Chia sẻ bài báo qua Email NGHIÊN CỨU SO SÁNH QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY QUANG XÚC TÁC XANH METHYLENE VÀ RHODAMINE B VỚI THANH NANO ZnO CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 26/04/24 Ngày hoàn thiện: 31/05/24 Ngày đăng: 31/05/24Các tác giả
1. Phạm Văn Tuấn
, Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội2. Hoàng Phi Hùng, Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội
3. Nguyễn Ngọc Vũ, Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội
4. Lê Tiến Hà, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên
5. Trần Thị Quỳnh Hoa, Trường Đại học Xây dựng
6. Vũ Thị Tần, Trường Hóa và Khoa học Sự sống - Đại học Bách khoa Hà Nội
7. Trần Ngọc Khiêm, Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, thanh nano ZnO được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt ở nhiệt độ 100, 120, 140 và 160 oC. Các thanh nano ZnO có đường kính từ 50 nm đến 100 nm và có chiều dài lên tới vài µm với cấu trúc lục giác đặc trưng của vật liệu ZnO với các mặt phẳng (100), (002), (101), (102), (110), (103), (200), (112), (004), (201), và (202). Vị trí của các đỉnh hầu như không thay đổi ở các nhiệt độ thủy nhiệt khác nhau. Phân tích tán xạ Raman cho thấy các dạng dao động đặc trưng của vật liệu ZnO ở 100 cm-1, 200 cm-1, 331 cm-1, 378 cm-1 và 436 cm-1 liên quan đến các mức năng lượng A1, E2. Kết quả UV-vis cho thấy vật liệu hấp thụ mạnh ở vùng tử ngoại gần ở bước sóng 374 nm và cho phát xạ đặc trưng của ZnO ở bước sóng 401 và 455 nm. Quá trình phân hủy xanh Methylene (MB) và Rhodamine B (RhB) đối với các mẫu thanh nano ZnO được nghiên cứu dưới ánh sáng khả kiến. Kết quả cho thấy, vật liệu thanh nano ZnO có khả năng phân hủy MB lên tới 94,96% và RhB lên tới 17,82% sau 120 phút chiếu sáng.
Từ khóa
Toàn văn:
PDF (English)Tài liệu tham khảo
[1] V. Kumar, R. Gupta, and A. Bansal, "Hydrothermal Growth of ZnO Nanorods for Use in Dye-Sensitized Solar Cells," ACS Appl. Nano Mater., vol. 4, pp. 6212–6222, 2021.
[2] S. Shabna, S. S. J. Dhas, and C. S. Biju, "Potential progress in SnO2 nanostructures for enhancing photocatalytic degradation of organic pollutants," Catal. Commun., vol. 177, 2023, Art. no. 106642.
[3] W. Vallejo, A. Cantillo, and C. Díaz-Uribe, "Improvement of the photocatalytic activity of ZnO thin films doped with manganese, Heliyon, vol. 9, 2023, Art. no. e20809.
[4] A. Ranjbari, J. Kim, J. Yu, J. Kim, M. Park, N. Kim, K. Demeestere, and P. M. Heynderickx, "Effect of oxygen vacancy modification of ZnO on photocatalytic degradation of methyl orange: A kinetic study," Catal. Today, vol. 427, 2024, Art. no. 114413.
[5] Z. Shaghaghi, S. Mollaei, A. R. Amani-Ghadim, and Z. Abedini, "Green synthesis of ZnO nanoparticles using the aqueous extract of Platanus orientalis: Structural characterization and photocatalytic activity," Mater. Chem. Phys., vol. 305, 2023, Art. no. 127900.
[6] B. Boro, J. S. Boruah, C. Devi, Alemtoshi, B. Gogoi, P. Bharali, P. V. B. Reddy, D. Chowdhury, and P. Kalita, "A novel route to fabricate ZnO nanoparticles using Xanthium indicum ethanolic leaf extract: Green nanosynthesis perspective towards photocatalytic and biological applications," J. Mol. Struct., vol. 1300, 2024, Art. no. 137227.
[7] F. M. Sanakousar, C. Vidyasagar, V. M. Jiménez-Pérez, and K. Prakash, "Recent progress on visible-light-driven metal and non-metal doped ZnO nanostructures for photocatalytic degradation of organic pollutants," Mater. Sci. Semicond. Process., vol. 140, 2022, doi: 10.1016/j.mssp.2021.106390.
[8] S. Mirza, A. A. Hussaini, G. Öztürk, M. Turgut, T. Öztürk, O. Tugay, D. Ulukuş, and M. Yıldırım, "Photocatalytic and antibacterial activities of ZnO nanoparticles synthesized from Lupinus albus and Lupinus pilosus plant extracts via green synthesis approach," Inorg. Chem. Commun., vol. 155, 2023, doi: 10.1016/j.inoche.2023.111124.
