Nghiên cứu tổng hợp nano kẽm oxit pha tạp lantan bằng phương pháp sol gel (tt)

12 124 1
  • Loading ...
1/12 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 06/04/2018, 14:34

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHẠM THỊ NHIỄU NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO KẼM OXIT PHA TẠP LANTAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL Demo Version - Select.Pdf SDK LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU Thừa Thiên Huế, năm 2017 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHẠM THỊ NHIỄU NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO KẼM OXIT PHA TẠP LANTAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL-GEL Chun ngành: Hóa SDK vơ Demo Version - Select.Pdf Mã số: 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS VÕ VĂN TÂN Thừa Thiên Huế, năm 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực, tác giả cho phép sử dụng chưa cơng bố cơng trình khoa học khác Thừa Thiên Huế, tháng 10, năm 2017 Tác giả luận văn Phạm Thị Nhiễu Demo Version - Select.Pdf SDK ii Lời Cảm Ơn V i nh ng tình câm chân thành, tơi xin bày t lòng bi t n n tồn th q Th y giáo, Cơ giáo ã nhi$t tình gi%ng d'y, h( ng d)n chia s- kinh nghi$m cho su0t th1i gian qua Tôi xin trân tr3ng c%m n Ban Giám hi$u, Khoa Hóa h3c, Phòng t'o Sau 'i h3c c;a tr(1ng c dù ã có rOt nhiKu c0 g?ng, xong luBn vAn không th tránh kh i nh ng thi u sót, tơi rOt mong nhBn (Lc sF chE d)n góp ý c;a quý Th y, Cô HMi Rng khoa h3c Rng nghi$p Xin chân thành c%m n! ThTa Thiên Hu , tháng 10 nAm 2017 Tác gi% Ph'm ThX NhiZu iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Lời cam đoan .ii Lời cảm ơn iii Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU NỘI DUNG Chương TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Tình hình nghiên cứu hạt nano giới nước 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Trong nước 10 1.2 Công nghệ nano vật liệu nano 10 1.2.1 Công nghệ nano 10 - Select.Pdf SDK 1.2.2 CơDemo sở khoaVersion học 11 1.2.3 Vật liệu nano 12 1.2.4 Hóa học nano 12 1.2.5 Ứng dụng công nghệ nano 13 1.3 Một số phương pháp điều chế nano ZnO 13 1.3.1 Phương pháp solgel 13 1.3.2 Phương pháp thủy nhiệt 16 1.3.3 Phương pháp vi sóng 16 1.3.4 Phương pháp vi nhũ tương 16 1.4 Giới thiệu kẽm oxit kích thước nanomet 16 1.4.1 Cấu trúc tinh thể ZnO 16 1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc tinh thể 19 1.4.3 Tính chất ZnO 19 1.4.4 Ứng dụng ZnO 20 1.5 Tổng hợp vật liệu ZnO pha tạp kim loại 22 1.6 Các phương pháp nghiên cứu vật liệu nano 24 1.6.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X 24 1.6.2 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 25 1.6.3 Phương pháp phổ UV - VIS 28 1.6.4 Phương pháp phân tích nhiệt 29 1.6.5 Phương pháp TEM 30 Chương THỰC NGHIỆM 32 2.1 Hóa chất, dụng cụ thí nghiệm 32 2.1.1 Hóa chất 32 2.1.2 Dụng cụ thí nghiệm 32 2.2 Pha chế loại hóa chất 32 2.2.1 Dung dịch Zn(NO3)2 32 2.2.2 Dung dịch muối La(NO3)3 32 2.2.3 Dung dịch xanh metylen (MB) 33 2.3 Điều chế nano ZnO pha tạp La 33 Demo Version - Select.Pdf 2.