TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG  CỦA VẬT LIỆU NANO CeO2: Eu3+, Al3+

Lê Hồng Liên; Dương Thị Thu Hương; Lê Tiến Hà; Hoàng Như Vân; Phùng Thị Lan; Nguyễn Thị Anh Vui; Nguyễn Văn Hải

doi:10.34238/tnu-jst.6511

TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG CỦA VẬT LIỆU NANO CeO2: Eu3+, Al3+

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 15/09/22 Ngày hoàn thiện: 04/11/22 Ngày đăng: 07/11/22

Các tác giả

1. Lê Hồng Liên, Trường Trung học Phổ thông số 2 Bảo Thắng – Lào Cai
2. Dương Thị Thu Hương, Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông - ĐH Thái Nguyên
3. Lê Tiến Hà, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên
4. Hoàng Như Vân, 1) Trường Đại học Phenikaa, 2) Viện Nghiên cứu và Công nghệ Phenikaa - A&A Green Phoenix Group
5. Phùng Thị Lan, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
6. Nguyễn Thị Anh Vui, 5Hanoi National University of Education
7. Nguyễn Văn Hải , Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

Tóm tắt

Nghiên cứu này báo cáo về tính chất quang xúc tác của vật liệu CeO₂:4%Eu³⁺, x%Al³⁺ (x = 0, 2, 4, 6, 8) được tổng hợp bằng phương pháp đốt cháy. Đặc điểm cấu trúc, tính chất và hình thái của các hạt nano được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường, tán xạ năng lượng tia X và phổ phản xạ-khuếch tán UV-Vis. Phân tích giản đồ XRD cho thấy các vật liệu thu được có cấu trúc đơn pha với cấu trúc fluorite. Ảnh SEM cho thấy các vật liệu có dạng hình cầu với kích thước trung bình khoảng 60 nm. Đặc biệt, vật liệu CeO₂:4%Eu³⁺, x%Al³⁺ cho thấy khả năng xúc tác quang tốt, chuyển hóa trên 98% methylene blue (phẩm nhuộm cation) sau 90 phút chiếu sáng bằng bức xạ tử ngoại xa (bước sóng 254 nm) ở nhiệt độ phòng. Những kết quả này chỉ ra rằng vật liệu CeO₂:Eu³⁺, Al³⁺ phù hợp cho ứng dụng trong xúc tác quang.

Từ khóa

Hoạt tính xúc tác quang; Phương pháp đốt cháy; Methylene blue; CeO2; CeO2:Eu3+ đồng pha tạp Bi3+

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] E. C. Vreeland, J. Watt, G. B. Schober, B. G. Hance, J. Mariah, A. D. Price, B. D. Fellows, T. C. Monson, N. S. Hudak, L. Maldonado-camargo, A. C. Bohorquez, C. Rinaldi, and D. L. Huber, "Enhanced Nanoparticle Size Control by Extending LaMer’s Mechanism," Chem. Mater., vol. 27, pp. 6059–6066, 2015, doi: 10.1021/acs.chemmater.5b02510.

[2] A. Bahadoran, S. Ramakrishna, S. Masudy-Panah, J. R. De Lile, B. Sadeghi, J. Li, J. J. Gu, and Q. Liu, "Novel S-scheme WO₃/CeO₂ heterojunction with enhanced photocatalytic degradation of sulfamerazine under visible light irradiation," Appl. Surf. Sci. vol. 568, 2021, Art. no. 150957, doi: 10.1016/j.apsusc.2021.150957.

[3] H. Li, Q. Guo, Y. Li, M. Fu, D. Tian, and T. Qi, "Facile in-situ synthesis of floating CeO2@ expanded graphite composites with efficient adsorption and visible light photocatalytic degradation of phenol," J. Environ. Chem. Eng., vol. 9, 2021, Art. no. 106252, doi: 10.1016/j.jece.2021.106252.