[9] D. A. Karajz and I. M. Szilágyi, "Review of photocatalytic ZnO nanomaterials made by atomic layer deposition," Surfaces and Interfaces, vol. 40, 2023, doi: 10.1016/j.surfin.2023.103094.
[10] L. Liang and X. Shi, "Electrochemical and photocatalytic properties of ZnO nanostructures deposited on nanoporous anodized aluminum oxide membrane and its application for degradation of reactive blue 19 in textile wastewater," Int. J. Electrochem. Sci., vol. 18, 2023, Art. no. 100272.
[11] C. B. Ong, L. Y. Ng, and A. W. Mohammad, "A review of ZnO nanoparticles as solar photocatalysts: Synthesis, mechanisms and applications," Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 81, pp. 536–551, 2018.
[12] G. K. Weldegebrieal, "Synthesis method, antibacterial and photocatalytic activity of ZnO nanoparticles for azo dyes in wastewater treatment: A review," Inorg. Chem. Commun., vol. 120, 2020, Art. no. 108140.
[13] G. Revathi and N. U. Sangari, "Morphology dependent photocatalytic efficiency of nano ZnO towards Azure A dye," Open Ceram., vol. 16, 2023, Art. no. 100465.
[14] H. Wu, M. Liu, Y. Quan, X. Tian, C. Ren, and Z. Wang, "Enhanced photocatalytic activity of ZnO microflowers by a trace amount of Ti3C2 MXene," Inorg. Chem. Commun., vol. 157, 2023, Art. no. 111322
[15] A. K. Mourya, R. P. Singh, T. Kumar, A. S. Talmale, G. S. Gaikwad, and A V. Wankhade, "Tuning the morphologies of ZnO for enhanced photocatalytic activity," Inorg. Chem. Commun., vol. 154, 2023, Art. no. 110850.
[16] A. Esbergenova, M. Yusupov, M. Ghasemitarei, R. Jalolov, M. Hojamberdiev, and U. Shaislamov, "Understanding the effect of morphological change on photocatalytic activity of ZnO nanostructures and reaction mechanism by molecular dynamics," Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., vol. 677, 2023, Art. no. 132386.
[17] M. Xie, D. Zhang, Y. Wang, and Y. Zhao, "Facile fabrication of ZnO nanorods modified with RGO for enhanced photodecomposition of dyes," Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., vol. 603, 2020, Art. no. 125247.
[18] M. Faisal, A. A. Ismail, A. A. Ibrahim, H. Bouzid, and S.A. Al-sayari, "Highly efficient photocatalyst based on Ce doped ZnO nanorods : Controllable synthesis and enhanced photocatalytic activity," Chem. Eng. J. vol. 229, pp. 225–233, 2013.
[19] E. A. Daher, C. Boissière, C. L. Robert, and W. Hamd, "Investigating the impact of chemical structures on the photocatalytic degradation rates over ZnO nanorods: An oxidative pathways perspective," Catal. Commun., vol. 185, 2023, Art. no. 106807.
[20] M. Shoeb, S. Ahmad, F. Mashkoor, M. N. Khan, I. Hasan, B. R. Singh, and C. Jeong, "Investigating the size-dependent structural, optical, dielectric, and photocatalytic properties of benign-synthesized ZnO nanoparticles," J. Phys. Chem. Solids, vol. 184, 2024, Art. no. 111707.
[21] A. S. Giasari, A. P. M. Muharam, A. Syampurwadi, Dedi, D. R. Eddy, and I, Primadona, "Morphological effect of one-dimensional ZnO nanostructures on the photocatalytic activity," J. Phys. Chem. Solids, vol. 176, 2023, Art. no. 111259.
[22] J. S. Packialakshmi, M. F. Albeshr, A. F. Alrefaei, F. Zhang, X. Liu, T. Selvankumar, and R. Mythili, "Development of ZnO/SnO2/rGO hybrid nanocomposites for effective photocatalytic degradation of toxic dye pollutants from aquatic ecosystems," Environ. Res., vol. 225, 2023, Art. no. 115602.
[23] J. Paul and M. C. S. Kumar, "Enhanced photocatalytic activity of graphene oxide incorporated ZnO nanorods doped with post-transition metals," Ceram. Int., vol. 50, pp. 9081–9088, 2024.
[24] A. Villegas-Fuentes, A. R.-D. L. Torre, A. R. Vilchis-Nestor, and P. A. Luque, "Improvement of the optical, photocatalytic and antibacterial properties of ZnO semiconductor nanoparticles using different pepper aqueous extracts," Chemosphere, vol. 339, 2023, Art. no. 139577.
