Nghiên cứu chế tạo chất xúc tác quang Nano-Composite Cu2O/TiO2 và khảo sát tính chất xúc tác quang phân hủy chất màu Metyl dacam dưới chiếu xạ ánh sáng nhìn thấy

Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 04 năm 2022

1JKLrQFứXFKếWạRFKấW[~FWiFTXDQJ1DQR&RPSRVLWH&XR7LRYjNKảR

ViWWtQKFKấW[~FWiFTXDQJSKkQKủ\FKất màu Metyl dacam dướLFKLếX[ạ
iQKViQJQKuQWKấ\


Tạ Ngọc Dũng Nguyễn Thị Tuyết Mai Lưu Thị Hồng3KạP7KDQK0DLHuỳnh Đăng Chính








Viện Kỹ thuật hoá học, Trường đại học Bách khoa Hà NộiSố 1 Đại Cồ Việt, Hai Bà Trưng, Hà Nội

Viện Vật liệu xây dựng, 235 Nguyễn Trãi, phường Thanh Xuân Trung, quận Thanh Xuân, TP. Hà Nội

.KRD;k\Gựng, Trường đạLKọF.LếQWU~F+j1ộLKm 10, ĐườQJ1JX\ễQ7UmL4XậQ7KDQK;XkQ73+j1ộL

TỪ KHOÁ

Chất xúc tác quang
Cấu trúc dị thể




&X2

TÓM TẮT

Vật liệu xúc tác quang dị thể nanoFRPSRVLW&X27L2được chế tạo theo phương pháp thủy nhiệt. Tỷ lệ

mol của Ti được tính tốn thay đổi là 10, 30 và 50 % mol (so với số mol của Cu ) tương ứng. Các
phương pháp được sử dụng để nghiên cứu các tính chất của vật liệu bao gồm: XRD, phổ Raman, SEM và

7L2

phổ UVVis rắn. Tính chất xúc tác quang phân hủy chất màu metyl dacam (MO) của vật liệu chế tạo được

&X[27L2

khảo sát dưới chiếu xạ ánh sáng nhìn thấy của đèn Osram (250W). Các mẫu nanocomposit CX27L2đều

Chiếu rọi ánh sáng nhìn thấy

có các tinh thể hình cầu TiOpha anata, mịn bao quanh các tinh thể khối bát diện Cu O. Kích thước của

các hạt octahedra 500 nm, Kích thước của hạt TiO2 <5080 nm. Khe trống của các mẫu
&X27L2 &X27L2 Yj &X27L2 là tăng dần 2,47, 2,67, 2,82 eV. Các mẫu đều có tính
chất xúc tác quang phân hủy chất màu MO trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Hiệu suất phân hủy MO cao
nhất là 92% sau 40 phút chiếu sáng là của mẫu Cu27L2
.(<:25'6
3KRWRFDWDO\VLV

+HWHURVWUXFWXUH




&X2



$%675$&7

&X27L2 QDQRFRPSRVLWH KHWHURVWUXFWXUH SKRWRFDWDO\VLV PDWHULDOV ZHUH SUHSDUHG E\ K\GURWKHUPDO
PHWKRG7KHPRODUUDWLRRI7LZDVFDOFXODWHGWRYDU\DVDQGPROFRPSDUHGZLWK&XLQ

PROHV
UHVSHFWLYHO\7KHPHWKRGVXVHGWRLQYHVWLJDWHWKHSURSHUWLHVRIPDWHULDOVLQFOXGH;5'5DPDQVKLIW

7L2

&X[27L2

9LVLEOHOLJKWLUUDGLDWLRQ

6(0 DQG VROLG 899LV VSHFWUD 3KRWRFDWDO\WLF SURSHUWLHV IRU GHJUDGDWLRQ PHWK\O RUDQJH 02
 G\H RI WKH
IDEULFDWHG PDWHULDOV ZHUH LQYHVWLJDWHG XQGHU YLVLEOH OLJKW LUUDGLDWLRQ E\ D 2VUDP ODPS :
 7KH

&X27L2 QDQRFRPSRVLWHV VDPSOHV DOO KDG RI ILQH VSKHULFDO DQDWDVH 7L2 FU\VWDOV VXUURXQGLQJ WKH
RFWDKHGUDO&X2FU\VWDOV7KHVL]HRIRFWDKHGUDOSDUWLFOHVZDVQPWKHVL]HRI7L2SDUWLFOHVZDV
 QP 7KH EDQG JDS RI WKH &X27L2 &X27L2 DQG &X27L2 VDPSOHV JUDGXDOO\
LQFUHDVHGE\H97KHVDPSOHVKDGSKRWRFDWDO\WLFSURSHUWLHVIRU02G\HGHJUDGDWLRQLQWKH

