tailieunhanh - Chế tạo và nghiên cứu tính chất vật liệu quang xúc tác TiO2 pha tạp phi kim (N, S)

Trong nghiên cứu này, tác giả trình bày quy trình tổng hợp vật liệu nano TiO2 pha tạp N và TiO2 pha tạp S bằng phương pháp thủy phân. Cấu trúc tinh thể, tính chất quang, hình thái bề mặt của các vật liệu được nghiên cứu thông qua các phép đo XRD, UV-vis, và SEM. | JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Interdisciplinary Sci. 2014 Vol. 59 No. 1A pp. 16-21 This paper is available online at http CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TiO2 PHA TẠP PHI KIM N S Đỗ Minh Thành1 Nguyễn Thị Thanh Hương2 Nguyễn Thị Khánh Hòa1 Nguyễn Cao Khang1 2 và Nguyễn Văn Minh1 2 1 Khoa Vật lí Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội 2 Trung tâm Khoa học và Công nghệ Nano Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội Tóm tắt. Trong nghiên cứu này chúng tôi trình bày quy trình tổng hợp vật liệu nano TiO2 pha tạp N và TiO2 pha tạp S bằng phương pháp thủy phân. Cấu trúc tinh thể tính chất quang hình thái bề mặt của các vật liệu được nghiên cứu thông qua các phép đo XRD UV-vis và SEM. Khả năng quang xúc tác trong vùng bức xạ khả kiến của các mẫu TiO2 pha tạp được đánh giá thông qua hiệu suất phân hủy phân tử xanh metylen. Kết quả nhiễu xạ tia X chỉ ra rằng vật liệu TiO2 pha tạp phi kim thu được tại nhiệt độ nung 400 C kết tinh hoàn toàn ở pha anatase với kích thước hạt trung bình từ 15 tới 20 nm. Phép đo phổ hấp thụ cho thấy các mẫu đều có khả năng hấp thụ bức xạ có bước sóng trong khoảng từ 400 nm đến 600 nm. Sự dịch bờ hấp thụ này được xem là nguyên nhân khiến cho những mẫu TiO2 pha tạp thể hiện khả năng quang xúc tác cao hơn so với vật liệu TiO2 tinh khiết trong vùng bức xạ khả kiến. Các kết quả thu được chứng tỏ rằng sự thay thế của các nguyên tốN hay S cho O trong mạng tinh thể đã làm giảm bề rộng dải cấm của TiO2 qua đó nâng cao hiệu suất quang xúc tác. Từ khóa TiO2 pha tạp N TiO2 pha tạp S quang xúc tác. 1. Mở đầu TiO2 là một trong những vật liệu có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau. Về mặt khoa học cơ bản cũng như ứng dụng TiO2 hứa hẹn nhiều tính chất lí thú. TiO2 là chất bán dẫn có dải cấm rộng trong suốt với bức xạ khả kiến có chiết suất lớn và có độ bền cơ học cao 1 . TiO2 là chất hoạt động mạnh có thể sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ độc hại để khử mùi và diệt khuẩn cả trong môi trường nước và không khí 2-4 . Tuy nhiên do