PHÂN HỦY QUANG XÚC TÁC METHYLENE BLUE SỬ DỤNG NANOCOMPOSITE ZnO/CuO TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT

Phạm Văn Tuấn; Nguyễn Mạnh Tuấn; Lê Tiến Hà

doi:10.34238/tnu-jst.15787

PHÂN HỦY QUANG XÚC TÁC METHYLENE BLUE SỬ DỤNG NANOCOMPOSITE ZnO/CuO TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 16/05/26 Ngày hoàn thiện: 30/06/26 Ngày đăng: 30/06/26

Các tác giả

1. Phạm Văn Tuấn , Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội
2. Nguyễn Mạnh Tuấn, Trường Vật liệu - Đại học Bách khoa Hà Nội
3. Lê Tiến Hà, Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Vật liệu nanocomposite ZnO/CuO đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp thủy nhiệt nhằm ứng dụng trong xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ bằng quang xúc tác. Cấu trúc tinh thể, đặc tính dao động và hình thái bề mặt của vật liệu được khảo sát bằng các phương pháp nhiễu xạ tia X, phổ Raman và hiển vi điện tử quét phát xạ trường. Kết quả phân tích cho thấy sự hình thành đồng thời của các pha ZnO và CuO với độ kết tinh tốt. Ảnh hiển vi điện tử cho thấy vật liệu gồm các hạt nano ZnO dạng đa giác phân bố xen kẽ với các hạt CuO dạng kéo dài, có kích thước trong khoảng 50–200 nm và tiếp xúc chặt chẽ với nhau, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành tiếp giáp dị thể giữa hai pha vật liệu. Hoạt tính quang xúc tác của nanocomposite được đánh giá thông qua khả năng phân hủy methylene blue dưới chiếu xạ đèn phát quang diode. Kết quả phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến cho thấy cường độ hấp thụ đặc trưng của methylene blue giảm dần theo thời gian chiếu sáng, chứng tỏ quá trình phân hủy quang xúc tác diễn ra hiệu quả. Mẫu nanocomposite ZnO/CuO đạt hiệu suất phân hủy methylene blue khoảng 80,65% sau 120 phút chiếu xạ. Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu ZnO/CuO có tiềm năng ứng dụng trong xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm hữu cơ.

Từ khóa

Nanocomposite ZnO/CuO; Phương pháp thủy nhiệt; Quang xúc tác; Methylene blue; Chất màu hữu cơ

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] Y. Cao, H. A. Dhahad, M. A. E. Shorbagy, H. Q. Alijani, and M. Zakeri, "Green synthesis of bimetallic ZnO–CuO nanoparticles and their cytotoxicity properties," Sci. Rep., vol. 11, 2021, doi: 10.1038/s41598-021-02937-1.

[2] A. G. Bekru, L. T. Tufa, O. A. Zelekew, M. Goddati, J. Lee, and F. K. Sabir, "Green synthesis of a CuO−ZnO nanocomposite for efficient photodegradation of methylene blue and reduction of 4 ‑ nitrophenol," ASC Omega, vol. 7, 2022, doi: 10.1021/acsomega.2c02687.

[3] R. Thangavel, A. Raksha, et al., "Integrated experimental and theoretical study of CuO/ZnO nanocomposites for photocatalytic and supercapacitor applications," Surfaces and Interfaces, vol. 84, 2026, doi: 10.1016/j.surfin.2026.108506.

[4] S. Bekele, M. Goddati, J. Lee, F. Gochole, L. Teshome, and F. Kedir, "ZnO/CuO nanocomposites for enhanced photocatalytic and antibacterial applications : A comparative study of synthesis methods," Journal of Science : Advanced Materials and Devices, vol. 10, 2025, doi: 10.1016/j.jsamd.2025.100898.

[5] V. Kumari, S. Yadav, J. Jindal, S. Sharma, K. Kumari, and N. Kumar, "Synthesis and characterization of heterogeneous ZnO/CuO hierarchical nanostructures for photocatalytic degradation of organic pollutant," Adv. Powder Technol., vol. 31, pp. 2658-2668, 2020, doi: 10.1016/j.apt.2020.04.033.

