Ảnh hưởng của thời gian khuấy gia nhiệt đến hoạt tính quang xúc tác của g-C3N4 pha tạp Mg

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, vật liệu graphite carbon nitride (g-C₃N₄) pha tạp kim loại Mg được tổng hợp thành công bằng phương pháp hóa học đơn giản, với thời gian phản ứng từ 3 đến 18 giờ, kết hợp xử lý nhiệt ở 90°C. Cấu trúc tinh thể và trạng thái hóa học của vật liệu được đặc trưng bằng phổ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ Raman và phổ quang điện tử tia X (XPS); trong khi đó, các tính chất quang học được đánh giá thông qua phổ hấp thụ UV-Vis và huỳnh quang (PL). Hoạt tính quang xúc tác được khảo sát thông qua quá trình phân hủy dung dịch hữu cơ Rhodamine B (RhB) dưới sự chiếu sáng của đèn Xenon và ánh sáng mặt trời. Kết quả cho thấy, các mẫu sau khi pha tạp Mg đều thể hiện hoạt tính quang xúc tác cao hơn so với g-C₃N₄ tinh khiết. Sự cải thiện này được cho là do sự hiện diện của ion Mg²⁺ đóng vai trò “tâm bẫy” electron, giúp hạn chế quá trình tái hợp cặp electron - lỗ trống. Đồng thời, việc chèn Mg vào cấu trúc heptazine làm tăng diện tích bề mặt riêng, từ đó nâng cao hiệu quả quang xúc tác của vật liệu. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc pha tạp Mg với hàm lượng 10% vào vật liệu nền g-C₃N₄, kết hợp với việc tối ưu hóa thời gian chế tạo, là điều kiện phù hợp nhất nhằm nâng cao hoạt tính quang xúc tác của vật liệu. Kết quả này cho thấy thời gian tổng hợp có ảnh hưởng đáng kể đến tính chất và hiệu suất quang xúc tác của vật liệu.