Vật liệu đặc chủng nâng cao nanocomposite Bi2WO6@graphene oxit: Tính chất quang và hoạt tính quang xúc tác phân hủy phenol đỏ

Journal of Military Science and Technology - Số IMBE - Trang 102-107 - 2025
Chu Manh Nhuong1, Mai Xuan Truong1, Nguyen Thi Hien Lan1, Tran Quoc Toan1, Luu Tuan Nghia2
1Thai Nguyen University of Education
2Center for Vocational Education and Continuing Education

Tóm tắt

Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu các tính chất phát xạ huỳnh quang, phản xạ và khuếch tán năng lượng, năng lượng vùng cấm, phân bố điện tích bề mặt và tính chất từ của nanocomposite Bi2WO6@(0-5)%GO. Phổ PL của nano Bi2WO6@(0-5)%GO phát xạ mạnh trong vùng ánh sáng xanh-đỏ (450 - 713 nm), trong đó các đỉnh phát xạ ở 468 và 569 nm tương ứng với sự dịch chuyển năng lượng trong trạng thái khuyết oxy của Bi2WO6. Cường độ phát xạ của Bi2WO6@5%GO trong vùng 425-530 nm thấp hơn so với Bi2WO6, điều này làm giảm tốc độ tái hợp của electron và lỗ trống trong nanocomposite lai Bi2WO6@5%GO. GO làm tăng khả năng hấp thụ năng lượng của vật liệu trong vùng khả kiến và khoảng cách dải của các nanocomposite Bi2WO6@(0-5)%GO nằm trong khoảng 2,88 - 2,76 eV. Các nano GO và Bi2WO6@(0-5)%GO đều có điện tích bề mặt âm trong khoảng từ -21,697 mV đến -9,124 mV và có độ từ tính nhỏ. Hiệu suất hấp phụ phenol đỏ trên bề mặt các nano Bi2WO6@(0-5)%GO đạt từ 22,25% đến 31,96%, theo mô hình động học hấp phụ bậc hai với hệ số tương quan R2 ~ (0,971 - 0,992). Đặc biệt, các nano Bi2WO6@(0-5)%GO có hoạt tính quang xúc tác tốt, hiệu suất quang phân hủy phenol đỏ (PR) đạt 64,89% - 86,04% dưới chiếu sáng khả kiến trong 210 phút. Phản ứng quang phân PR tuân theo mô hình động học bậc nhất, trong đó nanocomposite Bi2WO6@5%GO thể hiện hoạt tính quang xúc tác cao, với hằng số tốc độ phản ứng quang phân lớn hơn 1,83 lần so với nano Bi2WO6 ban đầu. Dựa trên các đặc tính nổi bật, các hạt nanocomposite Bi2WO6@(0-5)%GO có tiềm năng ứng dụng xử lý chất chỉ thị màu/phẩm nhuộm trong hóa học - công nghệ thực phẩm, công nghiệp dệt và trong lĩnh vực công nghệ bán dẫn, kỹ thuật điện, điện tử, phát quang, tự động hóa và hóa học xanh.

Từ khóa

#Bi2WO6@x%GO; Nanocomposite; Optical; Photocatalytic; Phenol red.

Tài liệu tham khảo

[1]. A. Elaouni et al., “Bismuth tungstate Bi2WO6: a review on structural, photophysical and photocatalytic properties”. RSC Adv, Vol. 13, pp.17476–17494, (2023).

[2]. C. Chen, et al., “Adsorption, photocatalytic and sunlight-driven antibacterial activity of Bi2WO6/graphene oxide nanoflakes”. Vacuum, Vol. 116, pp. 48-53, (2015).

[3]. C. Sun, et al., “Sol-gel synthesis of Bi2WO6/graphene thin films with enhanced photocatalytic performance for nitric monoxide oxidation under visible light irradiation”. Chemical Physics Letters, Vol. 702, No.2, pp. 49–56, (2018).

[4]. Hadi Salari, “Facile synthesis of new Z-scheme Bi2WO6/Bi2MoO6 p–n junction photocatalysts with high photocatalytic activity: Structure, kinetics and mechanism approach”. Materials Research Bulletin, Vol. 131, pp.110979, (2020).

[5]. H. Ma, et al., “Significant enhanced performance for Rhodamine B, phenol and Cr(VI) removal by Bi2WO6 nanocomposites via reduced graphene oxide modification”. Applied Catalysis B: Environmental, Vol. 121–122, pp.198–205, (2012).

[6]. J. Xu, et al., “A simple method for the preparation of Bi2WO6-reduced graphene oxide with enhanced photocatalytic activity under visible light irradiation”. Materials Letters, Vol. 92, pp.126–128, (2013).

[7]. L. Ji, et al., “Enhanced visible-light-induced photocatalytic disinfection of Escherichia coli by ternary Bi2WO6/TiO2/reduced graphene oxide composite materials: Insight into the underlying mechanism”. Advanced Powder Technology, Vol. 31, pp.128–138, (2020).

[8]. Q. Ma, et al., “Visible light active graphene oxide modified Ag/Ag2O/BiPO4/Bi2WO6 for photocatalytic removal of organic pollutants and bacteria in wastewater”. Chemosphere, Vol. 306, pp.35512, (2022).

[9]. Z. Li, et al., “Enhanced Photocatalytic Activity of Hierarchical Bi2WO6 Microballs by Modification with Noble Metals”. Catalysts, Vol. 12, pp.130, (2022).

[10]. Z. Mengting, et al., “2D Graphene oxide (GO) doped p-n type BiOI/Bi2WO6 as a novel composite for photodegradation of bisphenol A (BPA) in aqueous solutions under UV-vis irradiation”. Materials Science & Engineering, Vol. 108, pp.110420, (2020).

[11]. O. Rojviroon et al., “Enhanced photocatalytic activity of Bi2WO6/gC3N4 nanocomposite in degradation of methylene blue and for energy storage applications”. J. of Molecular Liquids, Vol. 436, 128224 (2025).

[12]. Chu Manh Nhuong et al., “Thin layer nanocomposite Bi2WO6@graphene oxide: unique properties of materials”. Journal of Analytical Sciences, Vol. 31(2A), pp. 61–68, (2025).

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Military Science and Technology

Số IMBE

102-107

Thông tin tác giả