Ảnh hưởng của nồng độ Ce3+ lên cấu trúc và tính chất quang của vật liệu nano ZnO chế tạo bằng phương pháp sol-gel

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết trình bày phương pháp chế tạo các hạt nano ZnO pha tạp Ce3+ bằng phương pháp sol-gel. Ảnh hưởng của nồng độ pha tạp Ce3+ lên cấu trúc tinh thể, hình thái bề mặt, các liên kết, tính chất quang vật liệu nano ZnO được nghiên cứu thảo luận chi tiết. Mô hình giải thích cơ chế phát xạ trong vật liệu Zn1-xO:x%Ce3+ đã được đề xuất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của nồng độ Ce3+ lên cấu trúc và tính chất quang của vật liệu nano ZnO chế tạo bằng phương pháp sol-gel

DOI: 10.31276/VJST.65(11).63-68 Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Công nghệ nano Ảnh hưởng của nồng độ Ce3+ lên cấu trúc và tính chất quang của vật liệu nano ZnO chế tạo bằng phương pháp sol-gel Đặng Thị Bích Hợp1*, Nguyễn Văn Cường1, Hoàng Quốc Thuận2, Lê Tiến Hà2, Nguyễn Văn Quang3, Nguyễn Văn Cường4, Phạm Thị Lan Hương5 1 Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải, 54 Triều Khúc, phường Thanh Xuân Nam, quận Thanh Xuân, Hà Nội, Việt Nam 2 Viện Khoa học và Công Nghệ, Đại học Thái Nguyên, phường Tân Thịnh, TP Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên, Việt Nam 3 Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, đường Nguyễn Văn Linh, phường Xuân Hòa, TP Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc, Việt Nam 4 Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh, 12 Nguyễn Văn Bảo, phường 4, quận Gò Vấp, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam 5 Khoa Công nghệ Sinh học, Hóa học và Kỹ thuật Môi trường, Trường Đại học Phenikaa, phường Yên Nghĩa, quận Hà Đông, Hà Nội, Việt Nam Ngày nhận bài 16/6/2023; ngày chuyển phản biện 20/6/2023; ngày nhận phản biện 9/7/2023; ngày chấp nhận đăng 14/7/2023 Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, vật liệu nano ZnO pha tạp Ce3+ (Zn1-xO:xCe3+) được chế tạo thành công bằng phương pháp sol-gel. Kết quả phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) và phổ Raman cho thấy, ở nồng độ pha tạp 1%, ion Ce3+ đã thay thế cho ion Zn2+. Tuy nhiên khi pha tạp ở nồng độ lớn hơn (3 và 5%), bên cạnh sự thay thế có sự hình thành pha mới CeO2 ngăn cản quá trình khuếch tán ion Ce3+ vào mạng nền. Quan sát ảnh hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) cho thấy vật liệu thu được có dạng hạt với kích thước cỡ vài chục nano mét. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS) và phổ EDS mapping chỉ ra rằng, vật liệu nano Zn1-xO:xCe3+ (x=1-5) thu được có độ sạch cao và nguyên tố Ce phân bố đồng đều trong mẫu. Phổ UV-Vis xác nhận tương tác mạnh giữa ion Ce3+ với mạng nền ZnO dẫn đến tăng khả năng hấp thụ ánh sáng trong vùng nhìn thấy. Phổ huỳnh quang (PL) của ZnO cho thấy tồn tại 2 vùng phát xạ: phát xạ trong vùng tử ngoại gần (NUV) xung quanh bước sóng 389 nm có nguồn gốc từ quá trình tái hợp giữa các điện tử ở vùng dẫn với lỗ trống ở vùng hóa trị (tái hợp vùng - vùng: NBE); phát xạ trong vùng nhìn thấy tại cực đại 650 nm liên quan đến các trạng thái sai hỏng như nút khuyết ôxy (Vo) hoặc/và nút vị trí điền kẽ ôxy (Oi). So với mẫu ZnO, phổ PL của mẫu Zn1-xO:xCe3+ cho thấy phát xạ vùng nhìn thấy xuất hiện đỉnh mới tại bước sóng 580 nm liên quan đến chuyển mức 3d → 4f của ion Ce3+. Trong khi cường độ đỉnh 580 nm tăng lên thì cường độ đỉnh 389 giảm đáng kể khi nồng độ pha tạp tăng dần từ 1 đến 5%. Điều này có nghĩa là Ce3+ đã gây ức chế quá trình tái hợp NBE của ZnO và do đó nó có tiềm năng lớn trong lĩnh vực quang xúc tác dưới kích thích của ánh sáng nhìn thấy. Từ khóa: hạt nano ZnO/CeO2, hạt nano Zn1-xO:xCe3+, huỳnh quang, pha tạp Ce3+. Chỉ số phân loại: 2.9 1. Mở đầu chuyển về vùng ánh sáng nhìn thấy, ngăn chặn quá trình tái hợp bờ vùng và dẫn đến tăng khả năng phân hủy chất màu trong môi trường Kẽm oxít (ZnO) được biết đến là chất bán dẫn vùng cấm thẳng, nước [10]. Trong số các ion kim loại chuyển tiếp và đất hiếm, các độ rộng vùng cấm lớn (∼3,37 eV tại nhiệt độ phòng), năng lượng liệu nghiên cứu chỉ ra rằng, ion Cr3+ khi được pha tạp vào các mạng nền kết exciton cao (∼60 meV), đã được nghiên cứu trong nhiều ứng dụng khác nhau, hấp thụ mạnh ở hai vùng ánh sáng tím - xanh dương xung khác nhau như quang điện tử, cảm biến, lưu trữ năng lượng, quang quanh bước sóng 380-450 nm và vùng xanh lá - đỏ ở bước sóng 500- xúc tác [1-5]. Trong lĩnh vực quang xúc tác, ZnO đang được các nhà 600 nm [11], trong khi ion Ce3+ cho hấp thụ trong vùng xanh dương khoa học quan tâm sâu sắc bởi đây là loại vật liệu có độ bền nhiệt cao, ở bước sóng 400-450 nm [12]. Sự dịch chuyển vùng hấp thụ gây bởi dễ chế tạo, giá thành rẻ và đặc biệt là thân thiện với môi trường [1, các ion Cr3+, Ce3+ có thể gây ra ức chế tái hợp của các cặp điện tử - lỗ 4, 5]. Với năng lượng vùng cấm lớn, ZnO thường có hoạt tính quang trống bờ vùng của ZnO. Điều này sẽ dẫn đến tăng cường hoạt tính xúc tác dưới kích thích của ánh sáng vùng cận tử ngoại (UV). Hơn thế quang xúc tác [13]. Điển hình như vật liệu nano ZnO:1%Cr3+ được nữa, quá trình tái hợp giữa điện tử kích thích và lỗ trống ở ZnO lớn sẽ chế tạo bằng phương pháp sol-gel có thể tăng cường đáng kể hiệu suất dẫn đến hiệu quả phân hủy chất màu chưa cao [6]. Do đó, để ứng dụng phân hủy xanh methylen (MB) từ 59,8% (cho ZnO) lên đến 93,5% loại vật liệu này trong lĩnh vực quang xúc tác dưới kích thích của ánh dưới kích thích của ánh sáng nhìn thấy [10]. Sự tăng cường hiệu suất sáng nhìn thấy, việc nghiên cứu để dịch chuyển bờ hấp thụ của ZnO phân hủy đã được lý giải là do Cr3+ làm giảm sự tái hợp cặp điện tử - lỗ từ UV về vùng ánh sáng nhìn thấy, và đồng thời ngăn chặn quá trình trống kích thích và dẫn đến kéo dài thời gian tương tác giữa lỗ trống tái hợp cặp điện tử - lỗ trống kích thích là hai vấn đề thách thức hiện và chất màu. Một nghiên cứu khác của S. Kalpana và cs (2018) [14] nay. Để giải quyết vấn đề này, các nghiên cứu chỉ ra rằng có thể lai đã nghiên cứu ảnh hưởng của ion Cr pha tạp đến cấu trúc, tính chất hóa ZnO với các chất bán dẫn độ rộng vùng cấm hẹp hơn (điển hình quang và quang xúc tác của ZnO. Các tác giả sử dụng phương pháp như Fe2O3) [7, 8] hoặc pha tạp với các ion kim loại chuyển tiếp hay đồng kết tủa để chế tạo ZnO:Cr3+ và nghiên cứu hoạt tính quang xúc kim loại đất hiếm [9, 10]. Khi ZnO được pha tạp ion kim loại chuyển tác của nó dưới kích thích của tia UV. Kết quả cho thấy, hiệu suất phân tiếp hoặc đất hiếm sẽ tạo ra các mức năng lượng mới nằm giữa chất hủy MB của vật liệu ZnO:Cr3+ dưới kích thích UV sau 5 giờ là 92,5% bán dẫn ZnO, hoạt động như các tâm bẫy điện tử hoặc bẫy lỗ trống. trong môi trường axít thấp. Trong so sánh khả năng phân hủy RhB của Chính các tâm bẫy này sẽ làm cho bờ vùng hấp thụ của ZnO bị dịch ZnO pha tạp La, Ce, Pr và Nd, J.C.G. Crisostomo và cs (2021) [15] * Tác giả liên hệ: Email: hopdtb@utt.edu.vn 65(11) 11.2023 63
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Công nghệ nano đã chứng minh rằng, ZnO pha tạp Ce có hiệu suất tốt nhất (97,72%) Effect of the Ce concentration on the crystallite 3+ sau 90 phút chiếu sáng UV. Ở một nghiên cứu khác, vật liệu nano tổ hợp ZnO/Ce2O3 có thể thu được hoạt tính quang xúc tác tốt dưới ánh structure and optical properties of ZnO sáng nhìn thấy [16]. nanomaterials synthesised by sol-gel method Trong nghiên cứu này, chúng tôi trình bày phương pháp chế tạo các hạt nano ZnO pha tạp Ce3+ bằng phương pháp sol-gel. Ảnh Thi Bich Hop Dang1*, Van Cuong Nguyen1, hưởng của nồng độ pha tạp Ce3+ lên cấu trúc tinh thể, hình thái bề Quoc Thuan Hoang2, Tien Ha Le2, Van Quang Nguyen3, mặt, các liên kết, tính chất quang vật liệu nano ZnO được nghiên cứu Van Cuong Nguyen4, Thi Lan Huong Pham5 thảo luận chi tiết. Mô hình giải thích cơ chế phát xạ trong vật liệu 1 University of Transport Technology, 54 Trieu Khuc Street, Thanh Xuan Nam Ward, Zn1-xO:x%Ce3+ đã được đề xuất. Thanh Xuan District, Hanoi, Vietnam 2 Institute of Science and Technology, Thai Nguyen University, Tan Thinh Ward, 2. Thực nghiệm Thai Nguyen City, Thai Nguyen Province, Vietnam 2.1. Hóa chất 3 Department of Chemistry, Hanoi Pedagogical University 2, Nguyen Van Linh Street, 2.1. Hóa chất Xuan Hoa Ward, Phuc Yen City, Vinh Phuc Province, Vietnam Các hóa chất sử dụng để chế tạo vật liệu nano ZnO và Các hóa chất sử dụng để chế tạo vật liệu nano ZnO và ZnO pha tạp Ce bao kẽmmuối kẽm nitrat (Zn(NO.6H22O, xuất xứ sứ Merck với độ tinh Muối gồm: nitrat (Zn(NO3)2 3)2.6H O, xuất Merck với 4 Industrial University of Ho Chi Minh City, 12 Nguyen Van Bao, Ward 4, 3+ Go Vap District, Ho Chi Minh City, Vietnam 5 Faculty of Biotechnology, Chemistry and Environmental Engineering, nitrat (Ce(NO3 3, xuất sứ Merck với độ tinh khiết 99,0%); độ tinh khiết 99,0%);)muối cerium nitrat (Ce(NO3)3, xuất xứ Merck Phenikaa University, Yen Nghia Ward, Ha Dong District, Hanoi, Vietnam với độ tinhvới độ tinhAcid citric (C6H8O7, xuất xứ Merck với độ Merck khiết 99,0%); khiết 99,5% và nước khử ion. tinh khiết 99,5% và nước khử ion. Received 16 June 2023; revised 9 July 2023; accepted 14 July 2023 2.2. Quy trình thựctrình thực 2.2. Quy nghiệm nghiệm Abstract: Quy trình thực nghiệm chế tạo Zn1-xO:xCe3+ bằng phương O:xCe3+ bằng ph Quy trình thực nghiệm chế tạo Zn1-x pháp In this study, Ce3+-doped ZnO nanomaterials (Zn1-xO:xCe3+ NPs) sol-gel được chỉ1. ở hình 1. Quy trình gồmcó 44 bước chính sau: Đầu tiê ra ở hình ra Quy trình gồm có bước chính sau: Đầu were synthesised using the sol-gel method. X-ray diffraction tiên là hoà tan 2,0748 g muối Zn(NO3)2.6H2O và khối lượng Ce(NO3)3 Zn(NO ) .6H2O và mol 1, 3, 5% Ce3+ trong 200 3 nước cất tính toán tỷ3lệ2pha tạp theo sốkhối lượng Ce(NO3)mltính toán tỷ lệ pha t (XRD) pattern and Raman spectra analysis showed that at 1% doping concentration, Zn2+ ions were replaced with Ce3+ ions in hai lần. Thêm lượngnước 6cất 7hai lần.từ ở nhiệt độ phòng.2,8 g C6H8O7 và trong 200 ml 2,8 g C H8O và khuấy Thêm lượng Sau the ZnO lattice. However, at higher concentrations (3 and 5%), đó, khuấy từkhuấy từ tại 80gia nhiệt tại 80oC với thời gian 5 giờ tro Sau đó, có gia nhiệt có oC với thời gian 5 giờ trong môi trường the CeO2 phase was formed, preventing the diffusion process không khí để thu được gel ướt. Trong bước tiếp theo, sấy gel ướt tại of Ce3+ ions into the lattice. Field emission scanning electron thu được gel ướt. Trong bước tiếp theo, sấy gel ướt tại 150o 150oC với thời gian 10 giờ trong môi trường không khí để thu được microscopy (FESEM) images showed that the obtained material gel khô. Cuối cùng là thiêu khí để thu 400oC với thờikhô.12 giờ cùng là thi môi trường không kết gel khô tại được gel gian Cuối had a particle size of several tens of nanometers. X-ray energy trong môi trường không khí thu được vậttrường ZnO pha tạp Ce3+. được vật l thời gian 12 giờ trong môi liệu nano không khí thu dispersive (EDS) spectroscopy and EDS mapping spectra revealed Chú ý rằng, vật liệu nano ZnOnano ZnO cũng được chế tạo theo quy tr Chú ý rằng, vật liệu cũng được chế tạo theo quy trình ở hình that the synthesised Zn1-xO:xCe3+ NPs had high purity and the 1 nhưng không có thành phần muối Ce(NO3)3. Ce element was uniformly distributed in the sample. UV-Vis thành phần muối Ce(NO3)3. spectroscopy confirmed the strong interaction between Ce3+ ions and ZnO lattice, leading to increased light absorption in the visible region. The photoluminescence (PL) spectrum of ZnO showed two emission regions peaking at 389 and 650 nm, attributed to band to band recombination and defect types of ZnO such as oxygen vacancy (Vo) and/or oxygen interstitial (Oi), respectively. In comparison with ZnO, the PL spectrum of Zn1-xOx:Ce3+ (x=1-5) samples showed that the visible region emission appeared at new peak at 580 nm originating to the 3d → 4f transition of Ce3+ ions. As the doping concentration increased gradually from 1 to 5%, the 580 nm peak intensity increased, and the 389 peak intensity decreased significantly, indicating that Ce3+ ions inhibited the NBE recombination process of ZnO. This study suggested that Ce3+ doped ZnO NPs have a great potential for application in visible-light photocatalysis. Hình 1. Quy trình chế tạo vật liệu nano Zn O:xCe3+ bằn Hình 1. Quy trình chế tạo vật liệu nano Zn1-xO:xCe3+ bằng phương pháp 1-x Keywords: Ce doping, photoluminescence, 3+ ZnO/CeO2 sol-gel. nanoparticles, Zn1-xO:xCe3+ nanoparticles. 2.3. Các phép 2.3. Các phép phân tích phân tích Classification number: 2.9 Cấu trúc của các mẫu nghiên cứu được xác định thôn Cấu trúc của các mẫu nghiên cứu được xác định thông qua XRD sử dụng thiết bị D8 Advance, Bruker. Hình thái bề mặt và thành thành phần nguy D8 Advance, Bruker. Hình thái bề mặt và phần nguyên tố hóa học củabằng FESEM sát bằng FESEM dựabị tích hợp FES được quan sát các mẫu được quan dựa trên thiết trên thiết bịkết hợp FESEM-JEOL/JSM-7600F. định bằng phổliệu xạ Raman liên tích của vật liệu được xác Các liên kết của vật tán được xác định bằng phổ tán xạ Raman trên cơ sở thiết bị Spectrum Two™ spectrometer (Perkin Elmer, Mỹ). Nghiên cứu tính c phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến và PL sử dụng th 750 và Nanolog - Horiba Jobin Yvon kích thích bởi đèn Xen 65(11) 11.2023 64các phép đo đều được thực hiện ở nhiệt độ phòng. 3. Kết quả và bàn luận
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Công nghệ nano Two™ spectrometer (Perkin Elmer, Mỹ). Nghiên cứu tính chất quang (hình 2A); thứ ba là vị trí đỉnh nhiễu xạ (ví dụ đỉnh 101) bị lệch mạnh của vật liệu bằng phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến và PL sử về phía góc 2θ nhỏ hơn (hình 2B). Để giải thích sự thay đổi này, chúng dụng thiết bị quang phổ JASCO V-750 và Nanolog - Horiba Jobin tôi tiến hành tính toán các thông số hằng số mạng dựa trên các công Yvon kích thích bởi đèn Xenon công suất 450 W. Tất cả các phép đo sin2 (θ) = 2 [ (h2 + hk + k 2 ) + 2 ] thức sau [1]: λ2 4 a2 l2 sin2 (θ) = [ 4 (h2 + hk + k 2 ) + a222 ] đều được thực hiện ở nhiệt độ phòng. 2 (θ) 4 (h2 + hk + k 2 ) + a2 l2 ] 4a 3 c [ 4 2 hk sin2 (θ) = đó:  3 (h2 +nhiễu xạ2(radian); ] là bước sóng tia X (trong (1) đo này chúng tôi sử 4λ2 a2 l2 sin trongtrong[đó:góc góc+ k 2 ) + (radian); λ là bước sóng tia X (1) λ2 2 l2 sin2 (θ) = (1) (1) = [ 3 (hθ là hk + k ) + c2 ] là + λ2 λ 2 a l 4a2 4a2 nhiễu xạ c2  (1) 34a2 c2 3. Kết quả và bàn luận 4a 3 2 c phép (trong phép (1) 3.1. Xác định cấu trúc của vật liệu trong đó:  là dụngnhiễu xạ Å); a,tôi là hằng số sóng tia Xa, c (h hằnglàđomạng (Å)Miller.kTừ công thức góc nhiễu xạ (radian); sửlà bước sóng tia X (trong k l) số này chúng tôi sử λ=1,54chúng c  là bước mạng Å); (trong phép đo này chúng tôi sử dụng λ=1,54 (Å) và là phép các chỉ số và (h đo này (radian);  là bước sóng tia X (trong phép đo này chúng tôi sử trong đó:  là góc nhiễu xạ (radian);  là bước sóng tia X (trong phép đo này chúng tôi sử trong đó:  là (1), chúng tôi lấy chỉ số (Å) (h, k, l) trên 2 mặt tinh thể (100) và (002), khi trong λ=1,54 Å); a, c là xạ (radian); Millervà (h k l) là các chỉ số Miller. Từ công thức đó các hằng đó:  là góc nhiễu góc dụng λ=1,54 Å); a, c là hằng số mạng (Å) và (h k l) là các chỉ số Miller. Từ công thức dụng λ=1,54 Å); a, c là hằng số mạng (Å) và (h k l) là các chỉ số Miller. Từ công thức dụng λ=1,54 Å);mạnglà Millersốthể tích (Å) 2công tinh thểcác chỉvàtôi lấy chỉ số công hằng (3) và (4). dụng độ kháclấy chỉlà (a, c) và(h,mạng ô cơ sở (V)l) là xác số Miller. Từ Miller (h, l) các chỉ số Miller. Từvà (h k được chúng bằng các công thức hằng hằng thức (1), (1), chúng tôi số a, c số Millersố mạng trên 2 mặt tinh thể (100)định(002), khi đó các hằng XRD của mẫu ZnO và ZnO pha tạp Ce với các (1), chúng tôi lấy chỉ số Miller (h, k, l) trên 2 mặt tinh thể (100) và (002), khi đó cácthức (2), 3+ nồng k, l) (1), chúng tôi Kíchthểl)tíchtinh mặt trungthể (100) và được tính toáncác hằng (2),mạng (a, c) (1), chúng tôi lấy chỉ sốtrênô2cơ(h, tinh trên 2(D) sẽ (002), (100) và dựa vào công thứchằng số 2A, (a, c) k, thước khi đó (002), số lấy chỉ số Millerthể k, l) trên xác định thể (100) và (002), khi đó các hằng (h, k, l) được mặt tinh bằng các công thứckhi đó các Debye-Scherrer’s bình mặt số mạng (a, c) và thể tích ô cơ sở (V) được xác định bằng các công thức (2), (3) và (4). nhau từ 1 đến 5% mol được trình bày ở hình 2. Trên hìnhmạng nhóm và thể tích ô cơ sở (V) được xác định bằng các công thức (2), (3) và (4). số mạng (a,tinhvà[22, thể tích ô(D) (V)(V) đượctoán dựa vào công thức Debye-Scherrer’s số mạng (a, c) và thể 23]. bình sở (V) được xác xác định bằng các công thức (2), và (4). c)(5)thể trung ô cơ sở sẽ được tính định bằng các công thức (2), (3) và (4). và tích cơ sở Kích thước tinh thể trung bình (D) sẽ được tính toán dựa vào công thức Debye-Scherrer’s (3) (3) và Kíchmàu đen) Kích thước nghiên cứu thấy rằng, giản đồ XRD của mẫu ZnO (đường[22, 23].tinh thể trung bình (D) sẽ được tính toán dựa vào công thức Debye-Scherrer’s (5) [22, 23].tinh thể trung bình (D) tinh thể trungtoán dựa vàođược tính toán dựa vào công thước Kích thước (4). Kích thước sẽ được tính bình (D) sẽ công thức Debye-Scherrer’s 𝑎𝑎 = (5) [22, 23]. 𝜆𝜆 tồn tại các đỉnh nhiễu xạ tại góc 2θ=31,86, 34,51, 36,32, 47,60, 56,69, (5) [22, 23]. (5) thức Debye-Scherrer’s (5) [22, 23]. 𝑎𝑎 = √3sin 𝜃𝜃 𝑎𝑎 = √3sin 𝜃𝜃 𝜆𝜆 62,94, 66,46, 68,05, và 69,02 , tương ứng với các mặt tinh thể (100), 𝜆𝜆 𝑎𝑎 = √3sin 𝜃𝜃 𝑐𝑐 = o (2) 𝑎𝑎 = √3sin 𝜃𝜃 𝜆𝜆 𝜆𝜆 𝜆𝜆 (002), (101), (102), (110), (103), (200), (112) và (201) đặc trưng cho (2) (2) 𝑐𝑐 = 𝜆𝜆 √3sin 𝜃𝜃 (2) sin 𝜃𝜃 𝑐𝑐 = sin 𝜃𝜃 𝜆𝜆 (2) 𝑐𝑐 = sin 𝜃𝜃 𝑉𝑉 = 0,866 × 𝑎𝑎2 × 𝑐𝑐 (2) (3) 𝑐𝑐 = sin 𝜃𝜃 𝜆𝜆 vật liệu ZnO với cấu trúc hexagonal (theo thẻ chuẩn JCP DS No. 𝜆𝜆 𝑉𝑉 = 0,866 × 𝑎𝑎 𝑎𝑎 2 × 𝑐𝑐 (3) 𝑉𝑉 = 0,866 ×D 2 × 𝑐𝑐Kλ (nm) sin 𝜃𝜃 36-1451) [17, 18]. Ở nồng độ pha tạp thấp, giản đồ XRD của mẫu (3) 2 𝑉𝑉 = 0,866 × 𝑎𝑎2 × 𝑐𝑐 𝑉𝑉 = 0,866 × 𝑎𝑎 = βcosθ (3) (4) (3) × 𝑐𝑐 (3) ZnO:1%Ce3+ không xuất hiện bất cứ pha lạ nào khác so với mẫu ZnO. D = Kλ (nm) (4) D = βcosθ (nm) Kλ (4) D = là bán độ rộng vạch phổ nhiễu xạ (radian) và K là hằng số(5) (4) (5) Với = βcosθ Dβ (4) Kλ (4) Kλ (nm) Tuy nhiên, có 3 sự khác biệt trong giản đồ XRD của mẫu ZnO:1%Ce3+ βcosθ (nm) (5) βcosθ so với mẫu ZnO đó là: cường độ các đỉnh nhiễu xạ giảm mạnh; bán (5) (5) (5) Scherrer (ở đây độ rộng vạch phổ có xu hướng tăng lên và có sự dịch đỉnh nhiễu β là bán độKết quả tính toán các xạ (radian) và K(a, hằng sốtích V và (ở đây xạ K=0,9). thông số mạng Với β là bán độ rộng vạch phổ nhiễu xạ (radian) và K là hằng số Scherrer (ở đây Với β là bán độ rộng vạch phổ nhiễu xạ (radian) và K là hằng số Scherrer (ở đây c), thể kích thước tinh thể K=0,9). Kếtđộ bán bình D các thông sốrộngxạ lượtc), thể tíchlà và kíchScherrerlà hằng Với là Kết trung độVới vạchcác số mạng (a, là nhiễu xạ và Å, thước (ở thể rộng vạch phổ nhiễu về phía góc 2θ nhỏ. Sự giảm mạnh về cường độ nhiễuK=0,9).bán β quả tính toán β củathông mẫu lầnvạch c), thể tíchlà hằngkíchScherrertinhÅ, 3V=47,646 Å , xạ và Với quả tính toán các bán độ mạng (a, phổ ZnO (a=3,246số thước tinh đây rộng là phổ nhiễu (radian) và K V (radian) và K V c=5,201 thể 3 K=0,9). KếtDD=27,13toán các thông số 3+ (a=3,251 Å, Å, c=5,201kích V=47,646 3Å3D=19,44 nm), K=0,9). Kết quả tínhScherrerlần đây số mạng Kết c), thể c=5,201cáckích thướcmạng ,thể trung bình D củasố toán các(ở lượt K=0,9). (a=3,246 Å, toán và thông số tinh Å3, quả tính nm), ZnO:1%Ce mạng (a, c), thể tích V và Å, thước tinh thể các mẫu lần lượt là ZnO (a=3,246 tích V Å, Å, V=47,646 (a, thông (a, quả tính V=47,705 Å , rộng vạch phổ tăng lên có thể là liên quan đến giảm kích thước tinh của các mẫu lần lượtÅ, c=5,213 Å, V=47,734 Å3, D=18,65 nm), Å3, ZnO:5%Ce3+ trung bình D trung bình DZnO:3%Ce (a=3,251 là ZnO (a=3,246 Å, c=5,201ÅÅ, V=47,646 Å , D=27,13 nm), củac), thể3+ 3+ lần lượt làÅ, c=5,201 Å, trung bình DÅ, D=19,44 nm), trung bình của các mẫu (a=3,251là ZnO (a=3,246 Å, c=5,201 3, V=47,646 và các mẫu ZnO D=27,13 quan ZnO:1%Ce3+ (a=3,251 Å, c=5,201 3Å, V=47,705 Å3, D=19,44 nm), c=5,201 V=47,705 thể ZnO [19]. Trong khi đó, sự dịch đỉnh nhiễu xạ cóZnO:3%Ce3+ (a=3,251 Å, tích V vàÅ,Å, V=47,734 3,ÅthểD=18,65 nm), 3củatôi thấy rằng, tỷ lệ hằng số thể liên nm),(a=3,251 Å,c=5,210 kích thước tinh Å, V=47,705 Å , D=19,44 nm), D=27,13 nm), ZnO:1%Ce3+ (a=3,251 Å, c=5,201 D=19,44 nm). ChúngD=19,44 nm), D=27,13 nm), ZnO:1%Ce3+ (a=3,251 Å, c=5,201 3Å, V=47,705 Å33,và ZnO:5%Ce3+ ZnO:1%Ce c=5,213 V=47,699 Å các mẫu lần , D=18,65 nm), và ZnO:5%Ce3+ ZnO:3%Ce3+ (a=3,251 là ZnO (a=3,246V=47,734 Å3,Å, V=47,646 Å vàD=27,13 nm), 3+ lượt Å, c=5,213ÅÅ,D=19,44 nm). 3Chúng tôi thấy rằng, tỷ lệ hằng số Å, c=5,201 , D=18,65 nm), và ZnO:5%Ce3+ , ZnO:5%Ce3+ ZnO:3%Ce c=5,210 Å, Å, c=5,213 Å, V=47,734 Å , D=18,65 nm), đến sự pha tạp của ion Ce vào mạng nền ZnO. Các nghiên cứu trước(a=3,251 Å, c=5,213Åcả D=19,44 nm). Chúng tôi thấycấu trúc ZnO hình thành là dạng 3+ 3+ ZnO:3%Ce mạng c/a1,60 cho tất Å, các mẫu, điều này chứng tỏ (a=3,251 Å, (a=3,251 V=47,699 3, V=47,734 Å (a=3,251 Å, c=5,210 Å, V=47,699 Å3, D=19,44 nm). rằng, tỷ lệ hằng số đây chỉ ra rằng, khi ion pha tạp có bán kính lớn thay thế vào vị trí ion cho tất cả các So(a=3,251này chứng tỏChúng tôi ZnO thướcthành thểdạng bình D của (a=3,251 Å, c=5,210 Å, V=47,699 Å3, D=19,44 nm). Chúng tôi thấy Å3, D=19,44 nm), (a=3,251 Å, c=5,210 Å, [17]. 3+ với 3mẫu Å, c=5,201 Å, V=47,705 hình tỷ lệ hằng số ZnO:1%Ce haxagonal V=47,699 điều ZnO (D27,13 trúc kích rằng, tỷ lệ là dạng mạng c/a1,60 cho tất cả các mẫu, điều này chứng tỏ cấunm), ZnO hình thành hằng số mạng c/a1,60 cho tất cả các 3+ , thấy rằng, tinh mẫu, điều này chứng tỏ cấu trúc ZnO hình thành là dạng trung mạng c/a1,60 ZnO:3%Ce mẫu, điều này chứng tỏ cấu trúc ZnO Å3 thành là bán kính nhỏ hơn trong mạng nền sẽ làm đỉnh nhiễu xạ dịch về góc[17].chopha tạp các3+mẫu,(D27,13 nm), kích Å, V=47,734nhà ,khoabìnhlàDdạng khi Ce3+ thay haxagonal [17]. So tất cả Ce ZnO (D27,13 nm), kích cấunm). Các hìnhD=18,65 nm), mạng c/a1,60 haxagonal ZnO với mẫu ZnO mạnhÅ, c=5,213 thước tinh thể trung bình D của (a=3,251 (1%, D 19,44 trúc 2θ So với mẫu ZnO (D27,13 nm), kích thước tinh thể trung bình lý giải So giảm haxagonal [17].3+ và Znmẫu ZnO (D27,13 Å, c=5,210thước tinh thể trung ôxy3+ của học của haxagonal [17]. So với mạnh (1%, (a=3,251 nm). Các nhà khoa họctrạng D=19,44trên bề với 2+ trong 3+ D 19,44 nm), kích thước tinh lý trung Ce Dthay nhỏ. Ngược lại, ion bán kính nhỏ thay thế vào vị trí ion bánpha tạp Ce3+cho ZnO:5%Ce mạng nền ZnO sẽ hình Å,khoacác thể Å ,tháibình 3+ nm). mặt và làm thế giảm mẫu V=47,699 giải khi D của 3 ZnO kính lớn ZnO pha tạp Ce3+ giảm mạnh (1%, D 19,44 nm). Các nhà khoa học lý giải khi Ce3+ thay thành ZnO phaZn2+ Ce3+ giảm mạnhphát triểnhình thành các[19]. Điều này lý giải khi Cevà thay tinh thể giảm tạp Ce giảm mạnh (1%, D 19,44thể ZnO trạngkhoa học lý giải khi Ce3+ thay ZnO pha tạp trongChúng tôi thấy rằng, tinh hằng Các nhà c/a∼1,60dẫn đến cả các mẫu, mạng nền ZnO sẽ hìnhlệ nm). các mạng thái ôxy trên bề mặt và làm 2+ giảm quá trình (1%, D 19,44 nm). Các nhà thái học cho tất mặt thước kích thế cho Znpha thế cho Zn2+ trong mạng nền ZnO sẽ tỷ thành các trạng thái ôxy trên bề mặt và làm số trạng sẽ gây ra sự dịch đỉnh về góc 2θ lớn hơn. Trong trường hợp ion 2+ trong mạng nền ZnO sẽ hình thành các trạng thái ôxy trên bề mặt và làm thế cho Zn trong mạng tinh ZnO sẽ hình thành phổ. Nhóm nghiên thướcbề T.K. Pathak và cs (2020) thế cho trình phát và mở rộng bán độ [19]. vạch này dẫn đến kích cứu của thể giảm xuống triển nền thể tỏ cấu trúc ZnO giảm quá trình điều này chứngZnO rộng Điều hình thành là dạng haxagonal [17]. quá ôxy trên tinh làm giảmdịch đỉnh phát triển tinh thể ZnO [19]. Điều này dẫn đến kích thước tinh thể giảm tạp vào vị trí điền kẽ của các ô cơ sở có thể không gây ra sự quá mở rộng cho rằng, khivạch tạp [19]. ở nồng độ dẫn đến kích thước tinh csCeO2 trên bề mặt của giảm quá trình phát triển tinh thể ZnO [19]. Điều này dẫn đến kích thước tinh thể giảm giảm và trình phát triển tinh thể ZnO Ce3+ Điều này cứu sẽ hình thành cácvà thể giảm [24] bán độ rộng pha phổ. Nhóm nghiên cao của T.K. Pathak hạt (2020) xuống và mở rộng bán độ rộng vạch phổ. Nhóm nghiên cứu của T.K. Pathak và cs (2020) xuống và nhiễu xạ [20]. Có thể thấy rằng, ion Ce3+ có bán kính 1,03 Å lớnmở rộng So với mẫu ZnO (D∼27,13 sẽ nghiên cứu củatinh CeOtrungvà csmặtcs (2017) [25] chỉ bán độ Ce3+ ở nồng độ cao nm), kích thước T.K. Pathak bình(2020) và độ cản ở phát triển tinh hình thành các khithể trên bề D của [24] cho rằng,rộng pha tạp rộng vạch phổ. Nhóm nghiên cứu của hạt đó, 2 trên bề và của xuống và mở khi bán tạp rộng vạch phổ. Nhóm hình thành các T.K. Pathak và cs (2020) xuống hơn [24] cho rằng,ZnO phangănCe3+ sựnồng độ cao sẽ thể ZnO. Tronghạt CeO2L. Wangmặt của 2+ [24] về góc 2θ khisựgiảm kích3+thước tinh thể Trong khi khi pha tạp Ce Các nhàđộ [25] họcdo có sự hình so với ion Zn là 0,74 Å [16]. Do đó, sự dịch đỉnh nhiễu xạ chongăn cản sự phát triển tinh thể ZnO. Trong khi đó, L. WangCeO2nồng bề [25] của [24] và rằng,ra sựpha tạp Ce3+ ở nồng độ cao sẽ hình thành các hạt vàở trên khoa chỉ ZnO chongăn cản ZnOtạptriển tinh thể ZnO. của hình thành các hạt CeO2 trên bề mặt của rằng, khi pha pha tạpở nồng độ cao sẽ ZnO D∼19,44 nm). cs (2017) mặt là khi Ce Ce3+ giảm mạnh (1%, cao ZnO và ngăn cản sự phát triển tinh thể ZnO. Trong 2+ đó, L. Wang và cs (2017) [25] chỉ ZnO và ngăn2+ thước tinh thểtinh thayZnO.cho Zn khi đó, L. Wang caocs (2017) [25] chỉ ZnO và Zn cản sựpha mới Ce(OH)3 trong mẫu. tạp trong L. Wang và cs (2017) sựthành ra sự ion thành giải lý phát triểnCe3+ thể thế Trong khi đó, nồng độ và là do hình hình phát khi của ZnO khi pha mạng nền ZnO sẽ chỉ ra sự giảm kích thước tinh thể của ZnO khi pha tạp Ce ở nồng độ cao là do có sự hình nhỏ trong trường hợp này là do ion Ce thay thế vào vị trí của giảm kích thước tinh thể của ZnO khi pha tạp Ce ở nồng độ cao là do có sự hình 3+ ra sự giảm kích thước tinh thể của ZnO khi pha tạp Ce ở nồng độ cao là do có sự hình ra sự pha mới Ce(OH)3 trong mẫu. thành giảm kích các trạng mẫu ôxy trên bề mặtmạng Cegiảm quá trình phát triển tinh thểđều tăng, dẫn ở có trong mạng nền ZnO [21]. thành pha mới Ce(OH)3 với thái ZnO, hằng số và làm c của tất cả các mẫu ZnO:Ce3+ thành pha mới Ce(OH)3 trong mẫu. So trong mẫu. a, thành pha mới Ce(OH)3 trong mẫu. So với đến thể tíchhằng số mạng dẫnCó thể thấy các mẫu ZnO:Cetăng mạnhvà dẫn độ 1%, sau So với mẫuZnO [19].cũng mạng a, c đến kích thướcmẫu ZnO:Ce3+ đều tăng, dẫn ZnO, hằng số lớn hơn. c của tất cả các tinh tích giảm đều tăng, nồng V Điều này rằng, thể thể V 3+ xuống ở mở mẫu ZnO, hằng số mạng a, c của tất cả các mẫu ZnO:Ce3+ đều tăng, dẫn đến thểSo với đó tiếplớnbán độnhẹ mạng a,rằng, Nhóm tại 5%. SựZnO:Ce đều tăng, dẫn nồng độ 1% So với mẫurộng hơn. Có thể vạch phổ. thể tích cáctăng mạnh ởmạnhPathak và cs tích Vmẫu ZnO,hơn. Có thể 3% a,rằng, thể tích V tăng mạnh ởT.K. thể 1%, V ở cũngZnO, tăng số ở thấyvàcgiảm tất cảnghiên cứutăng nồng độ 1%, sau tục hằng rộng thấy của tất cả V mẫu của nồng độ tích sau của nhẹ (A) (B) 3+ đến thể tích V cũng lớn hơn. Có thể thấy rằng, thể tích V tăng mạnh ở nồng độ 1%, sau đếntiếp tục tăng nhẹ lớn hơn.do các ion Cerằng, thể tích Vion Znmạnh ở V ở nồng độthể tích V tiếp tục đến thể tích V cũng lớn là Có thểnhẹ tại 5%. Sự tăng mạnh thể Đến nồng độ 3% 1% đó thể tích V cũng ở 3% và giảm thấy 3+ thay thế cho tăng 2+. tích được(2020) lý giải 1%, sau đó tiếp tục tăng nhẹ ở 3% và giảm nhẹ khi 5%. tạp Ce3+ ở nồng độ tích sẽ hình thành 1% đó tiếp tục tăng nhẹ ở có [24] giảm nhẹ sự 5%. thế tăng mạnh thể 3% thể ở nồngtiếp 1% cho rằng, tại pha Sự cao V độ các được lý tục tăng nhẹ ởion thể3+giảm thế cho thayZn2+của ion Zn2+ bởi Ce3+ vừa hình thành các hạt CeO2 đó tiếp giải là do các 3% vàvừa xảy ra tại 5%. Sự tăng mạnh thể tích V ở nồng độ 1% tăng các ion Ce3+ thay thế cho ion Zn2+tăng mạnh thể 3% thể ở nồngtiếp tục nhẹ 3% và thay nhẹ tại ion Sự . Đến nồng độ tích V tích V độ tục được lý giải là do các CeO trên bề mặt cho ion Zn2+.ngăn cản sự phát triểntích V tiếp tục Ce3+ thay thế của ZnO 2+2+. Đến 3+ nồng độ 3% thể tích V ZnO. được lý giải là do bềxảy raCe thay thế của ion Zn2+ . Đến 3+ vừađộ CeO2 sẽtinh hạt CeO2 tăng lý có là vừa ion Ce Như đã cho luận phíaĐến nồng độ thành các thể tục trên hạt ion sự và đượcnhẹgiải thểdo cácmặt ZnO. thay thế biện ion Zn bởitrên, các hạt 3% thể tích V tiếp quá trình khuếch 3+ nồng hình ngăn cản tăng nhẹ có thể vừa xảy ra 2 thay thế của ion Zn2+ bởi Ce3+ vừa hình thành các hạt CeO2 tăng nhẹ có thể vừa xảy ra sựđó, L.thế của ZnO,(2017)CeO3+sẽ rahình xu hướngthước khiCe trên bề mặt ZnO. ion Cerabiệnthay thếnền và csZn hạt CeO2tíchngăn cản quá các giảm tinh tiếp tục tăng tăng nhẹ có thể vừa xảy 3+ sự thay Wangtrên, các2+ bởi[25] chỉ Vhình thành các hạt CeO2 Trong biện luận phía ion Zn bởi Ce vừa sự giảm kích hạt CeO2 tán Như đãkhi luận phía trên, các hạt thể 2 sẽ ngăn cản quá trình khuếch sự mạng của ion do đó Ce vừa có thành vào trên bề mặt ZnO. Như đã biện luận phía trên, các hạt CeO2 sẽ ngăn cản quá trình khuếch trênion mặt ZnO. mạngđã biện luận pha tạp Cephân tíchxucao chúng có sự hình kết khuếch trên bề mặt ZnO. Nhưcủa 5%. Từ các đó trên,tích nồng độ 2hướng giảm có thể thànhtăng tán bề Ce3+ vào Như lên ZnO khido kếtthể các V có trên, là do cản khi tiếp tục pha nồngthể đã ZnO, phía quả ở hạt CeO sẽ ngăn quá trình khuếch trình luận rằng, mẫu ZnO tán ion Ce3+ vào mạng nền ZnO, do đó thể tích V có xu hướng 2+ tôi khi tiếp tục tăng độ nền tán ion Ce3+ vào mạng nền quả phân đó thể tíchđược tôi hướng giảmnồng tiếpcao ZnO nồng độCe 5%. Từ cácnềnđộ thấpdo đóCetrên, chúng thaycó thể kết, luận rằng, mẫu hơn 3 và 5%, Ce3+ tán ion lên vào mạngCe(OH) trong tích 3+ tích V có xu hướng giảm khi tiếp tục tăng tạp nồng ZnO, do mẫu. đã V có xu thế Zn giảm khi độ tục tăng ZnO, 1%, thể 3+ nồng độ lên 5%. TừphaTừ các kết quả phân tích trên, chúng tôi có thể kết luận rằng, mẫu ZnO mới ở nồng độ lên 5%. Từ các kết quảđã được thay thế Zn2+ tôi có thể kết luận rằng, mẫu ZnO pha tạp nồng5%. thấpcác kết quảđã2+ vàtích trên, chúng, tôinồng độkết luận rằng, mẫu ZnO nồng độ lên độ thay1%, Ce3+ 3 phân tích trên, chúng ở có thể cao hơn 3 và 5%, Ce3+ thế cho phân kết pha tạp nồng vừathấp 1%, Ce3+ Zn đượcvừa tương tác ,vớinồng để hìnhhơn 3 và 5%, Ce3+ 2 trên bề mặt độ ôxy độ pha tạp nồng cho thấp 1%,với 3+ đã ZnO, thayôxy để với ở nồng độ cao các mẫu ZnO:Ce3+ và cs (2021) độ thấp 1%, vừa3+ đã được thay thế mạng ở nồng độ cao hơn 3 và 5%, Ce3+ Zn2+ thành các hạt CeO pha tạp nồng ZnO. Kếtvà Ce mẫu được thay thế Zn2+, ở thành cứu cả hơn 3 2và 5%, Ce 3+ 2+ độ Ce 2+ quả này cũng khá phù số Zn , a, c của tất hạt M.L.A. Letswalo hằngthế vừa thay thế cho Zn2+ So vừa tương tác với ôxy để hình thành các của CeO2 trên bề mặt hợp nghiên cao vừa thay thế cho Zn2+ và vừa tương tác với ôxy để hình thành các hạt CeO2 trên bề mặt vừa thay thế cho Zn và vừa tương tác với ôxy để hình thành các hạt CeO2 trên bề mặt 2+ vừa thay thế [26].đều tăng, dẫn đến thể tích V cũng hìnhhơn. Có thểhạt CeO và thểbề mặt Zn và ZnO. Kết quả này cũng khá phù hợptác với tương các thấy rằng, trên tích V ZnO. Kết quả này cũng khá phù hợp với nghiên cứu của M.L.A. Letswalo và cs (2021) ZnO. Kết quả này cũng khá phù hợp với nghiên cứu của M.L.A. Letswalo và cs (2021)lớn [26]. Kết quả này tăng mạnhphù hợp độ 1%, sau đó tiếp tục tăng nhẹ ở 3% và cs (2021) ZnO. [26]. cũng khá ở nồng với nghiên cứu của M.L.A. Letswalo với nghiên cứu của M.L.A. Letswalo cs (2021) và giảm nhẹ [26]. [26]. 6 tại 5%. Sự tăng mạnh thể tích V ở nồng độ 1% được lý giải là do các 6 6 ion Ce3+ thay thế cho ion Zn2+. Đến nồng độ 3% thể tích V tiếp tục tăng 6 6 nhẹ có thể vừa xảy ra sự thay thế của ion Zn bởi Ce vừa hình thành 2+ 3+ các hạt CeO2 trên bề mặt ZnO. Như đã biện luận phía trên, các hạt Hình 2. Giản đồ Hìnhcủa mẫu ZnO và Zn1-xO:x%Ce3+ (x=1-5) chế tạo bằng XRD 2. Giản đồ XRD của mẫu ZnO và Zn1-xO:x%Ce3+ (x=1-5) chế tạo bằng CeO2 sẽ ngăn cản quá trình khuếch tán ion Ce3+ vào mạng nền ZnO, phương pháp sol-gel. pháp sol-gel. phương do đó thể tích V có xu hướng giảm khi tiếp tục tăng nồng độ lên 5%. XRD của mẫu ZnO và ZnO pha tạp Ce3+ với các nồng độ khác nhau từ 1 đến 5% Với nồng độ Ce3+ pha tạp 3 vàở5%, chúng tôi hình 2A, nhóm nghiên Từ các kếtrằng, phân tíchXRD chúng tôi có thể kết luận rằng, mẫu ZnO mol được trình bày hình 2. Trên nhận thấy, giản đồ cứu thấy quả giản đồ trên, XRD thể hiện 3 sựmẫu ZnO (đường màu đen) tồn tại cáchiện pha tinh tạipha tạp nồng độ34,51,1%, Ce3+ đã được thay thế Zn2+, ở nồng độ cao của khác biệt sau đây: thứ nhất là xuất đỉnh nhiễu xạ góc 2=31,86, thấp 36,32, thể mới CeO2 với đỉnh56,69, 62,94, góc 2θ=28,86°, tương oứng với ứng với hơn mặt tinh thể (100), (002), cho Zn2+ và vừa tương tác với ôxy để 47,60, nhiễu xạ tại 66,46, 68,05, và 69,02 , tương mặt các 3 và 5%, Ce3+ vừa thay thế tinh thể (111) [21]; thứ hai là cường độ các đỉnh nhiễu xạ đặcđặc trưng cho vật liệu các hạt CeO2 trên bề mặt ZnO. Kết quả này cũng khá phù (101), (102), (110), (103), (200), (112) và (201) trưng hình thành ZnO với cấu trúc cho vật liệu ZnO giảm dần, trong khi bánJCPrộngNo. 36-1451) [17, 18]. hợp với độ pha tạp thấp, M.L.A. Letswalo và cs (2021) [26]. hexagonal (theo thẻ chuẩn độ DS vạch phổ tăng dần Ở nồng nghiên cứu của giản đồ XRD của mẫu ZnO:1%Ce không xuất hiện bất cứ pha lạ nào khác so với mẫu ZnO. 3+ Tuy nhiên, có 3 sự khác biệt trong giản đồ XRD của mẫu ZnO:1%Ce3+ so với mẫu ZnO đó là: cường độ các đỉnh nhiễu xạ giảm mạnh; bán độ rộng vạch phổ có xu hướng tăng lên và có sự dịch đỉnh nhiễu xạ về phía góc 2 nhỏ. Sự giảm mạnh về cường độ nhiễu xạ 65 và bán độ rộng vạch phổ tăng lên có thể là liên quan đến giảm kích thước tinh thể ZnO 65(11) 11.2023 [19]. Trong khi đó, sự dịch đỉnh nhiễu xạ có thể liên quan đến sự pha tạp của ion Ce 3+ vào mạng nền ZnO. Các nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng, khi ion pha tạp có bán kính lớn thay thế vào vị trí ion bán kính nhỏ hơn trong mạng nền sẽ làm đỉnh nhiễu xạ dịch về góc 2 nhỏ. Ngược lại, ion bán kính nhỏ thay thế vào vị trí ion bán kính lớn sẽ gây ra sự
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Công nghệ nano 3.2. Xác định hình thái bề mặt và thành phần nguyên tố hóa học Chúng ta biết rằng, việc xác định hình thái bề mặt và các tính chất của vật liệu có ý nghĩa hết sức quan trọng trong định hướng nghiên cứu ứng dụng của chúng. Do đó, chúng tôi tiến hành đo ảnh FESEM của mẫu ZnO, ZnO:x%Ce3+ (x=1, 3 và 5) và kết quả được trình bày ở hình 3. Từ hình 3A có thể thấy rằng, các hạt ZnO chế tạo bằng phương pháp sol-gel có dạng gần cầu, phân bố khá đồng đều. Kích thước các hạt ZnO thu được với đường kính hạt từ vài đến vài chục nano mét và có xu hướng co cụm/kết tụ tạo thành các đám hạt với kích thước lớn hơn. Chúng tôi nhận thấy rằng, không có sự thay đổi nhiều về hình thái bề mặt của mẫu ZnO:x%Ce3+ (x=1, 3 và 5) so với mẫu ZnO. Hình 4. Ảnh SEM (A), phổ EDS (B), phổ EDS mapping (C-F) nhận được của mẫu ZnO:5%Ce3+. 3.3. Phổ Raman và UV-Vis Hình 5A trình bày kết quả đo phổ Raman của mẫu ZnO và ZnO:5%Ce3+ chế tạo bằng phương pháp sol-gel. Ở đây chúng tôi muốn nhấn mạnh rằng, trong kết quả XRD đã khẳng định vật liệu ZnO và ZnO:Ce3+ đều có cấu trúc hexagonal và thuộc nhóm không Hình 3. Ảnh FESEM của mẫu ZnO (A) và Zn1-xO:x%Ce3+ (x=1-5) chế tạo gian P63mc [27]. Do đó, theo lý thuyết các mốt dao động phonon bằng phương pháp sol-gel: 1% (B), 3% (C) và 5% (D). quang của vật liệu trong phổ Raman có thể biểu diễn bởi công Để xác định độ sạch của các mẫu nghiên cứu, chúng tôi tiến thức sau [28]: hành đo phổ tán sắc năng lượng tia X. Ảnh FESEM tương ứng với A1 + 2B1 + E1 + 2E2 (6) phổ EDS, EDS mapping của mẫu ZnO:5%Ce3+ được trình bày ở hình 4. Ảnh FESEM trên hình 4A chỉ ra vùng đo phổ EDS (khung trong đó: A1, E1 lần lượt là mốt phonon quang ngang (TO) và viền màu xanh) và tương ứng với kết quả phổ EDS chỉ ra trên quang dọc (LO); B1 là mốt Raman tĩnh (not Raman active); E2 tồn hình 4B. Có thể thấy rằng, phổ EDS cho thấy chỉ tồn tại 3 nguyên tại hai mốt với tần số khác nhau, một mốt với tần số cao có nguồn tố Zn, O và Ce với tỷ lệ phần trăm nguyên tử lần lượt là 68,18, gốc từ nguyên tử O2 (E2H) và một mốt dao động với tần số thấp liên 26,76 và 5,06% mà không phát hiện bất kỳ nguyên tố nào khác. quan đến nguyên tử Zn (E2L). Điều này chứng tỏ mẫu nghiên cứu của chúng tôi chế tạo có độ Từ hình 5A có thể thấy rằng, phổ Raman của ZnO tồn tại các sạch cao. Ở phép đo tinh tế hơn, phổ EDS mapping cho phép xác mốt dao động tại các số sóng 99, 245, 330, 441 và 548 cm-1. Các định sự phân bố các nguyên tố trong mẫu. Hình 4C trình bày kết mốt dao động tại số sóng 99 và 441 cm-1 có nguồn gốc tương ứng quả phân tích phổ EDS mapping của mẫu ZnO:5%Ce3+. Quan sát với E2L và E2H [28]. Trong khi đó, mốt dao động tại 245, 330 và phổ tổng trên hình 4C cho thấy, có 3 màu xanh lục (Zn), xanh lá 548 cm-1 liên quan đến B1, A1(TO) và E1 (LO) [27, 29]. So sánh (O) và màu đỏ (Ce) được phân bố trong toàn bộ mẫu. Hình ảnh với mẫu ZnO, phổ Raman của các mẫu ZnO:5%Ce3+ cho thấy xuất các nguyên tố riêng lẻ cũng được minh chứng bằng các màu xanh hiện thêm mốt dao động mới tại số sóng 463 cm-1. Mốt dao động lục, xanh lá và màu đỏ thông qua hình 4D. Kết quả EDS mapping này được cho là liên quan đến cấu trúc fluorite của CeO2 có không một lần nữa khẳng định, mẫu ZnO:5%Ce3+ do nhóm nghiên cứu gian đối xứng F2g trong ô bát diện [CeO8] [30]. Kết quả Raman chế tạo có độ sạch cao và các nguyên tố pha tạp Ce được phân bố thu được chứng tỏ tồn tại các hạt CeO2 bám trên bề mặt ZnO và đồng đều trong mẫu. khá phù hợp với phân tích XRD ở hình 2. 65(11) 11.2023 66
ZnO:5%Ce3+ cỡ 3,19 và 3,06 eV. Sự giảm Eg của mẫu ZnO có sự tương tác mạnh giữa ion pha tạp Ce3+ và mạng nền Zn Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Công nghệ nano thể do ion Ce3+ đã được thay thế cho ion Zn2+ trong mạng trước đây đã công bố. 3.4. PL 3.4. Phổ huỳnh quang (PL) Hình Phổ PLPhổ PL (x=0-5) (CmẫuD). (A và B),fit PL của mẫu ZnO (A Hình 6. 6. và các đườngvà các ZnO ZnO:1%Ce và ZnO:x%Ce 3+ fit của 3+ và đường phổ của mẫu ZnO:1%Ce3+ và ZnO:x%Ce3+ (x=0-5) (C và D). PL của mẫu ZnO dưới kích thích của bước sóng 325 nm được Hình Hình 5. Phổ (A), phổ phản xạ khuếch tán tửkhuếch tán tử(B), 5. Phổ Raman Raman (A), phổ phản xạ ngoại khả kiến ngoại khả kiến (B), đường cong PL của mẫu ZnO dưới kích thích của bước sóng 325 trình bày ở hình 6A. Có thể thấy rằng, phổ PL của ZnO tồn tại 2 vùng đường cong Kubelka-Munk (C) của mẫu ZnO và ZnO pha tạpphaCe3+ chế Ce3+ chế tạo bằng phương Kubelka-Munk (C) của mẫu ZnO và ZnO 5% tạp 5% phát xạ chính tại bước sóng 389 và 650 nm. Ngoài ra, chúng tôi còn tạo bằng phương pháp sol-gel. pháp sol-gel. Có thể thấy rằng, phổ PL của ZnO tồn tại 2 vùng phát xạ ch quan sát thấy một bờ vai tại bước sóng 550 nm, Để xác nhận điều này Để nhậnĐể nhận biết đượchấp thụ ánh hấp thụ ánh liệu, chúng vậtnm. Ngoài ra, chúng tôi còn quan và kết quả thu được vai tại bư biết được thông tin thông tin sáng của vật sáng của chúngchúng phổ tiếntheo hàm Gauss với 3 đỉnh sát thấy một bờ liệu, tôi fit tôi PL hành đo tôi tiến hành đoxạ khuếchxạ khuếch tán khả kiến. Đối vớiĐối vớiđộ điềuvùng cấm quang có fit phổ tại bước sóng 389 nm được lý phổ phản phổ phản tán tử ngoại tử ngoại khả kiến. ZnO, rộng nàyĐỉnh phát xạ trong NUV PL theo hàm Gauss với 3 đỉnh v ở hình 6B. chúng tôi thể ZnO,được xácvùng cấm quangcông thức sau (6) [24]. theo công giải là do quá trình tái hợp giữa điện tử trên vùng dẫn với lỗ trống ở độ rộng định dựa theo có thể được xác định dựa Đỉnh phát xạ trong NUV tại bước sóng 389 nm được lý gi thức sau (7) [24]. NBE [32]. Hai đỉnh phát xạ tại 550 và 650 nm còn lại được cho là F(R) x h = A(h - Eg) 2 điện (6) trên từ nút V dẫn với lỗ (O ) do quá NBE [32]. Hai đỉnh p có nguyên nhân vùng o và ôxy điền kẽ trống ở trình tổng tổng tử F(R) x hν = A(hν - Eg)2 (7) i trong đó: F(R ), h (eV) lần lượt là hàm Kubelka-Munk và năng đượcphoton; Acó hằng ZnO, phổ PL nhận được của mẫu điền kẽ (O lại lượng cho ra. Solàsánh với nhân từ nút Vo và ôxy hợp vật liệu gây là nguyên trong đó: F(R ), hν (eV) lầnlà năng lượng vùng cấm quang. lượng vật liệu gây2ra.khác biệt rõ rệt [32].ZnO, phổ PL nhận được của m số Tauc và Eg (eV) lượt là hàm Kubelka-Munk và năng ZnO:1%Ce3+ có sự So sánh với Thứ nhất là thêm một bờ vai photon; A là Hình số Tauc 5C Eg (eV) là năng quả nhận được quang. phátkhuếch xungtử ngoại khả hằng 5B và và trình bày kết lượng vùng cấm phổ phản xạ xạ mới tán quanh bước sóng 580 nm, thứ hai là cường độ phát biệt rõ rệt [32]. Thứ nhất là thêm một bờ vai phát xạ mới xu kiến và đường cong kết quả nhận được phổ phản xạ khuếch xạ NUV giảm mạnh. Đỉnh phát xạ mới tại 580 nm có nguồn gốc từ sự Hình 5B và 5C trình bày Kubelka-Munk của mẫu ZnO và ZnO chuyển mức điện tử Quan sát5d xuốngNUV ion Ce3+ mạnh. Đỉnh phát xạ pha tạp 5%Ce3+. xanh trên hình 5B chúng tôi thấy rằng, phổ thứ hai là cường độ phát xạ 4f của giảm trong mạng đường phổ màu và đường cong Kubelka-Munk của mẫu ZnO phản xạ khuếch tántừ obitan tử ngoại tán tử ngoại khả kiến và ZnOkhả pha tạp 5%Ce3+.có sự tăngđường phổ màu xanh trên hình từsóng lớn hơn 380-800 điện tử độ phát xạ NUV là minh chứng của ion C kiến của ZnO Quan sát mạnh cường độ phản xạ tại bước sự chuyển giảm mạnh cường từ obitan 5d xuống 4f nền ZnO [33]. Sự mức nm, nghĩa là thấy sẽ hấp thụ mạnh khuếch tán tử ngoại 380 mn Sựvà hấp thụ khi được kích thích lên vùng dẫn NUVtái3+hợp với cho thấy điện tử giảm mạnh cường về obitan 5d thay vì 5B chúng tôi mẫu rằng, phổ phản xạ bước sóng nhỏ hơn khả kiến (UV) trống ở NBEyếu hơn nhiều độ phát xạ của ion Celà để gây chứng chminh trong vùng 380-800 nm. Phần hấp thụ mạnh trong vùng UV lỗđược giải thích là hấp thụ chúng dịch chuyển của ZnO có sự tăng mạnh cường độ phản xạ tại bước sóng lớn hơn thích lên nm, như được giải thích trong mô hìnhvới thíchtrống ở NBE chú vùng dẫn thay vì tái hợp giải lỗ cơ chế vùng - vùng của ZnO do chuyển mức điện tử từ NBE lên vùngxạ 580phát dẫn của ZnO [31]. So 380-800 nm, nghĩa là mẫu sẽ hấp thụ mạnh bước sóng nhỏ hơn 380 của xạ ở hình 3+[33]. Ảnh hưởng của nồng độ nm,lên tính được giải thích tr sánh với mẫu ZnO, phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến củaion Ce 7 để gây phát xạ 580 Ce như chất của phát mẫu ZnO:5%Ce3+ trên 3+ mn (UV) và hấp thụthấy hơn nhiều trong vùng 380-800 là sự dịch chuyển bờ vùng được chỉ ra ở hình 6D. Đỉnh phát xạ 580 nm có xu hướng hình 5B cho yếu hai sự khác biệt rõ rệt, đó nm. Phần hấp phát xạ ở hấp thụ7về phía Ảnh hưởng của nồng độ Ce3+ lên tín vật liệu ZnO hình [33]. thụ mạnh trong vùng và cường giải phản là hấp thụ vùng - vùng của tăng dần khiquả này cho thấy lên từ 1 đến 5%. Điều này sẽ dẫn đến bước sóng dài UV được độ thích xạ yếu hơn trong vùng nhìn thấy. Kết nồng độ Ce3+ tăng ZnO bờ hấp thụmứcthu hẹptừ NBE lên vùng dẫn của ZnOnhìn thấy, của mẫu ở hìnhNBE bịThực và có thể làm tăngnm có xu hướng tăng d do chuyển bị điện tử và mở rộng về phía vùng [31]. So chỉ trình ZnO:5%Ce3+. Đỉnh phát xạ 580 hoạt tính quang quá ra tái hợp 6D. ức chế sánh vậy,mẫu ZnO,địnhphản rộng vùng cấmngoại khả kiến của mẫu từtôi sử dụng vật liệu này.này sẽ dẫn đến quá trình tái hợp NBE với để xác phổ độ xạ khuếch tán tử của hai mẫu này chúng 1 đến loại phương pháp xúc tác của 5%. Điều ZnO:5%Ce3+ trên hình 5B cho thấymối sự khác biệt rõ[F(R).h]2 và h, kếttính được chỉxúc tác của loại vật liệu này. Kubelka - Munk biểu diễn hai liên hệ giữa rệt, đó là sự hoạt quả quang ra trên dịch hình 5C [24]. hấp thụ vềchúng tôi sóng dài và cườngrộng vùng cấm (Eg) của mẫu ZnO và chuyển bờ vùng Khi đó, phía bước tính giá trị độ độ phản xạ yếu hơn trong vùng nhìn thấy. Kết quả này cho thấy bờ hấp thụ bị thu hẹp và mở rộng về phía vùng nhìn thấy, của mẫu ZnO:5%Ce3+. 9 Thực vậy, để xác định độ rộng vùng cấm của hai mẫu này chúng tôi sử dụng phương pháp Kubelka - Munk biểu diễn mối liên hệ giữa [F(R). hν]2 và hν, kết quả được chỉ ra trên hình 5C [24]. Khi đó, chúng tôi tính giá trị độ rộng vùng cấm (Eg) của mẫu ZnO và ZnO:5%Ce3+ cỡ 3,19 và 3,06 eV. Sự giảm Eg của mẫu ZnO:5%Ce3+ so với ZnO chứng tỏ có sự tương tác mạnh giữa ion pha tạp Ce3+ và mạng nền ZnO. Sự tương tác mạnh này có thể do ion Ce3+ đã được thay thế cho ion Zn2+ Hình 7. Cơ chế phát xạ chỉ ra nguồn gốc các đỉnh phát xạ trong vật liệu trong mạng nền ZnO như một số kết quả trước đây đã công bố. ZnO:Ce3+. 65(11) 11.2023 67
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ /Công nghệ nano 4. Kết luận [12] L. Kumaresan, A. Prabhu, M. Palanichamy, et al. (2011), "Synthesis and characterization of Zr4+, La3+ and Ce3+ doped mesoporous TiO2: Evaluation of their photocatalytic Nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình công nghệ activity", J. Hazard. Mater., 186(2-3), pp.1183-1192, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.11.124. chế tạo Zn1-xO:xCe3+ bằng phương pháp sol-gel. Bằng phân tích ảnh [13] P.T.L. Huong, N.V. Quang, D.Q. Trung, et al. (2022), “Excellent visible light photocatalytic degradation and mechanism insight of Co2+‑doped ZnO nanoparticles”, Appl. FESEM, giản đồ XRD, phổ Raman và EDS cho thấy, mẫu vật liệu thu Phys. A., 128(24), pp.1-16, DOI: 10.1007/s00339-021-05140-1. được có dạng hạt với kích thước vài chục nano mét, độ sạch cao, có [14] S. Kalpana, S.S. Krishnan, A. Bhaskaran (2018), “Effect of chromium doping on cấu trúc haxagonal và ion Ce3+ đã được thay thế cho ion Zn2+ trong structural, optical and photocatalytic properties of ZnO nanoparticles”, Adv. Mater. Rapid., mạng nền ZnO. Kết quả phân tích cũng chỉ ra rằng, ở nồng độ pha 12(5-6), pp.353-399. tạp cao (3 và 5%), bên cạnh sự thay thế còn có sự hình thành pha mới [15] J.C.G. Crisostomo, R.L. Juárez, V. Petranovskii (2021), “Photocatalytic degradation CeO2 và gây cản trở đến quá trình khuếch tán ion Ce3+ vào mạng nền. of rhodamine B dye in aqueous suspension by ZnO and M-ZnO (M=La3+, Ce3+, Pr3+ and Nd3+) nanoparticles in the presence of UV/H2O2”, MDPI, 9(10), DOI: 10.3390/pr9101736. Nghiên cứu phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến cho thấy có sự [16] S. Rajendran, M.M. Khan, F. Gracia, et al. (2016), “Ce3+-ion-induced visible-light tương tác mạnh giữa ion Ce3+ dẫn đến tăng khả năng hấp thụ ánh sáng photocatalytic degradation and electrochemical activity of ZnO/CeO2 nanocomposite”, trong vùng nhìn thấy. So sánh với ZnO, PL của mẫu ZnO:Ce3+ xác Scientific Reports, 6, pp.1-11, DOI: 10.1038/srep31641. nhận sự tồn tại đỉnh phát 580 nm đặc trưng cho chuyển mức 5d → 4f [17] N.K. Singh, V. Koutu, M.M. Malik (2019), “Enhancement of room temperature của ion Ce3+ và cường độ đỉnh phát xạ này tăng dần theo nồng độ pha ferromagnetic behavior of Co-doped ZnO nanoparticles synthesized via sol-gel technique”, J. tạp tăng từ 1 đến 5%. Đồng thời, ion Ce3+ cũng gây ức chế quá trình Sol-Gel Sci. Technol., 91, pp.324-334, DOI: 10.1007/s10971-019-05004-4. tái hợp vùng - vùng (NBE) và có thể làm tăng hoạt tính quang xúc tác [18] M. Shatnawi, A.M. Alsmadi, I. Bsoul, et al. (2016), "Magnetic and optical properties of Co-doped ZnO nanocrystalline particles", J. Alloys Compd., 655, pp.244-252. DOI: của loại vật liệu này. 10.1016/j.jallcom.2015.09.166. [19] Sukriti, P. Chand, V. Singh, et al. (178), “Rapid visible light-driven photocatalytic LỜI CẢM ƠN degradation using Ce-doped ZnO nanocatalysts”, Vacuum, 178, DOI: 10.1016/j. vacuum.2020.109364. Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại học Công nghệ Giao [20] N. Tu, H.V. Bui, D.Q. Trung (2019), “Surface oxygen vacancies of ZnO: A facile thông Vận tải trong đề tài mã số ĐTTĐ2022-02. Các tác giả xin chân fabrication method and their contribution to the photoluminescence”, J. Alloys Compd., 791, thành cảm ơn. pp.722-729, DOI: 10.1016/j.jallcom.2019.03.395. [21] M. Faisal, A.A. Ismail, A.A. Ibrahim (2013), “Highly efficient photocatalyst based TÀI LIỆU THAM KHẢO on Ce doped ZnO nanorods: Controllable synthesis and enhanced photocatalytic activity”, [1] U. Godavarti, V.D. Mote, M.V.R. Reddy, et al. (2019), “Precipitated cobalt doped ZnO Chemical Engineering Journal, 229, pp.225-233, DOI: 10.1016/j.cej.2013.06.004. nanoparticles with enhanced low temperature xylene sensing properties”, Phys. B Condens. [22] D. Anbuselvan, S. Muthukumaran (2015), “Defect related microstructure, optical Matter., 553, pp.151-160, DOI: 10.1016/j.physb.2018.10.034. and photoluminescence behaviour of Ni, Cu co-doped ZnO nanoparticles by co-precipitation [2] K. Dib, M. Trari, Y. Bessekhouad (2019), “(S,C) co-doped ZnO properties and method”, Opt. Mater. (Amst)., 42, pp.124-131, DOI: 10.1016/j.optmat.2014.12.030. enhanced photocatalytic activity”, Appl. Surf. Sci., 505, DOI: 10.1016/j.apsusc.2019.144541. [23] G.L. Tan, D. Tang, D. Dastan, et al. (2021), “Effect of heat treatment on electrical [3] R. Ebrahimi, K. Hossienzadeh, A. Maleki, et al. (2019), “Effects of doping zinc oxide and surface properties of tungsten oxide thin films grown by HFCVD technique”, Mater. Sci. nanoparticles with transition metals (Ag, Cu, Mn) on photocatalytic degradation of direct blue Semicond. Process., 122, DOI: 10.1016/j.mssp.2020.105506. 15 dye under UV and visible light irradiation”, J. Environ. Heal. Sci. Eng., 17, pp.479-492, [24] T.K. Pathak, E.C. Hugo, H.C. Swart, et al. (2020), “Preparation and characterization DOI: 10.1007/s40201-019-00366-x. of Ce doped ZnO nanomaterial for photocatalytic and biological applications”, Mater. Sci. Eng. B Solid-State Mater. Adv. Technol., 261, DOI: 10.1016/j.mseb.2020.114780. [4] G. Thennarasu, A. Sivasamy (2018), “Mn doped ZnO nano material: A highly visible light active photocatalyst for environmental abatment”, Inorg. Nano-Metal Chem., 48(4-5), [25] L. Wang, Z. Ji, J. Lin, et al. (2017), “Preparation and optical and photocatalytic pp.239-246, DOI: 10.1080/24701556.2018.1504073. properties of Ce-doped ZnO microstructures by simple solution method”, Mater. Sci. Semicond. Process., 71, pp.401-408, DOI: 10.1016/j.mssp.2017.09.001. [5] C.B. Ong, L.Y. Ng, A.W. Mohammad (2018), “A review of ZnO nanoparticles as solar photocatalysts: Synthesis, mechanisms and applications”, Renew. Sustain. Energy Rev., 81(1), [26] M.L.A. Letswalo, L. Reddy, A. Balakrishna, et al. (2021), “The role of sulfate ions pp.536-551, DOI: 10.1016/j.rser.2017.08.020. on distinctive defect emissions in ZnO:Ce3+ nanophosphors - A study on the application in color display systems”, Journal of Luminescence, 240, DOI: 10.1016/j.jlumin.2021.118462. [6] S. Kuriakose, B. Satpati, S. Mohapatra (2014), “Enhanced photocatalytic activity of [27] J. Yang, M. Gao, L. Yang, et al. (2008), “Low-temperature growth and optical Co doped ZnO nanodisks and nanorods prepared by a facile wet chemical method”, Phys. properties of Ce-doped ZnO nanorods”, Appl. Surf. Sci., 255(5), pp.2646-2650, DOI: 10.1016/j. Chem. Chem. Phys., 16(25), pp.12741-12749, DOI: 10.1039/c4cp01315h. apsusc.2008.08.001. [7] S.K. Yadav, P. Jeevanandam (2016), “Synthesis of ZnO@γ-Fe2O3 core - shell [28] D.N. Montenegro, V. Hortelano, O. Mart (2013), “Non-radiative recombination nanocomposites by a facile thermal decomposition approach and their application in centres in catalyst-free ZnO nanorods grown by atmospheric-metal organic chemical”, J. Phys. photocatalytic degradation of congo red”, J. Nanoparticle Res., 195, DOI: 10.1007/s11051- D, 46(23), DOI: 10.1088/0022-3727/46/23/235302. 016-3502-2. [29] M. Wang, F. Ren, J. Zhou, et al. (2015), “N doping to zno nanorods for [8] C. Nanoscale, Y. Liu, L. Yu, et al. (2012), “A magnetically separable photocatalyst photoelectrochemical water splitting under visible light: Engineered impurity distribution and based on nest-like γ-Fe2O3/ZnO double-shelled hollow structures with enhanced photocatalytic terraced band structure”, Sci. Rep., 5, pp.1-13, DOI: 10.1038/srep12925. activity”, Royal Society of Chemistry, 4, pp.183-187, DOI: 10.1039/c1nr11114k. [30] B. Chouchene, T.B. Chaabane, L. Balan, et al. (2016), “High performance Ce-doped [9] S. Stojadinovi, R. Vasili, N. Radic (2020), "Enhanced ultraviolet light driven ZnO nanorods for sunlight-driven photocatalysis”, Beilstein J. Nanotechnol., 7, pp.1338-1349, photocatalytic activity of ZnO particles incorporated by plasma electrolytic oxidation DOI: 10.3762/bjnano.7.125. into Al2O3 coatings co-doped with Ce3+", Optical Materials, 101, pp.5-10, DOI: 10.1016/j. [31] J.O. Primo, C. Bittencourt, S. Acosta, et al. (2020), “Synthesis of zinc oxide optmat.2020.109768. nanoparticles by ecofriendly routes: Adsorbent for copper removal from wastewater”, Front. [10] N.X. Sang, N.M. Quan, N.H. Tho, et al. (2019), “Mechanism of enhanced Chem., 8, pp.1-13, DOI: 10.3389/fchem.2020.571790. photocatalytic activity of Cr-doped ZnO nanoparticles revealed by photoluminescence [32] D.Q. Trung, N.V. Quang, M.T. Tran, et al. (2021), “Single-composition Al3+-singly emission and electron spin resonance”, Semiconductor Science and Technology, 34(2), DOI: doped ZnO phosphors for UV-pumped warm white light-emitting diode applications”, Dalt. 10.1088/1361-6641/aaf820. Trans., 26, pp.9037-9050, DOI: 10.1039/d1dt00971k. [11] M.K. Hussen, F.B. Dejene, M. Tsega (2019), “Effect of pH on material properties of [33] Y.I. Jung, B.Y. Noh, Y.S. Lee, et al. (2012), “Visible emission from Ce-doped ZnAl2O4:Cr3+ nano particles prepared by sol–gel method”, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 30, ZnO nanorods grown by hydrothermal method without a post thermal annealing process”, pp.10191-10201, DOI: 10.1007/s10854-019-01355-4. Nanoscale Res. Lett., 7, pp.1-5, DOI: 10.1186/1556-276x-7-43. 65(11) 11.2023 68