TỔNG HỢP VÀ BIẾN TÍNH g-C3N4 THEO HƯỚNG TĂNG HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG TRONG VÙNG ÁNH SÁNG KHẢ KIẾN

www.twitter.com/daykemquynhon
www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
www.facebook.com/daykem.quynhon
www.daykemquynhon.blogspot.com
MỞ ĐẦU
www.daykemquynhon.ucoz.com
Produced by Nguyen Thanh Tu
1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài
Công nghệ nano phát triển cùng với sự ra đời của vật liệu mới và ứng dụng
cao đã mang đến thành tựu trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là môi trường.
Các vật liệu bán dẫn làm xúc tác quang đã được nghiên cứu rộng rãi trong lĩnh vực
xử lý ô nhiễm môi trường và tạo nguồn năng lượng sạch, có khả năng tái sinh từ việc
tách nước tinh khiết thành H 2 và O 2 . Một số chất bán dẫn đã được sử dụng làm chất
xúc tác quang cho hiệu quả như ZnO, TiO 2 , Zn 2 TiO 2 , CdS, WO 3 , các muối tungstate.
Mặc dầu vậy, do có vùng cấm rộng nên chúng chỉ hấp thụ ánh sáng tử ngoại, vùng
mà chỉ chiếm khoảng 5% tổng lượng photon ánh sáng mặt trời. Để sử dụng ánh sáng
mặt trời hiệu quả hơn, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để các vật liệu có khả
năng xúc tác trong vùng khả kiến và cải thiện hoạt tính xúc tác quang của chúng.
2. Lý do chọn đề tài
Đứng trước nhu cầu ngày càng tăng của con người, các hoạt động sản xuất
công nghiệp không ngừng phát triển. Tuy nhiên, mặt trái của việc sản xuất là ô nhiễm
môi trường và vấn đề này hiện đang đặt ra rất bức thiết không những đối với nước ta
mà còn đối với hầu hết các quốc gia trên thế giới. Để xử lý môi trường, có rất nhiều
phương pháp khác nhau như vật lý, sinh học hay hóa học hoặc sự kết hợp giữa các
phương pháp đó. Trong số các phương pháp nêu trên, hóa học có rất nhiều lợi thế,
đặc biệt đối với chất nhiễm hữu cơ không thể dùng các phương pháp khác. Một trong
những phương pháp đang hấp dẫn các nhà khoa học là xử lý các hợp chất trong nước
sử dụng phản ứng phân hủy bởi xúc tác quang dưới điều kiện ánh sáng khả kiến, bởi
chúng sử dụng được nguồn năng lượng có sẵn đó là ánh sáng mặt trời và tác nhân oxi
hóa là oxy không khí. Vì thế điều quyết định ở đây là chất xúc tác.
Thông thường người ta sử dụng chất bán dẫn để làm chất xúc tác quang, trong
đó các oxit kim loại được quan tâm nhiều nhất. Tuy nhiên, các oxit kim loại thường
chỉ hoạt động trong vùng ánh sáng tử ngoại. Vì thế nhiều nhà khoa học đã quan tâm
đến việc biến tính các oxit này để có thể sử dụng trong vùng ánh sáng nhìn thấy.
Thời gian gần đây, một loại vật liệu bán dẫn không kim loại, dạng polymer của
cacbon nitrua có cấu trúc lớp như graphit (g-C 3 N 4 ). Vật liệu này ưu điểm là có năng
lượng vùng cấm bé, khoảng 2,7 eV có thể hoạt động dưới điều kiện ánh sáng mặt trời,
có thể tổng hợp lượng lớn, bền hóa. Tuy nhiên ở dạng nguyên chất, g-C 3 N 4 có nhược
điểm là dể tái hợp electron và lỗ trống quang sinh, dẫn đến hiệu suất xúc tác kém. Do
đó, muốn tăng cường hiệu quả xúc tác quang của vật liệu thì cần hạn chế sự tái kêt
hợp trên. Có nhiều phương pháp để làm tăng hoạt tính xúc tác quang, nổi bật lên
trong đó là phương pháp pha tạp (doping) g-C 3 N 4 với các nguyên tố phi kim khác
như O, S, B, P, F...Đây là phương pháp hiệu quả và được ứng dụng nhiều, các vật liệu
DIỄN ĐÀN TOÁN - LÍ - HÓA 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial