ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG BIOCHAR ĐẾN CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG HÓA CỦA VẬT LIỆU TiO2/g-C3N4/Biochar
Tập 134 Số 1A (2025), Nghiên cứu
Tập 134 Số 1A (2025)

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

Nghiên cứu
https://doi.org/10.26459/hueunijns.v134i1A.7764
Đã xuất bản 2025-03-24
Thanh Tươi Nguyễn
Trường Đại học khoa học, Đại học Huế, 77 Nguyễn Huệ, Huế, Việt Nam
Thị Minh Nguyệt Bùi
Trường Đại học Đồng Tháp, Đồng Tháp, Việt Nam
Minh Luôn Nguyễn
Trường Đại học Đồng Tháp, Đồng Tháp, Việt Nam
Nguyễn Văn Hưng*
Trường Đại học Đồng Tháp, Đồng Tháp, Việt Nam
PDF

Từ khóa

photodegradation Titanium dioxide
biochar
graphitic carbon nitride
doxycycline
phân hủy quang xúc tác

Cách trích dẫn

1.
Nguyễn TT, Bùi TMN, Nguyễn ML, Nguyễn VH. ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG BIOCHAR ĐẾN CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG HÓA CỦA VẬT LIỆU TiO2/g-C3N4/Biochar. hueuni-jns [Internet]. 24 Tháng Ba 2025 [cited 20 Tháng Năm 2025];134(1A):43-5. Available at: http://222.255.146.83/index.php/hujos-ns/article/view/7764
##plugins.generic.citationStyleLanguage.style.acm-sig-proceedings## ##plugins.generic.citationStyleLanguage.style.acs-nano## ##plugins.generic.citationStyleLanguage.style.apa## ##plugins.generic.citationStyleLanguage.style.associacao-brasileira-de-normas-tecnicas## ##plugins.generic.citationStyleLanguage.style.chicago-author-date## ##plugins.generic.citationStyleLanguage.style.harvard-cite-them-right## ##plugins.generic.citationStyleLanguage.style.ieee## ##plugins.generic.citationStyleLanguage.style.modern-language-association## ##plugins.generic.citationStyleLanguage.style.turabian-fullnote-bibliography## ##plugins.generic.citationStyleLanguage.style.vancouver##

Tải trích dẫn

##plugins.generic.citationStyleLanguage.download.ris## ##plugins.generic.citationStyleLanguage.download.bibtex##
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

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, giảm năng lượng vùng cấm và tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng khả kiến của TiO2. Composite TCNBC có kích thước tinh thể trung bình 5,5 nm và năng lượng vùng cấm thấp hơn (0,62 eV), trong khi diện tích bề mặt riêng của nó (32,6 m²/g) cao hơn đáng kể so với diện tích bề mặt riêng của TiO₂ tinh khiết (33,7 nm, 3,02 eV và 2,1 m²/g). Composite TCNBC xúc tác hiệu quả cho quá trình quang phân hủy kháng sinh doxycycline (DC) từ dung dịch nước. Composite này có hoạt tính quang xúc tác cao hơn khoảng 7,48 lần so với TiO2 tinh khiết. Composite với tỷ lệ khối lượng TiOSO4/g-C3N4/biochar là 4/1,5/0,5 có 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 cho thấy TiO2/g-C₃N₄/biochar có tiềm năng đầy hứa hẹn để xử lý DC trong nước thải.