[6] S. Wang, X. Wu, F. Xie, J. Yan, J. He, H. Yang, and S. Wang, "In-situ synthesis of ZnO/CuO nanocrystals in micro-arc oxidation coatings for enhanced antibacterial performance and corrosion resistance of aluminum alloys," J. Mater. Res. Technol., vol. 39, pp. 7732-7748, 2025, doi: 10.1016/j.jmrt.2025.11.106.

[7] A. Hardiansyah, R. Fajar, M. Handayani, K. Wang, C. Setya, N. Yudasari, I. Isnaeni, Y. Cheng, and T. Liu, "Synthesis and characterization of CuO-ZnO/rGO nanocomposite using one-step hydrothermal method for photodegradation of malachite green (MG) dyes," J. Taiwan Inst. Chem. Eng., vol. 184, 2025, doi: 10.1016/j.jtice.2025.106471.

[8] L. Yadeta, F. Haile, A. Lealem, and R. Feyisa, "Comparison of sunlight-driven photocatalytic activity of eco-friendly synthesized ZnO/CuO, ZnO/NiO and NiO/CuO binary nanocomposites," Results in Chemistry, vol. 18, 2025, doi: 10.1016/j.rechem.2025.102708.

[9] I. Meriem, M. Umair, C. Maria, A. Kheniche, M. Bellardita, and S. Soltani, "Green synthesis of ZnO and CuO nanoparticles and ZnO/CuO nanocomposites: Characterization and photocatalytic dyes removal efficiency’ s determination," Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., vol. 728, 2026, doi: 10.1016/j.colsurfa.2025.138544.

[10] S. Y. Ejeta, L. B. Bekere, W. D. Kenei, J. Manidar, and L. Gaol, "Grevillea robusta leaf extract-assisted fabrication of ZnO/CuO nanocomposites for enhanced degradation of methylene blue dye," Results in Chemistry, vol. 22, 2026, doi: 10.1016/j.rechem.2026.103097.

[11] D. Liu, Y. Wang, W. Lu, L. Xiao, J. Di, F. Zhao, and X. Feng, "Construction of Ti₃C₂T_x MXene enhanced three dimensionally macropore CuO/ZnO heterojunction composite catalytic material : Boosting the efficient thermal decomposition and combustion process of the new energetic materials TKX-50," Appl. Surf. Sci., vol. 719, 2026, doi: 10.1016/j.apsusc.2025.165025.

[12] D. Wilsonamalraj, P. Saravanan, A. D. Raj, S. Rahul, C. D. Savio, H. J. Prabhu, S. J. Sundaram, M. Waqas, and J. V. Kumar, "Tunable band gap engineering and photocatalytic efficiency of Mn₃O₄/CuO/ ZnO ternary nanocomposites for efficient photocatalytic degradation," Inorg. Chem. Commun., vol. 184, 2026, doi: 10.1016/j.inoche.2025.115894.

[13] D. Prabu, Y. Lin, L. Tseng, P. Anggo, K. C. Wu, K. Shukla, M. Sone, T. M. Chang, and C. Chen, "Heterogeneous Z-scheme CuO/ZnO aerogel photocatalyst for photocatalytic degradation of organic dye," J. Taiwan Inst. Chem. Eng., vol. 175, 2025, doi: 10.1016/j.jtice.2025.106281.

[14] Y. Peng, J. Cai, K. Xu, and L. Du, "Synergistic effects of built-in electric field and bandgap narrowing in CuO/ZnO heterojunction for high performance photoelectrochemical water splitting," J. Alloys Compd., vol. 1065, 2026, doi: 10.1016/j.jallcom.2026.188155.

[15] K. Yadav, D. Datta, and B. Jana, "Enhanced photocatalytic degradation of Reactive Green 19 dye using earthworms like T-ZnO-CuO nano-composite material as a S-scheme heterojunction photocatalyst," Inorg. Chem. Commun., vol. 170, 2024, doi: 10.1016/j.inoche.2024.113165.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.15787

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