[4] M. A. Sayed, M. M. Abo-Aly, A. A. A. Aziz, A. Hassan, and A. N. M. Salem, "A facile hydrothermal synthesis of novel CeO₂/CdSe and CeO₂/CdTe Nanocomposites: Spectroscopic investigations for economically feasible photocatalytic degradation of Congo red dye," Inorg. Chem. Commun., vol. 130, 2021, Art. no. 108750, doi: 10.1016/j.inoche.2021.108750.

[5] A. A. G. Santiago, N. F. A. Neto, E. Longo, C. A. Paskocimas, F. V. Motta, and M. R. D. Bomio, "Fast and continuous obtaining of Eu³⁺ doped CeO₂ microspheres by ultrasonic spray pyrolysis: characterization and photocatalytic activity," J. Mater. Sci. Mater. Electron., vol. 30, pp. 11508–11519, 2019, doi: 10.1007/s10854-019-01506-7.

[6] S. M. Chaudhari, O. S. Gonsalves, and P. R. Nemade, "Enhanced photocatalytic degradation of Diclofenac with Agl/ CeO₂ : A comparison with Mn, Cu and Ag-doped CeO₂," Materials Research Bulletin, vol. 143, 2021, doi: 10.1016/j.materresbull.2021.111463.

[7] C. Marambio-Jones and E. M. V. Hoek, "A review of the antibacterial effects of silver nanomaterials and potential implications for human health and the environment," Journal of Nanoparticle Research, vol. 12, pp. 1531–1551, 2010, doi: 10.1007/s11051-010-9900-y.

[8] M. A. Rodrigues, A. C. Catto, E. Longo, E. Nossol, and R. C. Lima, "Characterization and electrochemical performance of CeO₂ and Eu-doped CeO₂ films as a manganese redox flow battery component," J. Rare Earths, vol. 36, pp. 1074–1083, 2018, doi: 10.1016/j.jre.2018.05.004.

[9] W. Huang, Y. J. Tan, D. Li, H. Du, X. Hu, G. Li, Y. Kuang, M. Li, and D. Guo, "Improved photo-luminescence by co-doped lithium in the phosphor system CeO₂:Eu³⁺," J. Lumin., vol. 206, pp. 432–439, 2019, doi: 10.1016/j.jlumin.2018.10.072.

[10] L. Sun, Y. Tan, D. Li, H. Du, and D. Guo, "Defects and symmetry influence on visible emission of Bi³⁺ Co-doped CeO₂ : Eu³⁺ phosphor," Opt. Mater. (Amst)., vol. 100, 2020, Art. no. 109654. doi: 10.1016/j.optmat.2020.109654.

[11] J. A. Vara, and P. N. Dave, "Investigation the catalytic profile of Eu and Pr doped CeO₂ nanoparticles for the thermal behavior of AP," SN Appl. Sci., vol. 1, 2019, Art. no. 432, doi: 10.1007/s42452-019-0457-9.

[12] T. V. D. N. Durgasri, "Synthesis and Structural Characterization of Eu₂O₃ Doped CeO₂ : Influence of Oxygen Defects on CO Oxidation," Catalysis Letters, vol. 144, pp. 2033–2042, 2014, doi: 10.1007/s10562-014-1367-5.

[13] M. Amimoto and M. Ozawa, "Color Properties of Eu-, Pr-doped and Codoped CeO₂," Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy, vol. 64, no. 12, pp. 646-648, 2017.

[14] S. Gnanam, J. Gajendiran, J. R. Ramya, K. Ramachandran, and S. G. Raj, "Glycine-assisted hydrothermal synthesis of pure and europium doped CeO₂ nanoparticles and their structural, optical, photoluminescence, photocatalytic and antibacterial properties," Chem. Phys. Lett., vol. 763, 2021, Art. no. 138217, doi: 10.1016/j.cplett.2020.138217.

[15] J. Ederer, P. Janoš, M. Šťastný, J. Henych, K. Ederer, M.Š. Slušná, and J. Tolasz, "Nanocrystalline cerium oxide for catalytic degradation of paraoxon methyl: Influence of CeO2 surface properties," J. Environ. Chem. Eng., vol. 9, 2021, doi: 10.1016/j.jece.2021.106229.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.6511

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