tailieunhanh - Nghiên cứu cấu trúc, tính chất quang xúc tác của vật liệu tổ hợp TiO2 pha tạp N với graphene

Bài viết trình bày việc chế tạo các mẫu TiO2/graphene, TiO2 pha tạp N/graphene với các tỷ lệ mol khác nhau và nghiên cứu một số tính chất của chúng. Kết quả chỉ ra rằng các hạt TiO2 có kích thước 20nm đến 30nm bám dính trên bề mặt graphene. | Nghiên cứu cấu trúc, tính chất quang xúc tác của vật liệu tổ hợp TiO2 pha tạp N với graphene Nghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP TiO2 PHA TẠP N VỚI GRAPHENE Nguyễn Cao Khang1,*, Nguyễn Mạnh Hùng2, Đoàn Thị Thuý Phượng3, Lê Thị Mai Oanh1, Đào Việt Thắng2, Lâm Thị Hằng1, Ngô Thị Liên1 Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, chúng tôi chế tạo các mẫu TiO2/graphene, TiO2 pha tạp N/graphene với các tỷ lệ mol khác nhau và nghiên cứu một số tính chất của chúng. Kết quả chỉ ra rằng các hạt TiO2 có kích thước 20nm đến 30nm bám dính trên bề mặt graphene. Ảnh hưởng của việc pha tạp, của graphene lên cấu trúc, tính chất quang của mẫu cũng đã được khảo sát thông qua các phép đo kính hiển vi điện tử quét, nhiễu xạ tia X và phổ hấp thụ UV-Vis. Nguồn gốc tính chất quang xúc tác, khả năng quang xúc tác cao của các mẫu cũng được thảo luận và làm rõ trong nghiên cứu này. Từ khóa: TiO2; Graphene; Quang xúc tác. 1. TỔNG QUAN TiO2 là chất xúc tác quang được nghiên cứu rộng rãi do có nhiều ứng dụng trong việc giải quyết vấn đề năng lượng và môi trường. TiO2 được ứng dụng làm pin quang điện, chất xúc tác quang hóa, vật liệu tự làm sạch, xử lí nước và không khí bị ô nhiễm [1, 2]. Vật liệu TiO2 có lợi thế là hoạt động theo cơ chế quang xúc tác nên bản thân không bị tiêu hao, nghĩa là đầu tư một lần và sử dụng lâu dài. Thêm nữa, TiO2 là vật liệu không độc hại, sản phẩm từ sự phân huỷ chất này cũng an toàn, giá thành tương đối thấp [3]. Tuy nhiên, nhược điểm của TiO2 là hoạt tính quang xúc tác chỉ thể hiện trong vùng ánh sáng tử ngoại, phần bức xạ chỉ chiếm khoảng 4-5% trong quang phổ mặt trời đến bề mặt trái đất, nên việc sử dụng TiO2 vào mục đích xử lý môi trường bị hạn chế [4]. Để mở rộng khả năng sử dụng năng lượng bức xạ mặt trời cả ở vùng ánh sáng nhìn thấy vào phản ứng quang xúc tác, cần giảm độ rộng vùng cấm của TiO2. Mặt khác, các cặp điện tử - lỗ trống sinh ra khi TiO2 được .