Tổng hợp vật liệu lai hóa giữa nano tinh thể cellulose và ZnO có hoạt tính quang xúc tác cao bằng quy trình một giai đoạn và thân thiện môi trường

Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(3):1303-1315
Open Access Full Text Article Bài nghiên cứu
1Trường Đại học Khoa học Tự nhiên,
ĐHQG-HCM
2Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí
Minh, Việt Nam
Liên hệ
Vũ Năng An, Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên, ĐHQG-HCM
Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh,
Việt Nam
Email: vnan@hcmus.edu.vn
Lịch sử
 Ngày nhận: 26-6-2020
 Ngày chấp nhận: 25-5-2021
 Ngày đăng: 04-6-2021
DOI : 10.32508/stdjns.v5i3.924
Bản quyền
© ĐHQG Tp.HCM. Đây là bài báo công bố
mở được phát hành theo các điều khoản của
the Creative Commons Attribution 4.0
International license.
Tổng hợp vật liệu lai hóa giữa nano tinh thể cellulose và ZnO có
hoạt tính quang xúc tác cao bằng quy trìnhmột giai đoạn và thân
thiệnmôi trường
Vũ Năng An1,2,*, TrầnMai Anh1,2, Nguyễn Tuyết Nghi1,2, LâmNgọcMỹ Duyên1,2, Lê PhạmNam Phong1,2,
Hà Thúc Chí Nhân1,2, Lê Văn Hiếu1,2
Use your smartphone to scan this
QR code and download this article
TÓM TẮT
Trong nghiên cứu này, vật liệu lai hóa giữa nano tinh thể cellulose và ZnO (ZnO/CNC), ứng dụng
làm vật liệu quang xúc tác phân hủy methylene blue (MB), đã được chế tạo thông qua quy trình
có chi phí thấp và thân thiện với môi trường. CNC được tổng hợp bằng cách thủy phân cellulose,
được cô lập từ bẹ lá dừa nước Việt Nam, trong hỗn hợp citric acid và hydrochloric acid. CNC thu
được có các nhóm carboxyl, đóng vai trò làm tác nhân ổn định và giá mang cho ZnO gắn kết trên
bề mặt. Cấu trúc tinh thể và hóa học, hình thái, độ bền nhiệt và khả năng quang xúc tác của vật
liệu lai hóa được phân tích bằng các phương pháp FT-IR, XRD, FE-SEM, BET, EDX, TGA, DRS và phản
ứng phân hủy MB. Kết hợp phân tích phổ FT-IR, giản đồ XRD và ảnh FE-SEM chứng minh được các
hạt ZnO có kích thước khoảng 50 nm được tạo thành trên bề mặt CNC. Kết quả TGA cho thấy khi
có sự gắn kết ZnO lên bềmặt, vật liệu có nhiệt độ bắt đầu phân hủy cao hơn so với CNC. ZnO/CNC
có khả năng hấp thu ánh sáng cực tím và có diện tích bề mặt hiệu dụng (SBET ) cao, được xác định
nhờ phổ DRS và phương pháp đo BET. Vật liệu lai hóa ZnO/CNC có hoạt tính quang xúc tác cao
hơn ZnO thuần. Khả năng phân hủy MB thu được là 95% sau 150 phút.
Từkhoá: độ bền nhiệt, kẽm oxide, nano tinh thể cellulose, phản ứng quang xúc tác, vật liệu lai hóa
MỞĐẦU
Các hạt ZnO kích thước nanomet (ZnONPs) đã được
công bố là có tính chất quang điện tử đáng chú ý, hoạt
tính xúc tác cao, hoạt tính sinh học và đặc tính kháng
khuẩn mạnh đối với nhiều mầm bệnh 1. Năng lượng
vùng cấm của ZnO là 3,3 eV xấp xỉ với TiO2 (3,2 eV
đối với pha anatase) nên ZnO có các đặc tính quang
học và quang xúc tác đáng chú ý. Do đó, ZnO cũng
được ứng dụng trong nhiều lãnh vực không những
trong thiết bị quang học, thiết bị phát hiện tia cực
tím, cảm biến khí, pin mặt trời và trong diod tia cực
tím laser 2–4 mà cả trong ngành y tế và dược phẩm để
phân phối thuốc và sản xuấtmỹ phẩm. Mặt khác, một
trong những điều thu hút sự phát triển của ZnO gần
đây là ứng dụng của vật liệu này trong xử lý nước thải
nhờ vào khả năng phân hủy các chất ô nhiễm bao gồm
thuốc nhuộm hữu cơ trong nước và cũng để loại bỏ
kim loại nặng trong quá trình lọc nước thải5–7. Tuy
nhiên, hạt nano ZnO có xu hướng kết tụ lại do diện
tích bề mặt lớn và năng lượng bề mặt cao. Khả năng
xúc tác của các NPs có liên quan trực tiếp với diện
tích bề mặt của xúc tác nên chính quá trình tụ tập này
sẽ làm giảm hoạt tính xúc tác. Để khắc phục nhược
điểm trên các nhà khoa học đang rất quan tâm đến
việc tổng hợp ZnO NPs trên nền một vật liệu khác,
đóng vai trò là giá mang giúp cải thiện sự phân tán
ZnO NPs ở cấp độ nanomet.
Cellulose là một trong những polymer sinh học có
nguồn gốc tự nhiên phong phú nhất, được sử dụng
rộng rãi làm pha gia cường cho pha nền là nhựa nhiệt
dẻo trong lãnh vực chế tạo vật liệu composite8–12.
Các tinh thể nano cellulose (CNC) được điều chế
bằng cách thủy phân cellulose trong môi trường axit
thường có dạng hình que cứng, hàm lượng tinh thể
cao với đường kính thay đổi từ 1-100 nm, tùy thuộc
vào nguồn sinh khối13. CNC được sử dụng rộng rãi
trong nhiều ứng dụng như gia cường vật liệu polymer
composite, thực phẩm, mỹ phẩm 14,15 nhờ vào độ
kết tinh cao, có khả năng phân hủy sinh học và nhiều
tính chất độc đáo khác như: độc tính thấp, tỷ trọng
thấp16 và độ bền cơ học cao, gần với độ bền cơ học
lý thuyết của cellulose 17, tính sẵn có và khả năng tái
tạo18.
Mặc dù nghiên cứu về vật liệu nanocomposite dựa
trên cellulose đang tiếp tục phát triển, có rất ít công
bố về việc tổng hợp ZnO NPs trên chất nền cellu-
lose. Những nghiên cứu đã được báo cáo đa số đòi
hỏi các phương pháp tổng hợp phức tạp và quy trình
Trích dẫn bài báo này: An V N, Anh T M, Nghi N T, Duyên L N M, Phong L P N, Nhân H T C, Hiếu L V. Tổng
hợp vật liệu lai hóa giữa nano tinh thể cellulose và ZnO có hoạt tính quang xúc tác cao bằng quy
trìnhmột giai đoạn và thân thiệnmôi trường. Sci. Tech. Dev. J. - Nat. Sci.; 5(3):1303-1315.
1303
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(3):1303-1315
thực nghiệm tốn nhiều thời gian, không hiệu quả cho
ứng dụng công nghiệp. Thí dụ, Ul-Islam và các cộng
sự19 đã tổnghợp các sợi nanoZnO/CNCbằng cách sử
dụng cellulose vi khuẩn tái sinh (RBC) bằng phương
pháp thực nghiệm ba giai đoạn. Vật liệu thu được
cho thấy đặc tính kháng khuẩn hiệu quả và nhiệt độ
phân hủy tăng nhẹ 5–10oC so với RBC. Gần đây, một
phương pháp tổng hợp hai bước cho vật liệu nano
ZnO/CNC đã được công bố. Bước đầu tiên là tổng
hợp CNC bằng cách thủy phân với hydrochloric acid
và tiếp theo là hình thành các hạt nano ZnO trên bề
mặt của CNC bằng phương pháp kết tủa. Kết quả
này cho thấy các tương tác tương đối yếu giữa các hạt
nano CNC và ZnO do tương tác tĩnh điện yếu giữa
các nhóm hydroxyl trên bề mặt của CNC và Zn2+ 20.
Vật liệu lai hóa ZnO/CNC đạt được hoạt tính kháng
khuẩnmạnh hơn các ionCNC. Trong nghiên cứu này,
ZnO NPs được tổng hợp trên giá mang CNC bằng kỹ
thuật tổng hợp “xa ... iệu ZnO. Biểu đồ Tauc được xác định
từ công thức (6) và được thể hiện trên hình chèn nhỏ
trong Hình 9. Từ biểu đồ này, các giá trị năng lượng
vùng cấm (Eg) của cả hai mẫu được ngoại suy và có
giá trị lần lượt là 2,92 và 3,00 eV. Như vậy kết quả này
xác định rằng các vật liệu này có thể hấp thụ ánh sáng
chiếu xạ ở bước sóng 254 nm để kích hoạt quá trình
quang xúc tác.
Hoạt tính quang xúc tác
Kết quả khảo sát hoạt tính quang xúc tác của các mẫu
trong nghiên cứu này được hiển thị trong Hình 10.
CNC có khả năng hấp phụ tốt MB trong bóng tối là
do trên bề mặt CNC có các nhóm carboxyl tích điện
âm tương tác tốt với phẩm nhuộm cation là MB. Quá
trình hấp phụ - giải hấp phụ củaMB xảy ra nhanh, chỉ
trong 15 phút với hàm lượng MB bị hấp phụ khoảng
67%. Kết quả trongHình 10 cho thấy dưới sự chiếu xạ
UV, khoảng 95% thuốcnhuộmMBbị phânhủynhanh
sau khi chiếu xạ trong thời gian 150 phút khi sử dụng
chất xúc tác ZnO/CNC. Như đã đề cập trong ảnh FE-
SEM, khi sử dụng CNC làm giá mang, ZnO được tạo
thành có kích thước nhỏ và phân tán tốt trên bề mặt
CNC nhờ vào sự tương tác điện tử giữa CNC và các
hạt nano ZnO. Điều này cũng góp phần làm tăng diện
tích bề mặt hiệu dụng của ZnO/CNC, giúp cho quá
trình tiếp xúc với các phân tử MB tốt hơn.
Quá trình quang xúc tác xảy ra khi ZnOđược chiếu xạ
bởi ánh sáng với năng lượng lớn hơn năng lượng vùng
cấm (Eg). Sau khi hấp thu năng lượng kích thích, các
cặp electron và lỗ trống quang sinh sẽ được tạo ra và
di chuyển lên bề mặt của các hạt nano ZnO (Phương
trình (7)). Sau đó, những e và h+ sẽ phản ứng với
O2 và H2O được hấp phụ trên bề mặt của ZnO để
tạo ra gốc tự do OH
 hoạt tính cao (Phương trình (8))
và O2 (Phương trình (9)). Đây là những tiểu phân
tham gia vào quá trình oxy hóa trực tiếp phân hủy
thuốc nhuộmMB24.
ZnO+hu!ZnO esur+h+sur
 (7)
1311
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(3):1303-1315
Hình 9: Phổ phản xạ khuếch tánUV-Vis (DRS) và đường conga2 theo năng lượng để xác định Eg của CNC và
ZnO/CNC
h++H2O

OH

! OH (8)
e+O2 ! O2 (9)
Ngoài hoạt tính quang xúc tác tốt, do có diện tích
bề mặt hiệu dụng lớn nên khả năng hấp phụ của
ZnO/CNC cũng tốt hơn so với ZnO thuần.
KẾT LUẬN
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tổng hợp vật liệu
lai hóa giữa ZnO và CNC có độ bền nhiệt cao thông
qua quy trình một giai đoạn, đơn giản. Hình thái học
của vật liệu thu được cho thấy các hạt nano ZnO có
đường kính khoảng 50 nm, phân bố đồng đều xung
quanh sợiCNCnhờ tương tác tĩnh điện giữa ionZn2+
và nhóm carboxyl của CNC. Sự hình thành và phát
triển của tinh thể ZnO trên bềmặt CNC làm cho diện
tích bề mặt hiệu dụng của ZnO/CNC cao hơn so với
CNC thuần. Điều này giúp cho quá trình tiếp xúc,
hấp phụ và phân hủy phẩm nhuộm MB đạt kết quả
tốt. Kết quả cho thấy ZnO/CNC không những có khả
năng hấp phụ tốt mà hoạt tính quang xúc tác còn cao
hơn ZnO. Sau 150 phút chiếu xạ UV, ZnO/CNC cho
thấy khả năng phân hủy MB đạt trên 95%. Vật liệu
lai hóa ZnO/CNC hứa hẹn tiềm năng ứng dụng lớn
trong lãnh vực xử lý nước thải phẩm nhuộm.
LỜI CẢMƠN
Nghiên cứu được tài trợ bởi TrườngĐại họcKhoa học
Tự nhiên, ĐHQG-HCM trong khuôn khổ Đề tài mã
số T2020-25. Nhóm tác giả xin chân thành cám ơn.
DANHMỤC TỪ VIẾT TẮT
BET Phương pháp đo diện tích bề mặt
CNC Nanocellulose tinh thể
DRS Phổ khuếch tán phản xạ UV-Vis
EDX Phổ tán sắc năng lượng tia X
FT-IR Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier
FE-SEM Kính hiển vi điện tử quét độ phân giải cao
MBMethylene Blue
PFA Acid Peroxyformic
TGA Phân tích nhiệt-khối lượng
1312
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(3):1303-1315
Hình 10: Hoạt tính quang xúc tác và hấp phụ của các mẫu CNC, ZnO và ZnO/CNC
UV–Vis Phổ tử ngoại khả kiến
XRD Nhiễu xạ tia X
TUYÊN BỐ XUNGĐỘT LỢI ÍCH
Nhóm tác giả cam kết không có xung đột lợi ích.
ĐÓNGGÓP CỦA CÁC TÁC GIẢ
Trần Mai Anh, Nguyễn Tuyết Nghi, Lâm Ngọc Mỹ
Duyên, Lê Phạm Nam Phong: thực nghiệm
VũNăng An, HàThúc Chí Nhân, Lê VănHiếu: chuẩn
bị bản thảo và chỉnh sửa/phản hồi phản biện, hoàn
chỉnh bản thảo.
TÀI LIỆU THAMKHẢO
1. Lee KM, Lai CW,Ngai KS, Juan JC. Recent developments of zinc
oxide based photocatalyst in water treatment technology:
a review. Water Research. 2016;88:428-48;PMID: 26519627.
Available from: https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.09.045.
2. Qi K, Cheng B, Yu J, Ho W. Review on the improvement of
the photocatalytic and antibacterial activities of ZnO. Journal
of Alloys and Compounds. 2017;727:792-820;Available from:
https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.08.142.
3. Awan F, Islam MS, Ma Y, Yang C, Shi Z, Berry RM, Cellu-
lose nanocrystal-ZnO nanohybrids for controlling photocat-
alytic activity and uv protection in cosmetic formulation.
ACS Omega. 2018;3(10):12403-11;PMID: 30411008. Available
from: https://doi.org/10.1021/acsomega.8b01881.
4. Singh S, Pendurthi R, Khanuja M, Islam S, Rajput S, Shiv-
aprasad S. Copper-doped modified ZnO nanorods to tai-
lor its light assisted charge transfer reactions exploited for
photo-electrochemical and photo-catalytic application in en-
vironmental remediation. Applied Physics A. 2017;123(3):184.
;Available from: https://doi.org/10.1007/s00339-017-0806-8.
5. Samadi M, Zirak M, Naseri A, Khorashadizade E, Moshfegh
AZ. Recent progress on doped ZnOnanostructures for visible-
light photocatalysis. Thin Solid Films. 2016;605:2-19;Available
from: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2015.12.064.
6. Sharma PR, Sharma SK, Antoine R, Hsiao BS. Efficient Re-
moval of arsenic using zinc oxide nanocrystal-decorated re-
generated microfibrillated cellulose scaffolds. ACS Sustain-
able Chemistry & Engineering. 2019;7(6):6140-51;Available
from: https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.8b06356.
7. Guan Y, Yu H-Y, Abdalkarim SYH, Wang C, Tang F, Marek
J,Green one-step synthesis of ZnO/cellulose nanocrystal hy-
bridswithmodulatedmorphologies and superfast absorption
of cationic dyes. International Journal of Biological Macro-
molecules. 2019;132:51-62;PMID: 30922915. Available from:
https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.03.104.
8. Dufresne A. Cellulose nanomaterial reinforced poly-
mer nanocomposites. Current Opinion in Colloid &
Interface Science. 2017;29:1-8;Available from: https:
//doi.org/10.1016/j.cocis.2017.01.004.
9. Dhar P, Tarafder D, Kumar A, Katiyar V. Effect of cellulose
nanocrystal polymorphs on mechanical, barrier and ther-
mal properties of poly(lactic acid) based bionanocomposites.
RSC Advances. 2015;5(74):60426-40;Available from: https://
doi.org/10.1039/C5RA06840A.
10. Yin K, Divakar P, Wegst UGK. Plant-derived nanocellulose
as structural and mechanical reinforcement of freeze-cast
1313
Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Khoa học Tự nhiên, 5(3):1303-1315
chitosan scaffolds for biomedical applications. Biomacro-
molecules. 2019;20(10):3733-45;PMID: 31454234. Available
from: https://doi.org/10.1021/acs.biomac.9b00784.
11. Bagheriasl D, Carreau PJ, Riedl B, Dubois C. Enhanced prop-
erties of polylactide by incorporating cellulose nanocrys-
tals. Polymer Composites. 2018;39(8):2685-94;Available from:
https://doi.org/10.1002/pc.24259.
12. Ma L, Zhang Y, Wang S. Preparation and characterization of
acrylonitrile-butadiene-styrene nanocomposites reinforced
with cellulose nanocrystal via solution casting method. Poly-
mer Composites. 2017;38:E167-E73;Available from: https://
doi.org/10.1002/pc.23827.
13. Trache D, Hussin MH, Haafiz MM, Thakur VK. Recent progress
in cellulose nanocrystals: sources and production. Nanoscale.
2017;9(5):1763-86;PMID: 28116390. Available from: https://
doi.org/10.1039/C6NR09494E.
14. Chen C, Hu L. Nanocellulose toward advanced energy storage
devices: structure and electrochemistry. Accounts of Chemi-
cal Research. 2018;51(12):3154-65;PMID: 30299086. Available
from: https://doi.org/10.1021/acs.accounts.8b00391.
15. Voisin H, Bergström L, Liu P, Mathew A. Nanocellulose-
based materials for water purification. Nanomateri-
als. 2017;7(3):57;PMID: 28336891. Available from:
https://doi.org/10.3390/nano7030057.
16. Thomas B, Raj MC, B AK, H RM, Joy J, Moores A, Nanocellulose,
a versatile green platform: From Biosources to materials and
their applications. Chemical Reviews. 2018;118(24):11575-
625;PMID: 30403346. Available from: https://doi.org/10.1021/
acs.chemrev.7b00627.
17. Daicho K, Saito T, Fujisawa S, Isogai A. The crystallinity of
nanocellulose: dispersion-induced disordering of the grain
boundary in biologically structured cellulose. ACS Applied
Nano Materials. 2018;1(10):5774-85;Available from: https://
doi.org/10.1021/acsanm.8b01438.
18. Li Y-Y, Wang B, Ma M-G, Wang B. Review of recent de-
velopment on preparation, properties, and applications of
cellulose-based functional materials. International Journal of
Polymer Science. 2018;2018:18;Available from: https://doi.
org/10.1155/2018/8973643.
19. Ul-Islam M, Khattak WA, Ullah MW, Khan S, Park JK. Synthesis
of regenerated bacterial cellulose-zinc oxide nanocomposite
films for biomedical applications. Cellulose. 2014;21(1):433-
47;Available from: https://doi.org/10.1007/s10570-013-0109-
y.
20. Zheng W-l, Hu W-l, Chen S-y, Zheng Y, Zhou B-h, Wang H-
p. High photocatalytic properties of zinc oxide nanoparti-
cles with amidoximated bacterial cellulose nanofibers as tem-
plates. Chinese Journal of Polymer Science. 2014;32(2):169-
76;Available from: https://doi.org/10.1007/s10118-014-1386-
0.
21. Li Y, Zhang J, Zhan C, Kong F, Li W, Yang C, Facile synthesis of
TiO2/CNC nanocomposites for enhanced Cr(VI) photoreduc-
tion: Synergistic roles of cellulose nanocrystals. Carbohydrate
Polymers. 2020;233:115838;PMID: 32059891. Available from:
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.115838.
22. An VN, Hiền VN, Uyên NNT, Nhân CHT, Hiếu LV. Tổng hợp hạt
Oxide sắt từ trên bềmặt nano tinh thể cellulose bằng phương
pháp đồng kết tủa. Natural Sciences. 2020;3(4):1;.
23. Yu H, Abdalkarim SYH, Zhang H, Wang C, Tam KC. Simple pro-
cess to produce high-yield cellulose nanocrystals using re-
cyclable citric/hydrochloric acids. ACS Sustainable Chemistry
& Engineering. 2019;7(5):4912-23;Available from: https://doi.
org/10.1021/acssuschemeng.8b05526.
24. Lefatshe K, Muiva CM, Kebaabetswe LP. Extraction of nanocel-
lulose and in-situ casting of ZnO/cellulose nanocomposite
with enhanced photocatalytic and antibacterial activity. Car-
bohydrate Polymers. 2017;164:301-8;PMID: 28325329. Avail-
able from: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.02.020.
25. Wada M, Heux L, Sugiyama J. Polymorphism of cellulose
I Family: Reinvestigation of Cellulose IVI. Biomacromolecules.
2004;5(4):1385-91;PMID: 15244455. Available from: https://
doi.org/10.1021/bm0345357.
26. Nam S, French AD, Condon BD, Concha M. Segal crystallinity
index revisited by the simulation of X-ray diffraction patterns
of cotton cellulose Ib and cellulose II. Carbohydrate Polymers.
2016;135:1-9;PMID: 26453844. Available from: https://doi.org/
10.1016/j.carbpol.2015.08.035.
27. Sharma BK, Khare N, Dhawan SK, Gupta HC. Dielectric
properties of nano ZnO-polyaniline composite in the mi-
crowave frequency range. Journal of Alloys and Compounds.
2009;477(1):370-3;Available from: https://doi.org/10.1016/j.
jallcom.2008.10.004.
1314
Science & Technology Development Journal – Natural Sciences, 5(3):1303-1315
Open Access Full Text Article Research Article
1University of Science, Vietnam
2Vietnam National University, Ho Chi
Minh City, Vietnam
Correspondence
Vu Nang An, University of Science,
Vietnam
Vietnam National University, Ho Chi
Minh City, Vietnam
Email: vnan@hcmus.edu.vn
History
 Received: 26-6-2020 
 Accepted: 25-5-2021 
 Published: 04-6-2021
DOI : 10.32508/stdjns.v5i3.924 
Copyright
© VNU-HCM Press. This is an open-
access article distributed under the
terms of the Creative Commons
Attribution 4.0 International license.
Green one-step synthesis of cellulose nanocrystal/ ZnO
nanohybrid with high photocatalytic activity
Vu Nang An1,2,*, TranMai Anh1,2, Nguyen Tuyet Nghi1,2, LamNgocMy Duyen1,2, Le PhamNam Phong1,2,
Ha Thuc Chi Nhan1,2, Le Van Hieu1,2
Use your smartphone to scan this
QR code and download this article
ABSTRACT
In this work, nanohybrid of zinc oxide/ cellulose nanocrystals (ZnO/CNC) was successfully prepared
by using a low cost and greenmethod for photocatalytic degradation ofmethylene blue (MB). CNC
hadbeenderived through thehydrolysis reactionby citric/hydrochloric acid from thepure cellulose
isolated from Vietnamese Nypa fruticans trunk. The obtained CNC with carboxyl groups could act
as a stabilizing and supporting agent to anchor ZnO nanoparticles. The chemical and crystal struc-
tures, morphology, thermal and photocatalytic properties of the ZnO/CNC nanohybrid were char-
acterized by FT-IR, XRD, FE-SEM, BET, EDX, TGA, DRS and photocatalytic tests. Analyses of FT-IR spec-
tra, XRD, and FE-SEM indicated that the ZnO nanocrystals with the size of 50 nm formed and loaded
on the surface of CNC. The TGA analysis demonstrated that the ZnO loading sample (ZnO/CNC)
had the thermal degradation onset temperature higher than that of neat CNC. ZnO/CNC cuold be
absorpted ultraviolet light and have high value of specific surface area (SBET ), based on the DRS
spectra and the nitrogen adsorption – desorption isotherms analysis, respectively. ZnO/CNC dis-
played more photocatalytic activity than pure ZnO upon degradation of methylene blue due to
strong interaction between the CNC and ZnO nanoparticles. The maximum degradation of MB
was about 95% in 150 minutes for the ZnO/CNC.
Keywords: cellulose nanocrystals, zinc oxide, nanohybrid, thermal stability, photocatalytic activity
Cite this article : An V N, Anh T M, Nghi N T, Duyen L N M, Phong L P N, Nhan H T C, Hieu L V. Green one-
step synthesis of cellulose nanocrystal/ ZnO nanohybrid with high photocatalytic activity . Sci. Tech. 
Dev. J. - Nat. Sci.; 5(3):1303-1315.
1315