Facile synthesis of anatase TiO2 nanoparticles using titanium metal and its enhanced photocatalytic activity under visible light
HÀ KIỀU TRANG1, LÊ THỊ THƯƠNG1, NGUYỄN THỊ TRANG1, NGUYỄN KIM NGÀ1, NGÔ ĐỨC QUÂN2.∗, LƯƠNG XUÂN ĐIỂN1.∗
1. Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
2. Viện Vật lý kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Số 1 Đại Cồ Việt, Hà Nội
*Email: dien.luongxuan@hust.edu.vn, quan.ngoduc@hust.edu.vn
Ngày nhận bài:2/2/2023 , Ngày duyệt đăng: 16/3/2023
TÓM TẮT
Bài báo này giới thiệu phương pháp sol-gel xanh để tổng hợp vật liệu nano TiO2 (NP) trên cơ sở kim loại Ti. Sau khi được tổng hợp, NP TiO2 được khảo sát cấu trúc, hình thái và đặc trưng quang xúc tác thông qua các kỹ thuật như nhiễu xạ tia X (XRD), phổ hồng ngoại (IR), hiển vị điện tử truyền qua (TEM) và phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (UV-Vis DRS). Việc điều chỉnh nồng độ axit oxalic giúp cải thiện đặc trưng quang xúc tác khả kiến của TiO2 anatase. Chất xúc tác TiO2 thu được có diện tích bề mặt lớn, khả năng hấp phụ và quang phân MB trong dải bức xạ khả kiến tốt. Đặc trưng quang xúc tác khả kiến tốt của TiO2 được cho là do diện tích bề mặt lớn và tác động của lỗ trống ô-xy.
Từ khóa: Titan kim loại, phức Titan, TiO2 biến tính, quang xúc tác, lỗ trống ô-xy, ánh sáng khả kiến.
ABSTRACT
A green sol-gel method was employed to synthesize TiO2 nanoparticles (NPs) using titanium metal. The synthesized TiO2 NPs underwent comprehensive characterization using techniques including X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), transmission electron microscopy (TEM), and UV–Vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS) to evaluate their structure, morphology, and spectral properties. By adjusting the amount of oxalic acid, tailored physico-chemical properties of anatase TiO2 catalysts were achieved. The obtained TiO2 catalysts demonstrated a high surface area, excellent absorption, and remarkable photocatalytic degradation of methylene blue under visible light irradiation. This enhancement is primarily contributed by the large surface area and oxygen vacancies.
Keywords: Titanium metal, titanium complex, modified TiO2, photocatalyst, oxygen vacancy, visible light.
