Vật liệu nanocomposite ZnO:Ce@GO tiên tiến nhằm tăng cường hoạt tính quang xúc tác phân hủy thuốc nhuộm Disperse Red 152 dưới ánh sáng khả kiến
9 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.112.2026.108-115Từ khóa:
ZnO:Ce@GO; Nanocomposite; Hiệu ứng hiệp đồng; Quang xúc tác; Disperse Red 152.Tóm tắt
Các vật liệu nano tổng hợp ZnO và ZnO:Ce@(0–8)%GO được tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt và được đặc trưng bằng XRD, FT–IR, PL, EDS và UV–Vis–DRS. Các vật liệu này vẫn giữ cấu trúc wurtzite của ZnO với kích thước tinh thể từ 28–38 nm. Việc pha tạp Ce và kết hợp GO đã làm giảm khoảng cách vùng cấm từ 3,15 xuống 2,78 eV và ức chế đáng kể sự tái kết hợp electron-lỗ trống, được chứng minh bằng sự dập tắt PL. Dưới bức xạ ánh sáng nhìn thấy, ZnO:Ce@8%GO đạt được hiệu quả phân hủy DR152 là 98,60% sau 210 phút, so với 79,69% đối với ZnO nguyên chất, với tốc độ phản ứng cao hơn 2,94 lần. Vật liệu tổng hợp này cũng giữ được 83,71% hoạt tính sau năm chu kỳ, chứng tỏ độ ổn định tốt và sự tăng cường hiệp đồng hiệu suất quang xúc tác bởi Ce và GO.
Tài liệu tham khảo
[1]. Z. Abdi, S. A. Zargar, O. Bagheri, R. A. Dolatsara, and A. M. Khachatourian, “Preparation of rod-like Ni-doped ZnO anchored onto N-doped graphene nanosheets for pharmaceutical pollutant removal and evaluation of phytotoxicity”, Materials Science in Semiconductor Processing, Vol. 188, pp. 1–16, (2025). doi: 10.1016/j.mssp.2024.109205.
[2]. N. F. Bappy and S. Subramani, “A comprehensive review on Mg-doped ZnO thin film and nanostructure: Properties and applications”, Materials Science and Engineering B, Vol. 318, pp. 1–39, (2025). doi: 10.1016/j.mseb.2025.118251.
[3]. S. Utara, N. Salidkul, A. Karaphun, S. Sonsupap, N. Chanlek, S. Hunpratub, and S. Phokha, “Structural, morphological, optical, and electrochemical properties of Zn-doped CeO2/rGO nanocomposites”, Materials Science in Semiconductor Processing, Vol. 189, pp. 1–16, (2025). doi: 10.1016/j.mssp.2025.109288.
[4]. K. Choudhary, R. Saini, and L. P. Purohit, “Controllable synthesis of Ce-doped ZnO:TiO2 nanospheres for photocatalytic degradation of MB dye and levofloxacin under sunlight irradiation”, Optical Materials, Vol. 143, pp. 1–9, (2023). doi: 10.1016/j.optmat.2023.114167.
[5]. M. Haruna, F. Eshun, C. K. Bandoh, E. S. Agorku, F. Opoku, N. K. Asare-Donkor, and A. A. Adimado, “Binary Ce-doped-ZnO/rGO composite as excellent photocatalyst for bromothymol blue dye degradation”, Sustainable Chemistry for the Environment, Vol. 5, pp. 1–8, (2024). doi: 10.1016/j.scenv.2024.100069.
[6]. Y. N. Patil and S. T. Nandibewoor, “Development of novel Ce doped ZnO/graphene based sensor for electrochemical investigation of potassium-competitive acid blocker: Vonoprazan”, Materials Science in Semiconductor Processing, Vol. 171, pp. 1–13, (2024). doi: 10.1016/j.mssp.2023.108039.
[7]. S. Choudhary, K. P. Sooraj, M. Ranjan, and S. Mohapatra, “Facile fabrication of Au nanoparticles loaded Ce doped ZnO nanorods for efficient catalytic and photocatalytic decomposition of toxic pollutants in water”, Inorganic Chemistry Communications, Vol. 165, pp. 1–17, (2024). doi: 10.1016/j.inoche.2024.112482.
[8]. M. Elahian, N. Ahmadi, A. A. Heidari, N. Mengelizadeh, and D. Balarak, “Preparation of a polyaniline-supported Ce-Ag-doped ZnO nanocomposite for efficient photocatalytic degradation of acid blue 113 dye”, Results in Engineering, Vol. 25, pp. 1–12, (2025). doi: 10.1016/j.rineng.2024.103824.
[9]. D. R. Rout, S. Chaurasia, and H. M. Jena, “Enhanced photocatalytic degradation of malachite green using manganese oxide doped graphene oxide/zinc oxide (GO-ZnO/Mn2O3) ternary composite under sunlight irradiation”, Journal of Environmental Management, Vol. 318, pp. 1–14, (2022). doi: 10.1016/j.jenvman.2022.115449.
[10]. A. Mahesha, M. Nagaraja, A. Madhu, N. Suriyamurthy, S. S. Reddy, M. Al-Dossari, N. S. Abd EL-Gawaad, S. O. Manjunatha, K. Gurushantha, and N. Srinatha, “Chromium-doped ZnO nanoparticles synthesized via auto-combustion: Evaluation of concentration-dependent structural, band gap-narrowing effect, luminescence properties and photocatalytic activity”, Ceramics International, Vol. 49, pp. 22890–22901, (2023). doi: 10.1016/j.ceramint.2023.04.113.
[11]. A. Kamaraj, C. Ragavendran, S. Naveenkumar, K. A. Al-Ghanim, A. Priyadharsan, and C. Vetrivel, “Green synthesized yttrium-doped ZnO nanoparticles: A multifaceted approach to mosquito control, antibacterial activity, cytotoxic properties of liver cancer cells, and photocatalytic properties”, Inorganic Chemistry Communications, Vol. 176, pp. 1–19, (2025). doi: 10.1016/j.inoche.2025.114225.
[12]. M. Haruna, C. K. Bandoh, E. S. Agorku, F. Opoku, N. K. Asare-Donkor, and A. A. Adimado, “Experimental and ab initio studies of enhance photocatalytic efficiency of La-doped ZnO/g-C3N4 nanocomposites for bromothymol blue dye degradation”, Next Materials, Vol. 4, pp. 1–11, (2024). doi: 10.1016/j.nxmate.2024.100212.
[13]. C. Cojocaru, P. Pascariu, C. Romanitan, M. Silion, P. Samoila, and A. B. Serban, “Intensification of organic pollutant degradation under visible light irradiation using ZnO nanostructured photocatalysts doped with praseodymium”, Applied Surface Science, Vol. 661, pp. 1–16, (2024). doi: 10.1016/j.apsusc.2024.160042.
[14]. D. Parashar, G. Achari, and M. Kumar, “Facile synthesis of silver doped ZnO nanoparticles by thermal decomposition method for photocatalytic degradation of metronidazole under visible light”, Journal of Environmental Chemical Engineering, Vol. 12, pp. 1–15, (2024). doi: 10.1016/j.jece.2024.113205.
[15]. X. Dong, X. Yu, X. Zhang, Z. Zhang, X. He, R. Wei, Y. Bai, and J. Fan, “Synthesis of Tb-doped ZnO/RGO nanocomposites and its enhanced photocatalytic activity under visible light irradiation”, Diamond & Related Materials, Vol. 133, pp. 1–13, (2023). doi: 10.1016/j.diamond.2023.109765.