[25] C. Rajkumar, K. S. Balamurugan, C. K. Pradhan, A. Arulraj, M. Kalaiselvan, D. S. Arokia, A. C. R. Babu, V. R. M. Reddy, W. K. Kim, and A. Khan, "Influence of Sn4+ substitution on the ZnO crystal structure and their enhanced fibre optic gas sensing and photocatalytic degradation performance," Phys. B Condens. Matter, vol. 667, 2023, Art. no. 415139.
[26] D. R. Vaddi, K. Vinukonda, R. K. Patnala, Y. Kanithi, T. R. Gurugubelli, J. Bae, R. Koutavarapu, D. Y. Lee, and J. Shim, "Effect of yttrium doping on the crystal structure, optical, and photocatalytic properties of hydrothermally synthesized ZnO nanorods," Mater. Sci. Eng. B, vol. 296, 2023, Art. no. 116664
[27] C. Mrabet, R. Jaballah, N. Mahdhi, A. Boukhachem, and M. Amlouk, "CuO-ZnO nanocomposites-based thin films: Characterization, physical properties and sunlight photocatalytic degradation of organic pollutants," J. Alloys Compd., vol. 968, 2023, Art. no. 172252.
[28] I. G. F. D. Sá, F. P. Araújo, F. E. P. D. Santos, M. B. Furtini, E. C. D. Silva-Filho, L. C. Almeida, M. D. E. Forbes, Y. G. Dávila, R. R. P. Garcia, and J. A. Osajima, "Synthesis of ZnO co-doped with Er and Co: Effect of the dopants on the structural, optical properties and yellow eosin photocatalytic response," Solid State Sci., vol. 147, 2024, Art. no. 107400.
[29] A. S. Soares, S. Castro-Lopes, M. Cabrera-Baez, R. Milani, E. Padrón-Hernández, B. V. Farias, J. M. Soares, S. S. Gusmão, B. C. Viana, Y. Guerra, C. S. Oliveira, and R. Peña-Garcia, "The role of pH on the vibrational, optical and electronic properties of the Zn1-xFexO compound synthesized via sol gel method," Solid State Sci., vol. 128, 2022, doi: 10.1016/j.solidstatesciences.2022.106880.
[30] A. Samal, K. Pouthika, A. Rajesh, S. M. Roopan, and G. Madhumitha, "Photocatalytic degradation and kinetic investigations of ZnO-SnO2 heterostructures for treatment of methyl violet using non-conventional approach," Inorg. Chem. Commun., vol. 159, 2024, Art. no. 111809.
[31] Q. Shi, Z. Luo, L. Jiang, X. Li, C. Bai, and Q. Yu, "Fabrication and photocatalytic properties of Co doped ZnO nanomaterials," Mater. Lett., vol. 350, pp. 1–4, 2023.
[32] X. Zhang, L. Zhou, X. Tu, and F. Hu, "Hydrothermal synthesis of ZnO Crystals: Diverse morphologies and characterization of the photocatalytic properties," Polyhedron, vol. 246, 2023, Art. no. 116668.
[33] R. Firmansyah, R. Bakri, and Y. Yulizar, "Enhancement of photocatalytic activity of ZnO by ZnMoO4 compositing under visible light via hydrothermal green synthesis," Inorg. Chem. Commun., vol. 155, 2023, Art. no. 110893.
[34] D. Neena, K. K. Kondamareddy, H. Bin, D. Lu, P. Kumar, R. K. Dwivedi, V. O. Pelenovich, X. Z. Zhao, W. Gao, and D. Fu, "Enhanced visible light photodegradation activity of RhB/MB from aqueous solution using nanosized novel Fe-Cd co-modified ZnO," Sci. Rep., vol. 8, pp. 1–12, 2018.
[35] R. Jagadeeswari, G. Rathika, K. V. S. Kumar, and P. Selvakumar, "Surface parametric influences on the photocatalytic behaviour of zinc oxide nanoparticles," J. Ovonic Res., vol. 20, pp. 115–124, 2024.
[36] S. Vishwanathan and S. Das, "Glucose-mediated one-pot hydrothermal synthesis of hollow magnesium oxide-zinc oxide (MgO-ZnO) microspheres with enhanced natural sunlight photocatalytic activity," Environ. Sci. Pollut. Res., vol. 30, pp. 8512–8525, 2023.
[37] J. Gupta, J. Mohapatra, and D. Bahadur, "Visible light driven mesoporous Ag-embedded ZnO nanocomposites: reactive oxygen species enhanced photocatalysis, bacterial inhibition and photodynamic therapy," Dalt. Trans., vol. 46, pp. 685–696, 2017.
[38] R. H. Waghchaure, V. A. Adole, and B. S. Jagdale, "Photocatalytic degradation of methylene blue, rhodamine B, methyl orange and Eriochrome black T dyes by modified ZnO nanocatalysts: A concise review," Inorg. Chem. Commun., vol. 143, 2022, Art. no. 109764.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.10226
Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu