Tăng cường hiệu quả xử lý methylene blue bằng chất xúc tác quang TiO2/Carbon aerogel
181 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.VITTEP.2022.44-50Từ khóa:
TiO2/Carbon aerogel; Xử lý methylene blue; Quang xúc tác.Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, vật liệu TiO2/carbon aerogel tổng hợp bằng phương pháp sol – gel cải thiện hiệu quả xúc tác quang của TiO2 nhờ vào sự giảm rộng vùng cấm và tăng đáng kể diện tích bề mặt riêng. Vật liệu tổng hợp được đặc trưng bơi phổ nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét – phổ tán sắc năng lượng tia X (SEM -EDX), phương pháp hấp phụ vật lý khí nito và phổ hồng ngoại chuyển đổi fourier (FTIR). Thử nghiệm xử lý Methylene blue thực hiện trong điều kiện: 3 đèn UVA (công suất mỗi đèn 8 W), 0.015 g mẫu và 50 ml dung dịch MB 15 ppm, cho thấy gia tăng đáng kể khả năng hấp phụ, sự phân hủy xúc tác quang và phản ứng động học của TiO2/CA so với TiO2 ban đầu. Cụ thể, tổng hiệu suất khử màu của MB đối với TiO2/CA lên đến 89% - gấp hơn 1,37 lần so với mẫu TiO2 tinh khiết, trong đó chỉ riêng hiệu suất hấp phụ là khoảng 11 lần.
Tài liệu tham khảo
[1]. F. Mcyotto, Q. Wei, D. K. Macharia, M. Huang, C. Shen, and C. W. Chow, "Effect of dye structure on color removal efficiency by coagulation," Chemical Engineering Journal, vol. 405, p. 126674, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126674
[2]. K. Aqeel et al., "Electrochemical removal of brilliant green dye from wastewater," in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 888, no. 1: IOP Publishing, p. 012036, (2020). DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/888/1/012036
[3]. S. M. Tichapondwa, J. P. Newman, and O. Kubheka, "Effect of TiO2 phase on the photocatalytic degradation of methylene blue dye," Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, vol. 118-119, p. 102900, 2020/10/01/ (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.pce.2020.102900. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pce.2020.102900
[4]. C. H. Nguyen, C.-C. Fu, and R.-S. Juang, "Degradation of methylene blue and methyl orange by palladium-doped TiO2 photocatalysis for water reuse: Efficiency and degradation pathways," Journal of Cleaner Production, vol. 202, pp. 413-427, 2018/11/20/ (2018), doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.08.110. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.08.110
[5]. X. He et al., "Photocatalytic degradation of microcystin-LR by modified TiO2 photocatalysis: A review," Science of The Total Environment, vol. 743, p. 140694, 2020/11/15/ (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140694. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140694
[6]. G. Wang, M. Yu, and X. Feng, "Carbon materials for ion-intercalation involved rechargeable battery technologies," Chemical Society Reviews, vol. 50, no. 4, pp. 2388-2443, (2021). DOI: https://doi.org/10.1039/D0CS00187B
[7]. D. Yuan, T. Zhang, Q. Guo, F. Qiu, D. Yang, and Z. Ou, "Superhydrophobic Hierarchical Biomass Carbon Aerogel Assembled with TiO2 Nanorods for Selective Immiscible Oil/Water Mixture and Emulsion Separation," Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 57, no. 43, pp. 14758-14766, 2018/10/31 (2018), doi: 10.1021/acs.iecr.8b03661. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.iecr.8b03661
[8]. R. W. Pekala et al., "Carbon aerogels for electrochemical applications," Journal of Non-Crystalline Solids, vol. 225, pp. 74-80, 1998/04/01/ (1998), doi: https://doi.org/10.1016/S0022-3093(98)00011-8. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-3093(98)00011-8
[9]. J. Li, X. Wang, Q. Huang, S. Gamboa, and P. J. Sebastian, "Studies on preparation and performances of carbon aerogel electrodes for the application of supercapacitor," Journal of Power Sources, vol. 158, no. 1, pp. 784-788, 2006/07/14/ (2006), doi: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2005.09.045. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2005.09.045
[10]. B. Anitha and M. A. Khadar, "Anatase-rutile phase transformation and photocatalysis in peroxide gel route prepared TiO2 nanocrystals: Role of defect states," Solid State Sciences, vol. 108, p. 106392, 2020/10/01/ (2020), doi: https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2020.106392. DOI: https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2020.106392
[11]. J. Zhang et al., "A TiO2 Coated Carbon Aerogel Derived from Bamboo Pulp Fibers for Enhanced Visible Light Photo-Catalytic Degradation of Methylene Blue," Nanomaterials, vol. 11, no. 1, doi: 10.3390/nano11010239. DOI: https://doi.org/10.3390/nano11010239
[12]. H. n. Cui, Z. Liang, J. Zhang, H. Liu, and J. Shi, "Enhancement of the photocatalytic activity of a TiO2/carbon aerogel based on a hydrophilic secondary pore structure," RSC Advances, 10.1039/C6RA08074J vol. 6, no. 72, pp. 68416-68423, (2016), doi: 10.1039/C6RA08074J. DOI: https://doi.org/10.1039/C6RA08074J
[13]. H. Foratirad, H. Baharvandi, and M. Maragheh, "Chemo-Rheological Behavior of Aqueous Titanium Carbide Suspension and Evaluation of the Gelcasted Green Body Properties," Materials Research, vol. 20, 12/01 (2016), doi: 10.1590/1980-5373-mr-2016-0410. DOI: https://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2016-0410
