I. Nghiên cứu tổng hợp
Phần này tập trung vào quá trình nghiên cứu tổng hợp vật liệu AgI-TiO2 nano xốp. Các phương pháp chế tạo bao gồm kỹ thuật hóa ướt và thủy nhiệt, nhằm tạo ra cấu trúc xốp với diện tích bề mặt lớn. Vật liệu nano TiO2 được biến tính bằng AgI để cải thiện tính chất quang điện hóa. Quá trình tổng hợp cũng bao gồm việc phủ lớp CdS lên bề mặt để tăng độ bền và hiệu suất tách nước. Các kỹ thuật như XRD và SEM được sử dụng để phân tích cấu trúc và hình thái vật liệu.
1.1. Phương pháp tổng hợp
Phương pháp tổng hợp vật liệu bao gồm các bước chuẩn bị đế ITO, lắng đọng PS, và quy trình điện phân để tạo cấu trúc cầu rỗng. Vật liệu AgI-TiO2 được chế tạo bằng cách biến tính bề mặt TiO2 với AgI, sau đó phủ lớp CdS để tăng hiệu suất quang điện hóa.
1.2. Phân tích cấu trúc
Các kết quả từ phương pháp XRD và SEM cho thấy cấu trúc xốp của vật liệu, với các lỗ xốp được kết nối chặt chẽ. Vật liệu nano xốp này có diện tích bề mặt lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng điện hóa.
II. Tính chất quang điện hóa
Phần này khảo sát tính chất quang điện hóa của vật liệu AgI-TiO2 nano xốp. Các thí nghiệm đo quét thế tuyến tính (LSV) và phổ tổng trở điện hóa (EIS) được thực hiện để đánh giá hiệu suất tách nước. Kết quả cho thấy vật liệu có khả năng hấp thụ ánh sáng khả kiến tốt, nhờ vào sự kết hợp giữa AgI và TiO2. Quang điện hóa vật liệu này đạt hiệu suất cao trong việc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành hydro.
2.1. Hiệu suất tách nước
Quang điện hóa tách nước được đánh giá qua mật độ dòng quang và hiệu suất chuyển đổi. Vật liệu AgI-TiO2 nano xốp cho thấy hiệu suất cao hơn so với TiO2 nguyên chất, nhờ vào khả năng hấp thụ ánh sáng rộng hơn.
2.2. Độ bền vật liệu
Lớp CdS phủ lên bề mặt AgI-TiO2 giúp tăng độ bền của vật liệu trong các điều kiện ánh sáng mạnh. Các thí nghiệm độ bền cho thấy vật liệu duy trì hiệu suất ổn định sau nhiều chu kỳ hoạt động.
III. Ứng dụng thực tiễn
Phần này phân tích ứng dụng thực tiễn của vật liệu AgI-TiO2 nano xốp trong lĩnh vực tách nước bằng vật liệu nano. Vật liệu này có tiềm năng lớn trong việc sản xuất hydro từ năng lượng mặt trời, với chi phí thấp và thân thiện với môi trường. Quang điện hóa AgI-TiO2 cũng có thể được ứng dụng trong các hệ thống pin nhiên liệu và công nghệ xử lý nước thải.
3.1. Sản xuất hydro
Vật liệu AgI-TiO2 nano xốp được đánh giá là một giải pháp tiềm năng cho sản xuất hydro từ năng lượng mặt trời. Hiệu suất chuyển đổi cao và chi phí thấp làm cho nó trở thành một lựa chọn hấp dẫn trong tương lai.
3.2. Xử lý nước thải
Nhờ vào tính chất quang xúc tác mạnh, vật liệu nano xốp này cũng có thể được sử dụng trong xử lý nước thải, phân hủy các chất hữu cơ độc hại dưới tác dụng của ánh sáng.
