TỔNG HỢP VÀ BƯỚC ĐẦU KHẢO SÁT HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC  PHÂN HỦY XANH METHYLENE CỦA NANO ZnO/ZrO2 PHA TẠP Ce4+

Chu Mạnh Nhương; Mai Xuân Trường; Phạm Mai An

doi:10.34238/tnu-jst.5120

TỔNG HỢP VÀ BƯỚC ĐẦU KHẢO SÁT HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC PHÂN HỦY XANH METHYLENE CỦA NANO ZnO/ZrO2 PHA TẠP Ce4+

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 06/10/21 Ngày hoàn thiện: 05/11/21 Ngày đăng: 08/11/21

Các tác giả

1. Chu Mạnh Nhương , Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên
2. Mai Xuân Trường, Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên
3. Phạm Mai An, Trường Đại học Sư phạm - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Trong bài báo này, chúng tôi đã chế tạo thành công hạt nano compozit ZnO/ZrO₂ pha tạp Ce⁴⁺, với tỷ lệ pha tạp từ 0 - 9%, bằng phương pháp thủy nhiệt. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) chỉ ra các vật liệu ZnO/ZrO₂pha tạp Ce⁴⁺ tồn tại ở dạng compozit, không lẫn tạp chất. Hình thái và diện tích bề mặt của vật liệu được nghiên cứu bằng hiển vi điện tử quét (SEM), điện tử truyền qua (TEM) và BET, cho thấy các hạt ZnO/ZrO₂ pha tạp Ce⁴⁺ có kích thước nano khoảng 40 nm. Phổ FT-IR của vật liệu xuất hiện các nhóm liên kết hóa học rất phù hợp cho sự hấp phụ các chất màu. Ngoài ra, kết quả khảo sát bước đầu chỉ ra rằng, các nano compozit ZnO/ZrO₂pha tạp Ce⁴⁺ đều có khả năng quang xúc tác phân hủy xanh methylene (MB) khá tốt, hiệu suất đạt lần lượt là 44,73% và 73,13% dưới ánh sáng khả kiến và khi chiếu sáng đèn Led. Bước đầu cho thấy vật liệu nano compozit ZrO₂/ZnO pha tạp Ce⁴⁺ có tiềm năng ứng dụng trong xử lý ô nhiễm môi trường nước.

Từ khóa

Nano compozit; ZnO/ZrO2 pha tạp Ce4+; Thủy nhiệt; Quang xúc tác; Xanh methylene

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] V. H. Pham, D. T. Nguyen, M. N. Chu, T. H. Bui, V. T. Nguyen, T. H. Bui, X. T. Cao, and H. V. Pham, “Effect of concentrations of Li⁺, Ca²⁺, Al³⁺ on optical properties of nanoparticles ZrO₂_,” SPMS, vol. 2, pp. 654-658, 2019.

[2] V. H. Pham, D. T. Phuong, T. H. H. Nguyen, X. T. Cao, and V. H. Pham, “The role of Cu²⁺ Concentration in Luminescence Quenching of Eu³⁺ / Cu²⁺ Co-doped ZrO₂ Nanoparticles,” VNU Journal of Science: Mathematics - Physics, vol. 35, no. 1, pp. 72-77, 2019.

[3] S. Aghabeygi, Z. Sharifi, and N. Molahasani, “Enhanced photocatalytic property of nano-ZrO₂-SnO₂ NPS for photodegradation of an azo dye,” Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, vol. 12, no. 1, pp. 81-89, 2017.

[4] X. Chen , X. Wang, and X. Fu, “Hierarchical macro/mesoporous TiO₂/SiO₂ and TiO₂/ZrO₂nanocomposites for environmental photocatalysis,” Energy and Environmental Science, vol. 2, pp. 872-877, 2009.

[5] X. Wang, B. Zhai, M. Yang, W. Han, and X. Shao, “ZrO₂/CeO₂ nanocomposite: Two step synthesis, microstructure, and visible-light photocatalytic activity,” Materials Letters, vol. 112, pp. 90-93, 2013.

[6] E. S. Agorku, A. T. Kuvarega, B. B. Mamba, A. C. Pandey, and A. K. Mishra, “Enhanced visible-light photocatalytic activity of multi-elements-doped ZrO₂ for degradation of indigo carmine,” Journal of Rare Earths, vol. 33, no. 5, pp. 498-506, 2015.

[7] S. S. K. Ma, K. Maeda, and K. Domen, “Modification of TaON with ZrO₂ to improve photocatalytic hydrogen evolution activity under visible light: influence of preparation conditions on activity,” Catal. Sci. Technol., vol. 2, pp. 818-823, 2012.

[8] Y. S. Vidya, K. Gurushantha, H. Nagabhushana, S. C. Sharma, K. S. Anantharaju, C. Shivakumara, D. Suresh, H. P. Nagaswarupa, S. C. Prashantha, and M. R. Anilkumar, “Phase transformation of ZrO₂:Tb³⁺ nanophosphor: Color tunable photoluminescence and photocatalytic activities,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 622, pp. 86-98, 2015.

[9] L. T. T. Nguyen, L. T. H. Nguyen, M. N. Chu, Q. D. Nguyen, Q. H. Nguyen, T. T. H. Nguyen, D. C. Nguyen, and L. G. Bach, “A Facile Synthesis, Characterization, and Photocatalytic Activity of Magnesium Ferrite Nanoparticles via the Solution Combustion Method,” Journal of Chemistry, vol. 2019, Article ID 3428681, p. 8, 2019.

[10] L. ArunJose, J. M. Linet, V. Sivasubramanian, K. Arora, C. JustinRaj, T. Maiyalagan, and S. JeromeDas, “Optical studies of nano-structured La-doped ZnO prepared by combustion method,” Materials Science in Semiconductor Processing, vol. 15, pp. 308-313, 2012.

[11] Gurushantha, L. Renuka, K. S. Anantharaju, Y. S. Vidya, and H. P. Nagaswarupa, “Photocatalytic and photoluminescence studies of ZrO₂/ZnO nanocomposite for LED and waste water treatment applications,” Materials Today: Proceedings 4.11, 2017, pp. 11747-11755.

[12] K. O. Hyun, L. Junho, J. H. Young, K. Young-il, J. J. Hoon, and K. Hongjin, "Investigation of the electrical conductivity of sintered monoclinic zirconia (ZrO₂)," Ceramics International, vol. 43, no. 11, pp. 8236-8245, 2017.

[13] C. Xiaoqing, W. Zhangshen, L. Dandan, and G. Zhen, "Preparation of ZnO photocatalyst for the efficient and rapid photocatalytic degradation of azo dyes," Nanoscale research letters, vol. 12, pp. 143-146, 2017.

[14] P. Atkins and J. Paula, Element of Physical Chemistry, W. H. Freeman and Company, Oxford University Press, 257-282, 1992.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.5120

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