Luận văn về titan dioxide: Phương pháp điều chế bột nano

• Tác giả: Vũ Thị Thúy
• Người hướng dẫn: PGS. Ngô Sỹ Lương
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa vô cơ
• Đề tài: Nghiên Cứu Titan Dioxide: Điều Chế Bột Nano Từ Titan Dioxide
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. GIỚI THIỆU VỀ TITAN ĐIOXIT KÍCH THƯỚC NANO MỘT
• 1.2. Cấu trúc và tính chất vật lý của TiO2
• 1.3. Sự chuyển dạng thù hình của titan đioxit
• 1.4. Tính chất hóa học của titan đioxit
• 1.5. Các ứng dụng của vật liệu TiO2 kích thước nm
• 1.6. GIỚI THIỆU VỀ TiO2 KÍCH THƯỚC NANO MỘT PHA TẠP
• 1.7. Pha tạp cấu trúc TiO2 bởi nguyên tố kim loại
• 1.8. Pha tạp cấu trúc TiO2 bởi nguyên tố phi kim loại
• 1.9. Pha tạp TiO2 bởi hỗn hợp kim loại và phi kim
• 1.10. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU NANO TiO2 PHA TẠP
• 1.10.1. Các phương pháp vật lý
• 1.10.2. Các phương pháp hóa học
• 1.11. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ TiO2 PHA TẠP NITƠ VÀ LƯU HUỲNH
• 1.11.1. Một số nghiên cứu điều chế TiO2 pha tạp bằng các hợp chất N(-III)
• 1.11.2. Các nghiên cứu điều chế TiO2 pha tạp lưu huỳnh
• 1.11.3. Các nghiên cứu điều chế TiO2 pha tạp lưu huỳnh và nitơ
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận văn
• 2.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.3. Các nội dung nghiên cứu
• 2.4. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị
• 2.5. Thực nghiệm điều chế bột TiO2 kích thước nm
• 2.6. Các phương pháp nghiên cứu
• 2.6.1. Phương pháp đo quang xác định hiệu suất quang xúc tác của sản phẩm
• 2.6.2. Phương pháp phân tích nhiệt
• 2.6.3. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
• 2.6.4. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua TEM
• 2.6.5. Phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể, thành phần pha, hoạt tính quang xúc tác của sản phẩm bột TiO2 kích thước nm
• 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung
• 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nung
• 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol (NH4)2SO4/TiCl4
• 3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol NH3/TiCl4 trong dung dịch khi thủy phân
• 3.6. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ TiCl4
• 3.7. Quy trình điều chế S,N-TiO2 dạng bột kích thước nm
• 3.8. Các điều kiện thích hợp đã khảo sát được
• 3.9. Quy trình điều chế
• 3.10. Cách tiến hành thực nghiệm điều chế theo quy trình
• 3.11. Các đặc trưng cấu trúc và tính chất của sản phẩm
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu titan dioxide Điều chế bột nano

Nghiên cứu về titan dioxide (TiO2) đã thu hút sự chú ý lớn trong lĩnh vực vật liệu nano. TiO2 không chỉ là một chất xúc tác quang học mà còn có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và môi trường. Việc điều chế bột nano từ titan dioxide mang lại nhiều lợi ích, đặc biệt trong việc cải thiện tính chất quang học và khả năng xúc tác của vật liệu. Bài viết này sẽ đi sâu vào các phương pháp điều chế, tính chất và ứng dụng của bột nano TiO2.

1.1. Tính chất và cấu trúc của titan dioxide nano

Titan dioxide nano có cấu trúc tinh thể đa dạng, bao gồm các dạng rutile và anatase. Các tính chất vật lý và hóa học của TiO2 nano phụ thuộc vào kích thước và cấu trúc của nó. Nghiên cứu cho thấy rằng kích thước hạt nhỏ hơn có thể cải thiện hoạt tính quang xúc tác của TiO2.

