N-TiO2 điều chế bằng phương pháp đun hồi lưu với dung dịch H2O2-urea: điểm điện tích không, khả năng hấp phụ, và hoạt tính quang xúc tác dưới ánh sáng khả kiến

Tóm tắt

Tạp hóa TiO₂ bằng nitơ được quan tâm vì có thể chuyển vùng hấp thu quang của TiO₂ về ánh sáng khả kiến. Trong nghiên cứu này, N-TiO₂ được điều chế bằng phương pháp đun hồi lưu keo TiO₂ trong dung dịch H₂O₂-urea. Hai yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm điều chế được khảo sát là lượng urea và lượng H₂O₂ trong dung dịch đun hồi lưu. Các mẫu được khảo sát khả năng hấp phụ, hoạt tính quang xúc tác oxi hóa methylen xanh (MB), và các đặc trưng hóa lý bởi XRD, FT-IR, pH_PZC, BET, và DRS. Kết quả cho thấy N-TiO₂ tạo thành theo phương pháp này ở pha anatase với độ tinh thể hóa thấp, diện tích bề mặt cao, trong khoảng 150 – 200 m²/g, pH_PZC trong khoảng 1 – 1,5, có khả năng hấp phụ MB cao, và biên hấp thu ánh sáng dịch chuyển về vùng khả kiến khoảng 80 – 100 nm so với TiO₂-P25. Khi tăng nồng độ urea thêm vào dung dịch đun hồi lưu từ 1 M lên 2 M và 3 M, khả năng hấp phụ của các mẫu tăng, nhưng hoạt tính quang xúc tác phân hủy MB giảm. Khi thay đổi hàm lượng H₂O₂ đưa vào giai đoạn đun hồi lưu, mẫu với 10 mL H₂O₂ cho hiệu suất xúc tác quang hóa phân hủy MB cao nhất.