https://doi.org/10.26459/hueunijns.v134i1A.7764
PDF

Tài liệu tham khảo

  1. Wang J, Zhuan R. Degradation of antibiotics by advanced oxidation processes: An overview. Science of the Total Environment 2020;701:135023.
  2. Zong H, Zhao T, Zhou G, Qian R, Feng T, Pan JH. Revisiting structural and photocatalytic properties of g-C3N4/TiO2: Is surface modification of TiO2 by calcination with urea an effective route to “solar” photocatalyst? Catalysis Today. 2019;335:252-61.
  3. Asahi R, Morikawa T, Irie H, Ohwaki T. Nitrogen-doped titanium dioxide as visible-light-sensitive photocatalyst: designs, developments, and prospects. Chemical Reviews. 2014;114(19):9824-52.
  4. Schneider J, Matsuoka M, Takeuchi M, Zhang J, Horiuchi Y, Anpo M, et al. Understanding TiO2 photocatalysis: mechanisms and materials. Chemical Reviews. 2014;114(19):9919-86.
  5. Wang J, Huang J, Xie H, Qu A. Synthesis of g-C3N4/TiO2 with enhanced photocatalytic activity for H2 evolution by a simple method. International Journal of Hydrogen Energy. 2014;39(12):6354-63.
  6. Niu J, Wu A, Wang D, Zhou L, Zhang S, Liu Z, et al. Coloading of TiO2 and C3N4 on kaolinite nanotubes for obviously improved photocatalytic performance in degradation of methylene blue dye. Materials Letters. 2018;230:32-5.
  7. Mishra A, Mehta A, Kainth S, Basu S. Effect of g-C3N4 loading on TiO2/Bentonite nanocomposites for efficient heterogeneous photocatalytic degradation of industrial dye under visible light. Journal of Alloys and Compounds. 2018;764:406-15.
  8. Sun Z, Li C, Yao G, Zheng S. In situ generated g-C3N4/TiO2 hybrid over diatomite supports for enhanced photodegradation of dye pollutants. Materials & Design. 2016;94:403-9.
  9. Xiao Y, Lyu H, Yang C, Zhao B, Wang L, Tang J. Graphitic carbon nitride/biochar composite synthesized by a facile ball-milling method for the adsorption and photocatalytic degradation of enrofloxacin. Journal of Environmental Sciences. 2021;103:93-107.
  10. Guan K, Zhou P, Zhang J, Zhu L. Synthesis and characterization of ZnO@RSDBC composites and their Photo-Oxidative degradation of Acid Orange 7 in water. Journal of Molecular Structure. 2020;1203(127425):127425.
  11. Zhai S, Li M, Wang D, Zhang L, Yang Y, Fu S. In situ loading metal oxide particles on bio-chars: Reusable materials for efficient removal of methylene blue from wastewater. Journal of Cleaner Production. 2019;220:460-74.
  12. Wei X, Wang X, Gao B, Zou W, Dong L. Facile ball-milling synthesis of CuO/Biochar nanocomposites for efficient removal of Reactive Red 120. ACS Omega. 2020;5(11):5748-55.
  13. Ma L, Wang G, Jiang C, Bao H, Xu Q. Synthesis of core-shell TiO2@g-C3N4 hollow microspheres for efficient photocatalytic degradation of rhodamine B under visible light. Applied Surface Science. 2018;430:263-72.
  14. Fazal T, Razzaq A, Javed F, Hafeez A, Rashid N, Amjad US, et al. Integrating adsorption and photocatalysis: A cost effective strategy for textile wastewater treatment using hybrid biochar-TiO2 composite. Journal of Hazardous Materials. 2020;390:121623.
  15. Pi L, Jiang R, Zhou W, Zhu H, Xiao W, Wang D, et al. g-C3N4 modified biochar as an adsorptive and photocatalytic material for decontamination of aqueous organic pollutants. Applied Surface Science. 2015;358:231-9.
  16. Hu H, Sun L, Gao Y, Wang T, Huang Y, Lv C, et al. Synthesis of ZnO nanoparticle-anchored biochar composites for the selective removal of perrhenate, a surrogate for pertechnetate, from radioactive effluents. Journal of Hazardous Materials 2020;387:121670.
  17. Li Y, Liu X. Activated carbon/ZnO composites prepared using hydrochars as intermediate and their electrochemical performance in supercapacitor. Materials Chemistry and Physics. 2014;148(1-2):380-6.
  18. Li H, Hu J, Zhou X, Li X, Wang X. An investigation of the biochar-based visible-light photocatalyst via a self-assembly strategy. Journal of Environmental Management. 2018;217:175-82.
  19. Zhang L, Cheng H, Zong R, Zhu Y. Photocorrosion suppression of ZnO Nanoparticles via hybridization with graphite-like carbon and enhanced photocatalytic activity. The Journal of Physical Chemistry C. 2009;113:2368-74.
  20. Niu P, Zhang L, Liu G, Cheng H-M. Graphene-like carbon nitride nanosheets for improved photocatalytic activities. Advanced Functional Materials. 2012;22(22):4763-70.
  21. Puangpetch T, Sommakettarin P, Chavadej S, Sreethawong T. Hydrogen production from water splitting over Eosin Y-sensitized mesoporous-assembled perovskite titanate nanocrystal photocatalysts under visible light irradiation. International Journal of Hydrogen Energy. 2010;35(22):12428-42.
  22. Liu J, Zhou S, Gu P, Zhang T, Chen D, Li N, et al. Conjugate Polymer-clothed TiO2@V2O5 nanobelts and their enhanced visible light photocatalytic performance in water remediation. Journal of Colloid and Interface Science 2020;578:402-11.
  23. Liu W, Zhang J, Kang Q, Chen H, Feng R. Enhanced photocatalytic degradation performance of In2O3/g-C3N4 composites by coupling with H2O2. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2023;252:114611.
  24. Yan X, Qian J, Pei X, Zhou L, Ma R, Zhang M, et al. Enhanced photodegradation of doxycycline (DOX) in the sustainable NiFe2O4/MWCNTs/BiOI system under UV light irradiation. Environmental Research. 2021;199:111264.
Creative Commons License

công trình này được cấp phép theo Creative Commons Ghi công-Chia sẻ tương tự 4.0 License International .

Bản quyền (c) 2025 Array