực hiện thu được vật liệu AgI.nhằm tăng hiệu quả dẫn truyền electron và lỗ 2.1.3. Tổng hợp vật liệu composite AgI/BiVO4trống trong hệ vật liệu bán dẫn, điều này làm Cho 0,5 gam bột AgI điều chế ở trên vào cốcgiảm sự tái tổ hợp của chúng và dẫn đến làm chứa 100 mL ethanol, tiến hành siêu âm trongtăng hiệu quả quang xúc tác để xử lý các chất 15 phút để thu được hỗn hợp dung dịch. Tiếphữu cơ ô nhiễm ngay trong vùng ánh sáng nhìn tục thêm 0,5 gam BiVO4 vừa điều chế được ởthấy [7-10]. trên vào cốc theo tỉ lệ khối lượng AgI:BiVO4Trong ...