Điều chế vật liệu nano N-TiO2 và đánh giá hoạt tính quang xúc tác trong vùng ánh sáng thấy được

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, titanium dioxide biến tính bởi nitrogen được điều chế từ tiền chất ban đầu potassium hexafluorotitanate (IV) và dung dịch ammoniac vừa là dung dịch thủy phân tạo kết tủa hydroxide titan vừa là nguồn cung cấp nitrogen cho quá trình biến tính. Việc pha tạp nitrogen vào mạng TiO₂ sẽ làm cho vật liệu có khả năng hoạt động trong vùng ánh sáng thấy được. N-TiO₂ được điều chế trong điều kiện: thủy phân K₂TiF₆ bằng dung dịch NH₃ 1 M đến pH 9, tỉ lệ % khối lượng N/TiO₂ là 14% và xử lý mẫu ở nhiệt độ 600 ^oC trong 5 giờ. Vật liệu N-TiO₂ thu được tồn tại cả dạng anatas và rutil, có kích thước hạt trung bình khoảng 30 nm. Sự biến tính TiO₂ bởi nitrogen đã cải thiện đáng kể khả năng hấp thụ bức xạ khả kiến của vật liệu. Phổ UV-Vis của N-TiO₂ cho thấy cực đại hấp thu ở bước sóng 400 nm và mở rộng về vùng ánh sáng khả kiến, ứng với mức năng lượng vùng cấm tương ứng là 2,7 eV. Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng, vật liệu N-TiO₂ có hoạt tính quang xúc tác phân hủy xanh methylene dưới ánh sáng thấy được cao hơn nhiều so với TiO₂.