Study on synthesis of MoS2 modified g-C3N4 materials for treatment of Direct black 38 dye

Nghiên cứu tổng hợp các vật liệu g-C3N4 biến tính MoS2 ứng dụng trong xử lý chất màu direct black-38

Abstract

Pure g-C₃N₄ and MoS₂ modified g-C₃N₄ materials were synthesized using a facile heating method and a low-temperature hydrothermal method, respectively. The obtained samples were characterized by XRD pattern and N₂ adsorption-desorption technique at 77K. The adsorption and photocatalytic performance of all obtained samples were investigated by discoloration of direct black 38 dye in the dark and under visible light irradiation. The results showed that all obtained samples exhibited good discoloration efficiency of direct black 38 dye. The two factors including pH values and Mo loading effected mainly on elimination efficiency of direct black 38 dye. MoS₂ modified g-C₃N₄ materials possessed the more enhanced adsorption and photocatalytic performance in comparison to pure g-C₃N₄ at pH value of 3.5, with adsorbent dosage of 0.1 g/L. Furthermore, it was found that the adsorption process and photo-catalysis simultaneously occurred under visible light irradiation and followed up a pseudo-second-order kinetic reaction of Langmuir - Hinshelwood model.

g-C₃N₄ và g-C₃N₄ biến tính bởi MoS₂ đã được tổng hợp theo phương pháp nung đơn giản và phương pháp thủy nhiệt ở nhiệt độ thấp tương ứng. Các mẫu tổng hợp đã được đánh giá đặc trưng bởi các phương pháp hiện đại như giản đồ nhiễu xạ tia X, phương pháp hấp phụ-khử hấp phụ N₂ ở 77K. Khả năng hấp phụ và quang hóa xúc tác của các vật liệu tổng hợp đã được nghiên cứu bởi quá trình phân hủy màu thuốc nhuộm direct black 38 trong điều kiện bóng tối và chiếu sáng bởi ảnh sáng nhìn thấy của đèn chiếu sáng sợi đốt wolfram (220V-100W). Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng các mẫu tổng hợp đều có hiệu suất xử lý màu cao đối với thuốc nhuộm direct black 38. Hai yếu tố gồm pH dung dịch và hàm lượng MoS₂ ảnh hưởng chính đến hiệu suất xử lý màu direct black 38. g-C₃N₄ biến tính bởi MoS₂ luôn thể hiện hiệu suất hấp phụ và quang hóa cao hơn so với g-C₃N₄ tinh khiết. Hơn nữa, khi được chiếu sáng bởi ánh sáng nhìn thấy thì quá trình hấp phụ và quá trình quang hóa thuốc nhuộm direct black 38 trên các vật liệu tổng hợp đã xảy ra đồng thời và mô hình Langmuir - Hinshelwood động học bậc 2 đã được đề xuất cho quá trình này.