1.2. Ứng dụng của bột nano titan dioxide trong công nghiệp

Bột nano TiO2 được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất sơn, chất độn, và trong các ứng dụng quang xúc tác. Với khả năng hấp thụ ánh sáng tốt hơn, TiO2 nano có thể cải thiện hiệu suất của các sản phẩm công nghiệp.

II. Vấn đề và thách thức trong điều chế bột nano titan dioxide

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc điều chế bột nano từ titan dioxide cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như kích thước hạt không đồng đều, sự tái kết hợp của electron và lỗ trống, và chi phí sản xuất cao là những yếu tố cần được giải quyết. Nghiên cứu hiện tại đang tìm kiếm các phương pháp hiệu quả hơn để tối ưu hóa quy trình điều chế.

2.1. Các vấn đề trong quy trình điều chế TiO2 nano

Quy trình điều chế TiO2 nano thường gặp khó khăn trong việc kiểm soát kích thước và hình dạng của hạt. Sự không đồng nhất trong kích thước hạt có thể ảnh hưởng đến tính chất quang học và hiệu suất xúc tác của vật liệu.

2.2. Chi phí và hiệu quả trong sản xuất bột nano

Chi phí sản xuất bột nano TiO2 vẫn còn cao so với các vật liệu truyền thống. Việc tìm kiếm các phương pháp điều chế tiết kiệm chi phí và hiệu quả hơn là một thách thức lớn trong nghiên cứu hiện tại.

III. Phương pháp điều chế bột nano titan dioxide hiệu quả

Có nhiều phương pháp khác nhau để điều chế bột nano từ titan dioxide. Các phương pháp này bao gồm phương pháp hóa học, phương pháp vật lý và các phương pháp tổng hợp mới. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng để đạt được sản phẩm chất lượng cao.

3.1. Phương pháp hóa học trong điều chế TiO2 nano

Phương pháp hóa học thường sử dụng các phản ứng hóa học để tạo ra bột nano TiO2. Các phương pháp như thủy phân và sol-gel là những kỹ thuật phổ biến, cho phép kiểm soát tốt kích thước và hình dạng của hạt.

3.2. Phương pháp vật lý và ứng dụng của nó

Phương pháp vật lý như phun sương và lắng đọng hơi hóa học cũng được sử dụng để điều chế TiO2 nano. Những phương pháp này thường cho ra sản phẩm có độ tinh khiết cao và cấu trúc đồng nhất.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của bột nano TiO2

Nghiên cứu về bột nano titan dioxide đã chỉ ra rằng vật liệu này có nhiều ứng dụng tiềm năng trong các lĩnh vực như năng lượng, môi trường và y tế. Các kết quả nghiên cứu cho thấy TiO2 nano có khả năng xúc tác quang học cao, giúp cải thiện hiệu suất trong các ứng dụng quang phân hủy và xử lý nước.

4.1. Ứng dụng trong năng lượng và môi trường

TiO2 nano được sử dụng trong các ứng dụng năng lượng mặt trời và xử lý nước thải. Với khả năng xúc tác quang học, TiO2 có thể giúp phân hủy các chất ô nhiễm trong nước và không khí.

4.2. Tiềm năng trong lĩnh vực y tế

Bột nano TiO2 cũng đang được nghiên cứu trong lĩnh vực y tế, đặc biệt là trong việc phát triển các vật liệu kháng khuẩn và điều trị ung thư. Các nghiên cứu cho thấy TiO2 có thể tiêu diệt tế bào ung thư khi được chiếu sáng bằng ánh sáng thích hợp.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu titan dioxide nano

Nghiên cứu về titan dioxide nano đang mở ra nhiều hướng đi mới trong khoa học vật liệu. Với những ứng dụng đa dạng và tiềm năng, TiO2 nano hứa hẹn sẽ đóng góp lớn vào việc giải quyết các vấn đề môi trường và năng lượng trong tương lai. Việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp điều chế hiệu quả sẽ là chìa khóa để khai thác tối đa tiềm năng của vật liệu này.

5.1. Tương lai của nghiên cứu TiO2 nano

Tương lai của nghiên cứu TiO2 nano sẽ tập trung vào việc cải thiện tính chất quang học và khả năng xúc tác của vật liệu. Các nghiên cứu mới sẽ hướng đến việc phát triển các phương pháp điều chế tiết kiệm và hiệu quả hơn.

5.2. Đóng góp của TiO2 nano trong phát triển bền vững

TiO2 nano có thể đóng góp vào phát triển bền vững thông qua việc cải thiện hiệu suất năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm. Sự phát triển của vật liệu này sẽ giúp tạo ra các giải pháp mới cho các thách thức toàn cầu.

Tổng quan nghiên cứu

Titan đioxit (TiO₂) kích thước nano là vật liệu quang xúc tác có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong chuyển hóa năng lượng mặt trời và xử lý môi trường. Theo ước tính, năng lượng mặt trời chiếm khoảng 3.10^24 J mỗi năm trên bề mặt Trái Đất, tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các vật liệu quang xúc tác hiệu quả. TiO₂ kích thước nano với các pha thù hình anata và rutile đã được ứng dụng trong pin mặt trời, quang phân hủy nước, xử lý môi trường và sản xuất sơn tự làm sạch. Tuy nhiên, dải tần năng lượng vùng cấm rộng (3,25 eV với anata và 3,05 eV với rutile) khiến TiO₂ chỉ hấp thụ được ánh sáng tử ngoại, chiếm khoảng 4% tổng năng lượng ánh sáng mặt trời, hạn chế hiệu quả quang xúc tác dưới ánh sáng nhìn thấy.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là điều chế TiO₂ kích thước nano pha tạp đồng thời lưu huỳnh (S) và nitơ (N) nhằm thu hẹp dải vùng cấm, mở rộng khả năng hấp thụ ánh sáng sang vùng khả kiến, từ đó nâng cao hiệu suất quang xúc tác dưới ánh sáng nhìn thấy. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào điều chế vật liệu bằng phương pháp thủy phân từ các tiền chất TiCl₄, (NH₄)₂SO₄ và NH₃, khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như tỷ lệ mol các chất pha tạp, nhiệt độ và thời gian nung đến cấu trúc tinh thể, kích thước hạt và hoạt tính quang xúc tác của sản phẩm. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển vật liệu quang xúc tác hiệu quả, góp phần giải quyết các vấn đề về năng lượng và môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Cấu trúc tinh thể và tính chất quang học của TiO₂: TiO₂ tồn tại chủ yếu ở các pha thù hình anata và rutile với cấu trúc tinh thể khác nhau ảnh hưởng đến dải vùng cấm và hoạt tính quang xúc tác. Anata có dải vùng cấm 3,25 eV, rutile 3,05 eV.
• Hiện tượng quang xúc tác: Khi TiO₂ hấp thụ photon có năng lượng lớn hơn vùng cấm, electron được kích thích từ vùng hóa trị lên vùng dẫn tạo ra cặp electron-lỗ trống, tham gia vào các phản ứng oxi hóa-khử trên bề mặt.
• Pha tạp nguyên tố phi kim (N, S) vào TiO₂: Pha tạp nitơ và lưu huỳnh làm giảm dải vùng cấm, mở rộng vùng hấp thụ ánh sáng sang vùng khả kiến, đồng thời giảm sự tái kết hợp electron-lỗ trống, nâng cao hiệu suất quang xúc tác.
• Phương pháp thủy phân và nhiệt luyện: Điều chế TiO₂ nano bằng thủy phân TiCl₄ trong dung dịch có chứa các chất pha tạp, sau đó nung ở nhiệt độ thích hợp để tạo cấu trúc tinh thể ổn định.