YLVLEOHOLJKW UHJLRQ7KHKLJKHVWHIILFLHQF\IRU02GHJUDGDWLRQZDVDIWHUPLQXWHVRILOOXPLQDWLRQ
WKDWZDVRI&X27L2VDPSOHV




*LớLWKLệX

tương đốLOớQH9
QrQFKỉJLớLKạQQKữQJứQJGụQJNtFKWKtFK



+LệQ QD\ QKX FầX Yề F{QJ QJKệ NKắF SKụF OjP JLảP { QKLễP

môi trường ngày càng tăng. Đểđáp ứQJQKữQJQKXFầXQj\WKuYLệF

đượF iQK ViQJ ở YQJ Wử QJRạL   QP
 Để NKắF SKục nhượF

điểPQj\FiFFKấWEiQGẫQFyYQJFấPTXDQJKẹSđã nhận đượFVự

TXDQ WkP FKR QKữQJ QJKLrQ FứX ứQJ GụQJ Vử Gụng đượF NtFK WKtFK

FKX\ển đổLTXDQJKyD EằQJVửGụng năng lượQJPặWWUờLOjFyWLềP

FủDQJXồQiQKViQJQKuQWKấy. Oxit đồQJ,&X2
OjPộWWURQJQKữQJ

TXảYjNK{QJFạQNLệWTrong đó, quang xúc tác dựDWUrQFKấWEiQGẫQ

đã đượFVửGụQJFKRQKữQJứQJGụQJOjPFảPELếQNKtSLQPặWWUờL

Oम OjP VạFK QJXồn nướF OjP VạFK NK{QJ NKt Eằng năng lượQJ PặW

Oj Vự KRạt động như những điệQ FựF QJắQ PạFK Vự WiL Wổ Kợp điệQ

năng lớQ'REởLPặWWUờLFXQJFấSQJXồn năng lượQJKữXtFKKLệX

luôn thu hút đượFVựchú ý như là mộWF{QJQJKệ“xanh” cho việF[ử

FKấWEiQGẫn có độUộQJYQJFấPKẹSPRQJPXốQH9
>@

quang xúc tác,… Tuy vậ\&XO cũng có nhữQJPặWKạQFKếQộLWại đó

WUờL >@ 7URQJ Vố đó, chấW EiQ GẫQ 7L2 đã chứQJ Wỏ đượF Oj PộW

WtFKQKDQKNKLFyFKLếXViQJFủDFiFKạt mang điệQWtFK&X2Đây là

@ 7X\ QKLrQ 7L2 có nhược điểm là có độ UộQJ YQJ FấP TXDQJ

1KLềX WjL OLệX đã đưa ra FiF ELện pháp để NKắF SKụF QKững nhượF

FKấW[~FWiFTXDQJWX\ệWYờLFKRVựR[\KyDQKLềXFKấWKữu cơ [

\ếX Wố KạQ FKế FKR YLệF FảL WKLệQ KLệX TXả [~F WiF TXDQJ FủD &X2

/LrQKệWiFJLảGXQJWDQJRF#KXVWHGXYQ

1KậQQJj\VửD[RQJQJj\FKấSQKận đăng 26/05/2022

/LQN'2,KWWSVGRLRUJMRPF



JOMC

37


Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 04 năm 2022

điểm này như: giảm kích thướF KạW QDQR FủD FiF YậW OLệu đơn pha

7L2&XO, ZnO…[@SKDWạSYjRFiFYậWOLệu đơn SKDEởLFiFLRQ

FủDFiFNLPORạLNKiF>@KRặFFKếWạRYậWOLệXFRPSRVLWJồPVự

NếWKợSFủDKRặFYậWOLệu pha đơn [@0ụFWLrXOjQKằPOjP

JLảm năng lượQJ YQJ FấP TXDQJ (J
 JLảP Wối đa sự WiL NếW KợS

Các phương pháp đo đặFWtQKFủDYậWOLệX


Các đặFWtQKFủDYậWOLệXđược xác địQKEởi các phương pháp:

Phương pháp nhiễX[ạtia X (XRD, X’pert Pro (PANalytical) MPD, Cu

.𝛼𝛼 λ

 c
 Wốc độ quét 0.03⁰/2s); phương pháp phổ UDPDQ

điệQWtFKFủDYậWOLệXNKLFyFKLếXViQJ>@7ừđó có thểVẽOjP

VKLIW /$%5$0% λODVHU

FủDYậWOLệXEiQGẫn kích thích đượFiQKViQJWURQJYQJQKuQWKấ\

quét (SEM, HITACHI TM4000 Plus); phương pháp phổKấSWKụ899LV

tăng hiệX TXả [~F WiF TXDQJ KRặF QKữQJ ứQJ GụQJ TXDQJ KyD NKiF

9ớL QKữQJ SKkQ WtFK WUrQ WURQJ QJKLrQ Fứu này đã tiếQ KjQK

QJKLrQFứXFKế WạRYậWOLệXQDQRFRPSRVLW&X27L2YớLVựSKDWạS

  QP F{QJ VXấW ODVHU  P: NtQK

KLển vi soi Leica NPLAN L50x/0.50BD); phương pháp hiển vi điệQWử

UắQ'5899LV-DVFR9
VửGụQJTXảFầXWtFKKợSPP,69


Wốc độquét 200 nm/min; phương pháp phổKấSWKụ899LVOỏQJ

FủD 7L2 YjR &X2 ở FiF Wỷ Oệ PRO Oj   Yj  % theo phương

$JLOHQW


FKRSKkQKủ\FKấWPjXKữu cơ metyldacam (MO) dướLFKLếX[ạiQK

.KảRViWKRạWWtQK[~FWiFTXDQJ

SKiSWKủ\QKLệt. Đánh giá khảnăng xúc tác quang củDYậWOLệXFKếWạR



ViQJQKuQWKấ\



7KựFQJKLệP

SKkQKủ\GXQJGịFKFKấWPjXPHW\OGDFDPYLếWWắWOj02F{QJWKứF



+yDFKấW



+yD FKấW Vử GụQJ WURQJ QJKLrQ FứX đềX ở GạQJ WLQK NKLếW

NK{QJ FầQ SKảL FKế KyD Eổ VXQJ WKrP EDR JồP ĐồQJ VXQSKDW
&X62+2   $5&KLQD
 1DWUL 6XQILW 1D62   $5

&KLQD
 7LWDQLXP 7HWUDLVRSURSR[LGH &+27L 77,3   6LJPD

$OGULFK
$FHW\ODFHWRQ&+2 6LJPD$OGULFK
(WDQRO&+2+
$5China); nướFFấWOầQ


&KếWạRYậWOLệX



0ộW GXQJ GịFK KỗQ KợS $ JồP đồQJ VXQSKDW &X62+2

0YjQDWUL6XQILW1D620,1M đượFWUộQOẫQWKHRWỉOệPROOj

GXQJGịFKKỗQKợSFyPjXPjX[DQKQKạW'XQJGịFKKỗQKợp đượF

NKXấ\WUộn đồng đềXWUrQPi\NKXấ\WừởWốc độkhông đổLUSP

WURQJSK~WYjEắt đầXJLDQKLệt đếQQKLệt độƒ&YjJLữQKLệt độ

ổn địQK WURQJ  SK~W 'XQJ GịFK KỗQ KợS NKiF Oj % JồP WLWDQLXP

tetraisopropoxide, etanol, acetylaceton và nướF FấW  OầQ đượF Oấ\

.KảRViWKRạWWtQK[~FWiFTXDQJđượFWLếQKjQKFKRSKảQứQJ

SKkQWử&+11D26YjNKối lượQJSKkQWửJPRO
0ỗLWKt
QJKLệPNKảo sát xúc tác quang đượFWKựFKLệQ YớLNKối lượQJFKấW

xúc tác đượF Oấ\ J WURQJ  P/ GXQJ GịFK FKấW PjX

PHW\OGDFDP Fy Qồng độ SKD VẵQ  PJ/ 'XQJ GịFK +2 Qồng độ

J/đượFVửGụQJFKRPỗLSKảQứQJ[~FWiFTXDQJOjPFKấWWUợ
[~F WiF 1JXồn đèn chiếX iQK ViQJ QKuQ WKấ\ FKR SKảQ ứQJ [~F WiF

quang đượF Vử Gụng là đèn Osram 220V: bướF VyQJ ≥ 400

QP
&iFGXQJGịFKKỗQKợSSKảQứQJđượFNKXấ\Wối 30 phút đểđạW

FkQ EằQJ KấS SKụ QKả KấS sau đó đượF FKLếX ViQJ EởL QJXồn đèn

2VUDP WUrQ 6DX PỗL NKRảQJ WKờL JLDQ FKLếX ViQJ  SK~W WUtFK UD

Pột lượQJ GXQJ GịFK để đo độ KấS WKụ TXDQJ WUrQ Pi\ TXDQJ SKổ

Agilent 8453 (bướFVyQJFực đạLFủDGXQJGịFK02Oj

QP


+LệXVXấW[~FWiFTXDQJSKkQKủ\FKất màu MO được xác địQKWKHR

F{QJWKứF+


&&
&ઌ

Trong đó: C&Oần lượW

OjQồng độFủDFKấWSKảQứng lúc ban đầXYjởWKời điểPWPJ/