Thông tin chung:

Ngày nhận bài: 04/03/2020
Ngày nhận bài sửa: 24/04/2020

Ngày duyệt đăng: 29/06/2020

Title:

Structural, morphological and photocatalytic properties of TiO₂/ZnO heterostructures

Từ khóa:

Điện hóa, phún xạ, quang xúc tác, TiO₂, thủy nhiệt, ZnO

Keywords:

Electrochemical, hydrothermal, photocatalytic, sputtering, TiO₂, ZnO

ABSTRACT

In this paper, three kinds of heterostructure of TiO₂/ZnO were fabricated by combining electrochemical, sputtering and/or hydrothermal methods. The crystal structure and morphology of ZnO/TiO₂ were studied by the X-ray diffraction method (XRD), scanning electron microscopy method (SEM), atomic force microscopy method (AFM). The photocatalytic performance of the TiO₂/ZnO heterostructures was examined by monitoring the degradation of methylene blue (MB) under ultraviolet (UV) or visible light irradiation. The results show that all the TiO₂/ZnO heterostructures exhibited the  right crystal structure of ZnO and TiO₂ phases. All the TiO₂/ZnO heterostructures presented superior photocatalytic activities as compared to the TiO₂ or
ZnO single material. In addition, amongst the three heterostructures, the TiO₂-hydrothermal/ZnO rod obtained the highest reaction rate constant (0,065 min^-1; 0,056 min^-1), followed by TiO₂/ZnO rod structure (0,054 min^-1; 0,031 min^-1), and double-layer TiO₂/ZnO(0,05 min^-1; 0,021 min^-1) under UV light and visible light respectively, primarily due to the effects of enhanced charge separation and generation and the characteristics of the surface area of each heterostructure.

TÓM TẮT

Trong bài báo này, các cấu trúc dị thể TiO₂/ZnO được chế tạo bằng cách kết hợp các phương pháp điện hóa, phún xạ và/hoặc thủy nhiệt. Cấu trúc tinh thể và hình thái của TiO₂/ZnO được đánh giá bởi phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM) và ảnh hiển vi lực nguyên tử (AFM). Tính chất quang xúc tác được đánh giá thông qua độ mất màu của dung dịch xanh methylene (MB) dưới ánh sáng tia tử ngoại (UV) hoặc ánh sáng khả kiến. Kết quả thu được cho thấy, các cấu trúc dị thể TiO₂/ZnO được chế tạo bằng việc phối hợp các phương pháp trên đều thể hiện cấu trúc pha tinh thể đặc trưng của vật liệu TiO₂ và ZnO. Kết quả khảo sát tính chất quang xúc tác cho thấy hiệu quả phân hủy dung dịch MB của các cấu trúc dị thể được xếp theo thứ tự từ cao tới thấp lần lượt là TiO₂-thủy nhiệt/ZnO rod, cấu trúc màng TiO₂/ZnO rod cấu trúc màng hai lớp TiO₂/ZnO chủ yếu do cơ chế phân tách và dịch chuyển điện tích và diện tích hiệu dụng bề mặt lớn.

Trích dẫn: Lê Thị Ngọc Tú, Phạm Thiết Trường, Tôn Ngữ Quỳnh Trang và Vũ Thị Hạnh Thu, 2020. Tính chất quang xúc tác của các cấu trúc dị thể TiO₂/ZnO. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ. 56(Số chuyên đề: Khoa học tự nhiên)(1): 148-156.