Các khái niệm chính bao gồm: dải vùng cấm (band gap), quang xúc tác, pha tạp, kích thước hạt nano, và các pha tinh thể anata, rutile.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Tiền chất TiCl₄ 9M, dung dịch (NH₄)₂SO₄ 50 g/l, dung dịch NH₃ 4M được chuẩn bị chính xác. Sản phẩm TiO₂ nano pha tạp S và N được điều chế bằng phương pháp thủy phân trong dung dịch nước làm lạnh (~0°C), khuấy trộn và nung ở nhiệt độ từ 450°C đến 750°C.
• Phương pháp phân tích:
  • XRD (Nhiễu xạ tia X) để xác định cấu trúc tinh thể, thành phần pha và kích thước hạt trung bình theo công thức Scherrer.
  • TEM (Hiển vi điện tử truyền qua) để quan sát hình thái và kích thước hạt nano.
  • EDS (Phổ tán xạ năng lượng tia X) để xác định thành phần nguyên tố, đặc biệt là sự có mặt của N và S trong sản phẩm.
  • Phân tích nhiệt TG/DSC để xác định nhiệt độ nung tối ưu và các quá trình mất khối lượng liên quan đến sự phân hủy các hợp chất trong mẫu.
  • Đo hiệu suất quang xúc tác phân hủy xanh metylen dưới ánh sáng đèn compact 40W, đo hấp thụ quang UV-Vis tại bước sóng 663 nm để tính hiệu suất phân hủy.
• Timeline nghiên cứu: Quá trình điều chế và khảo sát được thực hiện trong khoảng thời gian từ 1h30 đến 2h cho phản ứng thủy phân và nung mẫu, với các bước phân tích và thử nghiệm quang xúc tác tiếp theo.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác:

   • Nhiệt độ nung từ 450°C đến 750°C làm tăng độ kết tinh của TiO₂, chuyển từ vô định hình sang đơn pha anata.
   • Kích thước hạt trung bình tăng từ khoảng 7,76 nm (450°C) lên 15,2 nm (700°C).
   • Hiệu suất phân hủy xanh metylen tăng từ 74,4% (450°C) lên cực đại 98,7% tại 550°C, sau đó giảm nhẹ khi nung ở nhiệt độ cao hơn.
   • Sự giảm hiệu suất sau 550°C có thể do tăng kích thước hạt và sự thay đổi bề mặt do sự phân hủy các nhóm lưu huỳnh và nitơ.

2. Ảnh hưởng của thời gian nung:

   • Thời gian nung từ 1 đến 3 giờ tại 550°C cho thấy hiệu suất quang xúc tác tăng nhẹ, đạt tối ưu ở 2 giờ với hiệu suất phân hủy xanh metylen khoảng 98,7%.
   • Thời gian nung quá dài không làm tăng đáng kể hiệu suất, có thể gây kết tụ hạt.

3. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol (NH₄)₂SO₄/TiCl₄ và NH₃/TiCl₄:

   • Tỷ lệ mol (NH₄)₂SO₄/TiCl₄ tối ưu khoảng 0,25, tỷ lệ mol NH₃/TiCl₄ tối ưu khoảng 0,5, giúp pha tạp hiệu quả lưu huỳnh và nitơ vào mạng tinh thể TiO₂.
   • Các tỷ lệ vượt quá hoặc thấp hơn làm giảm hiệu suất quang xúc tác do sự không đồng đều pha tạp hoặc tạo các trung tâm tái kết hợp electron-lỗ trống.

4. Đặc trưng cấu trúc và thành phần pha:

   • XRD cho thấy sản phẩm chủ yếu là pha anata đơn pha, không phát hiện pha rutile hoặc pha lưu huỳnh/nitơ riêng biệt.
   • TEM xác nhận kích thước hạt nano đồng đều, phân bố từ 10-20 nm.
   • Phổ EDS xác nhận sự hiện diện của nguyên tố N và S trong sản phẩm với hàm lượng nitơ khoảng 1,72% và lưu huỳnh khoảng 0,04%.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc pha tạp đồng thời lưu huỳnh và nitơ vào TiO₂ nano bằng phương pháp thủy phân từ TiCl₄, (NH₄)₂SO₄ và NH₃ là hiệu quả trong việc thu hẹp dải vùng cấm, mở rộng vùng hấp thụ ánh sáng sang vùng khả kiến, từ đó nâng cao hoạt tính quang xúc tác. Nhiệt độ nung 550°C và thời gian nung 2 giờ là điều kiện tối ưu để đạt được cấu trúc tinh thể ổn định, kích thước hạt nhỏ và hiệu suất quang xúc tác cao nhất.

So sánh với các nghiên cứu trước đây về TiO₂ pha tạp đơn lẻ nitơ hoặc lưu huỳnh, việc đồng pha tạp S và N đã cải thiện đáng kể hiệu suất phân hủy chất ô nhiễm dưới ánh sáng nhìn thấy. Các biểu đồ XRD và đồ thị hiệu suất phân hủy xanh metylen minh họa rõ sự phụ thuộc của hoạt tính quang xúc tác vào điều kiện nung và tỷ lệ pha tạp. Sự ổn định cấu trúc anata và kích thước hạt nano nhỏ giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc, đồng thời giảm sự tái kết hợp electron-lỗ trống, nâng cao hiệu quả quang xúc tác.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa quy trình điều chế:

   • Áp dụng nhiệt độ nung 550°C và thời gian nung 2 giờ để đảm bảo cấu trúc tinh thể anata ổn định và kích thước hạt nano nhỏ, tối ưu hiệu suất quang xúc tác.
   • Chủ thể thực hiện: Các phòng thí nghiệm nghiên cứu vật liệu, thời gian áp dụng: ngay lập tức trong các dự án tiếp theo.

2. Điều chỉnh tỷ lệ mol pha tạp:

   • Duy trì tỷ lệ mol (NH₄)₂SO₄/TiCl₄ khoảng 0,25 và NH₃/TiCl₄ khoảng 0,5 để đạt hiệu quả pha tạp tối ưu, tránh tạo trung tâm tái kết hợp không mong muốn.
   • Chủ thể thực hiện: Nhà sản xuất vật liệu nano, thời gian áp dụng: trong quá trình sản xuất thử nghiệm.

3. Mở rộng ứng dụng vật liệu:

   • Khuyến khích ứng dụng TiO₂ S,N pha tạp trong xử lý nước thải công nghiệp, sản xuất sơn tự làm sạch và pin mặt trời quang điện nhằm tận dụng hiệu suất quang xúc tác cao dưới ánh sáng nhìn thấy.
   • Chủ thể thực hiện: Doanh nghiệp công nghệ môi trường, thời gian áp dụng: 1-2 năm.

4. Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế quang xúc tác:

   • Tiến hành phân tích quang phổ điện tử và mô phỏng lý thuyết để hiểu rõ vai trò của nguyên tử S và N trong mạng tinh thể TiO₂, từ đó cải tiến vật liệu.
   • Chủ thể thực hiện: Các viện nghiên cứu vật liệu, thời gian áp dụng: 2-3 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu vật liệu nano và quang xúc tác:

   • Lợi ích: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm chi tiết về điều chế và đặc trưng TiO₂ nano pha tạp S và N, hỗ trợ phát triển vật liệu mới.
   • Use case: Thiết kế vật liệu quang xúc tác cho xử lý môi trường.

2. Doanh nghiệp sản xuất vật liệu quang xúc tác và pin mặt trời:

   • Lợi ích: Áp dụng quy trình điều chế hiệu quả, nâng cao chất lượng sản phẩm, mở rộng ứng dụng dưới ánh sáng mặt trời.
   • Use case: Sản xuất sơn tự làm sạch, pin mặt trời quang điện.

3. Chuyên gia môi trường và xử lý nước thải:

   • Lợi ích: Hiểu rõ cơ chế và hiệu quả quang xúc tác của TiO₂ nano pha tạp, lựa chọn vật liệu phù hợp cho xử lý ô nhiễm.
   • Use case: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải bằng quang xúc tác.

