Tổng hợp vật liệu nano ZnO pha tạp Pr và ứng dụng trong phân hủy xanh methylene

Tóm tắt

Các hạt nano kẽm oxit (ZnO) pha tạp praseodymium (Pr) được tổng hợp bằng phương pháp kết tủa và nung ở các nhiệt độ 900, 1000 và 1100°C nhằm khảo sát hoạt tính xúc tác phân hủy xanh methylene (MB) của chúng với ánh sáng mặt trời. Các đặc trưng tính chất của các hạt nano ZnO pha tạp được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) và phổ hấp thụ UVVis. Kết quả phân tích FTIR và XRD chứng tỏ có các liên kết Pr–O ở các hạt ZnO pha tạp Pr, với cấu trúc pha chính là wurtzite ZnO và pha phân tán là Pr6O11. Ảnh FESEM cho thấy, các hạt nano có kích thước nhỏ hơn 100 nm, tuy nhiên vẫn có hiện tượng kết tụ hạt sau khi nung. Hiệu suất xúc tác quang của cả ZnO đơn thuần và ZnO pha tạp Pr đều giảm khi nhiệt độ nung tăng từ 900 lên 1100°C. Mẫu ZnO pha tạp 0,5% khối lượng Pr và nung ở 900°C thể hiện hoạt tính xúc tác quang cao nhất, đạt hiệu suất phân hủy MB là 99,0% sau 5 giờ phơi nắng. Những kết quả này cho thấy, pha tạp Pr là một biện pháp tốt để cải thiện hoạt tính xúc tác quang của các hạt nano ZnO với bức xạ mặt trời.