ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG BIOCHAR ĐẾN CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG HÓA CỦA VẬT LIỆU TiO2/g-C3N4/Biochar

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, vật liệu composite ba thành phần, TiO₂/g-C₃N₄/biochar (TCNBC), có nguồn gốc từ thân cây sậy đã được tổng hợp thành công bằng phương pháp thủy phân đơn giản. Nghiên cứu chứng minh rằng biochar có ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của vật liệu composite thu được. Biochar đóng vai trò quan trọng trong việc ức chế sự phát triển của tinh thể, tăng diện tích bề mặt riêng, thu hẹp năng lượng vùng cấm và tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng khả kiến của TiO₂. Composite TCNBC thể hiện kích thước tinh thể trung bình là 5,5 nm và năng lượng vùng cấm thấp hơn là 0,62 eV, trong khi diện tích bề mặt riêng của nó (32,6 m²/g) cao hơn đáng kể so với TiO₂ tinh khiết (33,7 nm, 3,02 eV và 2,1 m²/g). Composite xúc tác quang tổng hợp được sử dụng như một chất xúc tác hiệu quả cho quá trình quang phân hủy kháng sinh doxycycline (DC) từ dung dịch nước. Chất xúc tác TCNBC lai thể hiện hoạt tính quang xúc tác cao hơn khoảng 7,48 lần so với TiO₂ tinh khiết. Composite TCNBC được tổng hợp với tỷ lệ khối lượng TiOSO₄/g-C₃N₄/Biochar là 4/1,5/0,5 đạt hiệu suất quang phân hủy DC cao nhất, đạt đến 91,93 % trong 120 phút chiếu xạ bằng ánh sáng khả kiến. Những phát hiện này chỉ ra rằng các chất xúc tác tổng hợp có tiềm năng đầy hứa hẹn để xử lý DC trong nước thải.