4. Sinh viên và học viên cao học ngành Hóa vô cơ, Vật liệu:

   • Lợi ích: Tài liệu tham khảo về phương pháp điều chế, phân tích và ứng dụng vật liệu nano TiO₂ pha tạp.
   • Use case: Tham khảo cho luận văn, đề tài nghiên cứu.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần pha tạp đồng thời lưu huỳnh và nitơ vào TiO₂?
   Pha tạp đồng thời S và N giúp thu hẹp dải vùng cấm của TiO₂, mở rộng khả năng hấp thụ ánh sáng sang vùng khả kiến, nâng cao hiệu suất quang xúc tác dưới ánh sáng mặt trời so với pha tạp đơn lẻ.

2. Phương pháp thủy phân có ưu điểm gì trong điều chế TiO₂ nano?
   Phương pháp thủy phân đơn giản, dễ thực hiện, kiểm soát tốt kích thước hạt và đồng đều pha tạp, phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm và sản xuất quy mô nhỏ.

3. Nhiệt độ nung ảnh hưởng thế nào đến hoạt tính quang xúc tác?
   Nhiệt độ nung ảnh hưởng đến độ kết tinh và kích thước hạt. Nhiệt độ nung tối ưu (550°C) giúp tạo cấu trúc anata ổn định, kích thước hạt nhỏ, tăng diện tích bề mặt và hiệu suất quang xúc tác.

4. Làm thế nào để đánh giá hiệu suất quang xúc tác của TiO₂?
   Hiệu suất được đánh giá qua khả năng phân hủy chất nhuộm xanh metylen dưới ánh sáng đèn compact 40W, đo độ hấp thụ quang UV-Vis tại bước sóng 663 nm để tính phần trăm phân hủy.

5. Có thể ứng dụng vật liệu TiO₂ S,N pha tạp trong lĩnh vực nào?
   Vật liệu có thể ứng dụng trong xử lý nước thải, sản xuất sơn tự làm sạch, pin mặt trời quang điện, cảm biến khí và các thiết bị điện tử nhờ hoạt tính quang xúc tác cao dưới ánh sáng nhìn thấy.

Kết luận

• Đã điều chế thành công TiO₂ kích thước nano pha tạp đồng thời lưu huỳnh và nitơ bằng phương pháp thủy phân từ TiCl₄, (NH₄)₂SO₄ và NH₃.
• Nhiệt độ nung 550°C và thời gian nung 2 giờ là điều kiện tối ưu cho cấu trúc tinh thể anata đơn pha, kích thước hạt nano nhỏ và hiệu suất quang xúc tác cao nhất (98,7% phân hủy xanh metylen).
• Tỷ lệ mol pha tạp (NH₄)₂SO₄/TiCl₄ khoảng 0,25 và NH₃/TiCl₄ khoảng 0,5 giúp pha tạp hiệu quả, tránh tạo trung tâm tái kết hợp electron-lỗ trống.
• Sự đồng pha tạp S và N mở rộng vùng hấp thụ ánh sáng sang vùng khả kiến, nâng cao hiệu quả quang xúc tác dưới ánh sáng nhìn thấy so với TiO₂ tinh khiết hoặc pha tạp đơn lẻ.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển vật liệu quang xúc tác hiệu quả, ứng dụng trong xử lý môi trường và chuyển hóa năng lượng mặt trời.

Next steps: Tiến hành nghiên cứu cơ chế quang xúc tác chi tiết qua phân tích quang phổ điện tử và mô phỏng lý thuyết; mở rộng ứng dụng thực tế trong xử lý nước thải và pin mặt trời.

Call-to-action: Các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp trong lĩnh vực vật liệu quang xúc tác nên áp dụng quy trình điều chế và điều kiện tối ưu này để phát triển sản phẩm mới, nâng cao hiệu quả ứng dụng trong thực tiễn.