NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU CeO2/TiO2 NANO ỐNG VÀ HOẠT TÍNH XÚC TÁC PHÂN HỦY QUANG HÓA TRONG VÙNG KHẢ KIẾN

tƣơng tác tiếp giáp giữa hai oxit TiO 2 với CeO 2 trong phản ứng phân hủy quang
toluene dƣới bức xạ khả kiến [150]. Wang và cộng sự đã chỉ ra sự kết hợp với CeO 2
đã làm giảm n ng lƣợng vùng cấm của TiO 2 từ 3,19 eV xuống c n 2,64 eV và ứng
dụng hiệu quả trong việc khử quang hóa CO 2 thành metanol dƣới n ng lƣợng ánh
sáng khả kiến [197]. Ghasemi và các cộng sự đã nghiên cứu khả n ng phân hủy
quang xúc tác của 2,4-dichlorophenoxyacetic acid bằng hệ nano CeO 2 /TiO 2 có h
trợ graphen [64]. Hamed Eskandarloo và các đồng nghiệp đã nghiên cứu tối ƣu các
điều kiện tổng hợp hệ CeO 2 /TiO 2 trong phản ứng khử phenazopyridine bằng k
thuật tính toán và thống kê RSM [46]. Mặc dù các nghiên cứu trƣớc đây đã đem lại
nhiều thành tựu có ngh a lớn trong l nh vực này, nhƣng hoạt tính quang phân hủy
của hệ xúc tác CeO 2 /TiO 2 có thể vẫn c n cần đƣợc cải thiện hơn nữa.
Bằng phƣơng pháp dung nhiệt, Chockalingam và các cộng sự [91] đã tiến
hành tổng hợp vật liệu nano composite CeO 2 /TiO 2 với các hình thái và cấu trúc
khác nhau bằng việc sử dụng các dung môi khác nhau: axit ascorbic (A), urê (U) và
polyvinylpyrolidone (PVP). Kết quả ảnh SEM và TEM cho thấy CeO 2 /TiO 2 (A)
gồm các hạt nano hình cầu có kích thƣớc từ 10-15 nm và kết tụ lại thành cấu trúc
nhƣ hoa súp lơ tr ng (cauliflower-like structure). Trong khi đó, CeO 2 /TiO 2 (U) lại
có cấu trúc giống nhƣ con sâu (worm-like structure) với chiều dài và chiều ngang
tƣơng ứng bằng 80 nm và 30 nm. Các hạt nano CeO 2 /TiO 2 (PVP) xuất hiện dạng
hình hộp phẳng với các đƣ ng chéo trong khoảng 8-25 nm. N ng lƣợng vùng cấm
của CeO 2 /TiO 2 (A), CeO 2 /TiO 2 (U) và CeO 2 /TiO 2 (PVP) c ng đƣợc tính từ phổ
DRS lần lƣợt là 2,43, 2,81 và 3,09 eV tƣơng ứng với các đỉnh hấp thụ là 510, 441,
và 410 nm.
Guisheng và cộng sự đã tổng hợp thành công vật liệu mao quản trung bình
cấu trúc nano 3D CeO 2 /TiO 2 với pha anatase kết tinh cao, diện tích bề mặt lớn, kích
thƣớc l đồng đều bằng phƣơng pháp EISA [112]. Kết quả cho thấy sự đƣa CeO 2
vào đã kìm hãm sự phát triển tinh thể trong tƣ ng l mao quản của TiO 2 . Khi nung
ở 400 o C, kích thƣớc tinh thể xác định từ đỉnh (101) của TiO 2 là 9,3 nm nhƣng chỉ
c n 6,2 nm đối với CeO 2 /TiO 2 và c ng thu đƣợc hiện tƣợng ức chế phát triển kích
thƣớc tinh thể tƣơng tự ở các nhiệt độ nung khác. Sự làm giảm kích thƣớc hạt đƣợc
21