NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUANG XÚC TÁC PHÂN HỦY  XANH METHYLENE BẰNG TiO2 BIẾN TÍNH VỚI Ag/W

Phạm Tuấn Anh; Nguyễn Thị Thúy; Đặng Viết Quang

doi:10.34238/tnu-jst.13195

NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUANG XÚC TÁC PHÂN HỦY XANH METHYLENE BẰNG TiO2 BIẾN TÍNH VỚI Ag/W

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 08/07/25 Ngày hoàn thiện: 21/11/25 Ngày đăng: 25/11/25

Các tác giả

1. Phạm Tuấn Anh, Đại học Phenikaa
2. Nguyễn Thị Thúy, Đại học Phenikaa
3. Đặng Viết Quang , Đại học Phenikaa

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, TiO₂được biến tínhbằng phương pháp tẩm ướt với dung dịch AgNO₃ và Na₂WO₄theo tỉ lệ mol của từng nguyên tố Ag/Ti và W/Ti từ 0,01 đến 0,5%. Mẫu sau tẩm được sấy khô và nung ở 500 ^oC để tăng cường liên kết giữa Ag và W với TiO₂. Các phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét, nhiễu xạ tia X, quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier và quang phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại – khả kiến được sử dụng để nghiên cứu đặc tính của vật liệu. Khả năng quang xúc tác của vật liệu được nghiên cứu thông qua sự phân hủy dung dịch xanh methylene dưới ánh sáng tử ngoại. Kết quả nghiên cứu cho thấy, cấu trúc tinh thể và năng lượng vùng cấm của TiO₂ không thay đổi đáng kể, tuy nhiên, khả năng quang xúc tác của TiO₂ tăng lên một cách rõ rệt. TiO₂ xử lý bằng dung dịch AgNO₃ và Na₂WO₄ với tỉ lệ số mol 0,05% cho hiệu quả phân hủy xanh methylene tốt nhất, đạt 68% so với vật liệu TiO₂ ban đầu là 62%. Kết quả này cho thấy tẩm ướt là phương pháp đơn giản và hiệu quả trong biến tính TiO₂.

Từ khóa

Biến tính; Vật liệu bán dẫn; Xúc tác quang; TiO2; Xanh methylene

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] S. K. Loeb, P. J. Alvarez, J. A. Brame, E. L. Cates, W. Choi, J. Crittenden, D.D. Dionysiou, Q. Li, G. Li-Puma, and X. Quan, "The technology horizon for photocatalytic water treatment: sunrise or sunset?," Environ. Sci. Technol., vol. 53, no. 6, pp. 2937–2947, 2019.

[2] Q. Guo, C. Zhou, Z. Ma, and X. Yang, "Fundamentals of TiO₂ photocatalysis: concepts, mechanisms, and challenges," Advanced Materials, vol. 31, 2019, Art. no. 1901997.

[3] H. Hoang, T. A. Pham, V.-D. Dao, and V. Q. Dang, "Greener method for the application of TiO₂ nanoparticles to remove herbicide in water," Journal of Analytical Methods in Chemistry, vol. 2023, 2023, Art. no. 3806240.

[4] H. Dong, G. Zeng, L. Tang, C. Fan, C. Zhang, X. He, and Y. He, "An overview on limitations of TiO₂-based particles for photocatalytic degradation of organic pollutants and the corresponding countermeasures," Water Research, vol. 79, pp. 128-146, 2015.

[5] T. Mao, J. Zha, Y. Hu, Q. Chen, J. Zhang, and X. Luo, "Research progress of TiO₂ modification and photodegradation of organic pollutants," Inorganics, vol. 12, 2024, Art. no. 178.

[6] M. Humayun, F. Raziq, A. Khan, and W. Luo, "Modification strategies of TiO₂ for potential applications in photocatalysis: a critical review," Green Chemistry Letters and Reviews, vol. 11, pp. 86-102, 2018.

[7] A. Giampiccolo, D. M. Tobaldi, E. Jones, J. A. Labrincha, R. Kurchania, M. P. Ansell, and R. J. Ball, "UV/visible sol gel W–TiO₂ photocatalytic coatings for interior building surfaces," Building and Environment, vol. 205, 2021, Art. no. 108203.

[8] M. Crişan, D. Mardare, A. Ianculescu, N. Drăgan, I. Niţoi, D. Crişan, M. Voicescu, L. Todan, P. Oancea, and C. Adomniţei, "Iron doped TiO₂ films and their photoactivity in nitrobenzene removal from water," Applied Surface Science, vol. 455, pp. 201-215, 2018.

[9] R. Li, T. Li, and Q. Zhou, "Impact of titanium dioxide (TiO₂) modification on its application to pollution treatment—a review," Catalysts, vol. 10, 2020, Art. no. 804.

[10] F. Dong, S. Guo, H. Wang, X. Li, and Z. Wu, "Enhancement of the visible light photocatalytic activity of C-doped TiO₂ nanomaterials prepared by a green synthetic approach," The Journal of Physical Chemistry C, 115, pp. 13285-13292, 2011.

[11] T. S. Natarajan, V. Mozhiarasi, and R. J. Tayade, "Nitrogen doped titanium dioxide (N-TiO₂): synopsis of synthesis methodologies, doping mechanisms, property evaluation and visible light photocatalytic applications," Photochem, vol. 1, pp. 371-410, 2021.

[12] R. Shan, L. Lu, J. Gu, Y. Zhang, H. Yuan, Y. Chen, and B. Luo, "Photocatalytic degradation of methyl orange by Ag/TiO₂/biochar composite catalysts in aqueous solutions," Materials Science in Semiconductor Processing, vol. 114, 2020, Art. no. 105088.

[13] D. Tobaldi, R. Pullar, A. Gualtieri, M. Seabra, and J. Labrincha, "Sol–gel synthesis, characterisation and photocatalytic activity of pure, W-, Ag-and W/Ag co-doped TiO₂ nanopowders," Chemical Engineering Journal, vol. 214, pp. 364-375, 2013.

[14] R. Nawaz, M. M. Hanafiah, M. Ali, M. Anjum, Z. A. Baki, S. D. Mekkey, S. Ullah, S. Khurshid, H. Ullah, and U. Arshad, "Review of the performance and energy requirements of metals modified TiO₂ materials based photocatalysis for phenolic compounds degradation: A case of agro-industrial effluent," Journal of Environmental Chemical Engineering, vol. 12, 2024, Art. no. 112766.

[15] J. Schneider, M. Matsuoka, M. Takeuchi, J. Zhang, Y. Horiuchi, M. Anpo, and D. W. Bahnemann, "Understanding TiO₂ Photocatalysis: Mechanisms and Materials," Chemical Reviews, vol. 114, pp. 9919-9986, 2014.

[16] R. J. Tayade, R. G. Kulkarni, and R. V. Jasra, "Transition metal ion impregnated mesoporous TiO₂ for photocatalytic degradation of organic contaminants in water," Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 45, pp. 5231-5238, 2006.

[17] A. Amorós-Pérez, L. Cano-Casanova, A. Castillo-Deltell, M.Á. Lillo-Ródenas, and M.d.C. Román-Martínez, "TiO₂ modification with transition metallic species (Cr, Co, Ni, and Cu) for photocatalytic abatement of acetic acid in liquid phase and propene in gas phase," Materials, vol. 12, 2018, Art. no. 40.

[18] T. N. Rao, P. Babji, B. Parvatamma, and T.M. Naidu, "Decontamination of pesticide residues in water samples using copper and zinc co-doped titania nanocatalyst," Environmental Engineering & Management Journal (EEMJ), vol. 19, pp. 721-731, 2020.

[19] G. Sukhadeve and R. Gedam, "Visible light assisted photocatalytic degradation of mixture of reactive ternary dye solution by Zn–Fe co-doped TiO₂ nanoparticles," Chemosphere, vol. 341, 2023, Art. no. 139990.

[20] P. Makuła, M. Pacia, and W. Macyk, "How to correctly determine the band gap energy of modified semiconductor photocatalysts based on UV–Vis spectra," J. Phys. Chem. Lett., vol. 9, no. 23, pp. 6814-6817, 2018.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.13195

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