I. Giới thiệu về xúc tác MOS2RGO
Nghiên cứu xúc tác MOS2RGO biến tính với Mn nhằm mục đích nâng cao hiệu quả quang phân hủy Rhodamine B (RhB) đã được thực hiện. MOS2RGO là một loại vật liệu composite kết hợp giữa molypden disunfua (MoS2) và graphen oxit dạng khử (rGO). Việc kết hợp này không chỉ tăng cường diện tích bề mặt mà còn cải thiện khả năng dẫn điện, từ đó nâng cao khả năng xúc tác quang. Biến tính với Mn là một phương pháp quan trọng để cải thiện tính chất xúc tác của vật liệu. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc thêm Mn vào cấu trúc MoS2 có thể làm tăng khả năng hấp thụ ánh sáng và giảm thiểu quá trình tái tổ hợp electron-lỗ trống, từ đó nâng cao hiệu quả quang xúc tác.
1.1. Quá trình quang xúc tác
Quá trình quang phân hủy RhB diễn ra dưới tác động của ánh sáng mặt trời, trong đó xúc tác quang đóng vai trò quan trọng. Khi ánh sáng chiếu vào vật liệu MOS2RGO, các cặp electron-lỗ trống được tạo ra, dẫn đến sự hình thành các gốc tự do có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ như RhB. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hiệu suất quang xúc tác phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cường độ ánh sáng, nồng độ RhB ban đầu và pH của dung dịch. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là cần thiết để đạt được hiệu quả cao nhất trong quá trình phân hủy.
II. Đặc trưng vật liệu
Các vật liệu được tổng hợp và đặc trưng bằng nhiều phương pháp hiện đại như XRD, SEM, TEM và UV-Vis. Tính chất xúc tác của vật liệu được đánh giá thông qua khả năng hấp phụ RhB và hoạt tính quang xúc tác. Kết quả cho thấy rằng MOS2RGO biến tính với Mn có cấu trúc ổn định và khả năng hấp thụ ánh sáng tốt hơn so với các mẫu không biến tính. Điều này cho thấy rằng Mn trong xúc tác không chỉ cải thiện cấu trúc mà còn nâng cao khả năng quang xúc tác của vật liệu.
2.1. Phân tích cấu trúc
Phân tích cấu trúc của vật liệu cho thấy sự hình thành các liên kết giữa MoS2 và rGO, tạo ra một mạng lưới liên kết chặt chẽ. Tính năng quang học của vật liệu cũng được cải thiện, với năng lượng vùng cấm (Eg) thấp hơn, cho phép hấp thụ ánh sáng trong vùng khả kiến hiệu quả hơn. Các kết quả từ phương pháp XRD cho thấy sự thay đổi trong cấu trúc tinh thể của MoS2 khi biến tính với Mn, điều này có thể dẫn đến sự cải thiện trong hoạt tính quang xúc tác.
III. Đánh giá hoạt tính quang xúc tác
Hoạt tính quang xúc tác của vật liệu được đánh giá thông qua khả năng phân hủy RhB dưới ánh sáng khả kiến. Kết quả cho thấy rằng xúc tác quang từ Mn-MoS2/rGO có hiệu suất cao hơn so với các mẫu khác. Các yếu tố như nồng độ RhB, pH và cường độ ánh sáng đều ảnh hưởng đến hiệu suất phân hủy. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các điều kiện này có thể nâng cao đáng kể hiệu quả quang phân hủy, từ đó mở ra hướng đi mới cho việc xử lý nước thải chứa các chất màu hữu cơ độc hại.
3.1. Khả năng tái sử dụng
Khả năng tái sử dụng của xúc tác quang cũng được nghiên cứu. Kết quả cho thấy rằng Mn-MoS2/rGO vẫn duy trì hoạt tính quang xúc tác sau nhiều lần sử dụng, cho thấy tính bền vững của vật liệu. Việc tái sử dụng xúc tác không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn giảm thiểu lượng chất thải phát sinh trong quá trình xử lý nước thải. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các công nghệ xử lý nước thải hiệu quả và bền vững.