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến điều SDK chế vật liệu nano ZnO pha tạp La 34 2.4.1 Ảnh hưởng tỉ lệ pha tạp La/ZnO đến vật liệu 34 2.4.2 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến vật liệu nano ZnO pha tạp La 34 2.4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến vật liệu nano ZnO pha tạp La 35 2.4.4 Ảnh hưởng hàm lượng PVA đến vật liệu nano ZnO pha tạp La 35 2.4.5 Ảnh hưởng thời gian muồi gel đến vật liệu 35 2.5 Một số ứng dụng vật liệu nano ZnO pha tạp La 36 2.5.1 Khảo sát khả hấp phụ quang xúc tác vật liệu nano ZnO pha tạp La theo thời gian 36 2.5.2 Thử hoạt tính kháng sinh vật liệu nano ZnO pha tạp La phương pháp đục lỗ thạch 37 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Phân tích nhiệt vật liệu nano ZnO pha tạp La 38 3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ pha tạp La/ZnO đến vật liệu 39 3.3 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến vật liệu 40 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến vật liệu 41 3.5 Ảnh hưởng hàm lượng PVA đến vật liệu 43 3.6 Ảnh hưởng thời gian muồi gel đến vật liệu 43 3.7 Một số ứng dụng vật liệu nano ZnO pha tạp Co 45 3.7.1 Khảo sát khả hấp phụ quang xúc tác vật liệu nano ZnO pha tạp Co theo thời gian 45 3.7.2 Thử hoạt tính sinh học, kháng khuẩn vật liệu ZnO pha tạp La 47 KẾT LUẬN 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ASMT Ánh sáng mặt trời DTPA Axit dietylen-triamin-pentaaxetic FWHM Full width at half maximum (Độ rộng nửa bán phổ) MB Methylenene blue (Xanh metylen) M1 Xanh metylen chiếu xạ ASMT PVA Polivinylancol SEM Scanning Electron Microscopy (Hiển vi điện tử quét) TEM Kính hiển vi điện tử truyền qua UV Utraviolet (Tử ngoại) UV-Vis XRD Utraviolet-Visible(Tử ngoại – khả kiến) X-ray diffraction (Nhiễu xạ tia X) Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tính chất vật lí ZnO 20 Bảng 3.1 Độ hấp thụ quang độ chuyển hóa dung dịch MB chiếu ASMT nano ZnO pha tạp La tỷ lệ La 1%; La 3%; La 5%; La 7% 40 Bảng 3.2 Cường độ nhiễu xạ kích thước hạt vật liệu thời gian phản ứng từ đến 41 Bảng 3.3 Mức độ tinh thể hóa pha zincite, cường độ nhiễu xạ kích thước hạt nung nhiệt độ khác 42 Bảng 3.4 Mức dộ tinh thể hóa pha zincite, cường độ nhiễu xạ kích thước hạt nung 500oC với hàm lượng PVA khác 43 Bảng 3.5 Mức dộ tinh thể hóa pha zincite, cường độ nhiễu xạ kích thước hạt nung 500oC với thời gian muồi gel khác 44 Bảng 3.6 Độ hấp thụ quang độ chuyển hóa dung dịch MB chiếu xạ ASMT vật liệu ZnO pha tạp La 46 Bảng 3.7 Độ hấp thụ quang độ chuyển hóa dung dịch MB để Demo - Select.Pdf SDK bóng tốiVersion vật liệu ZnO pha tạp La 46 Bảng 3.8: Kết thử hoạt tính sinh học, kháng khuẩn vật liệu ZnO pha tạp La 47 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể ZnO 17 Hình 1.2 Ba lớp xếp chặt ABC dạng lập phương 17 Hình 1.3 Cấu trúc zincblende 18 Hình 1.4 Cấu trúc wurtzite 18 Hình 1.5 Sơ đồ tia tới tia phản xạ mạng tinh thể 24 Hình 1.6 Cách xác định thơng số tính tốn kích thước hạt từ phổ XRD 25 Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý máy chụp SEM 27 Hình 1.9 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 30 Hình 3.1 Giản đồ phân tích nhiệt TG-DTG vật liệu nano ZnO.La 38 Hình 3.2 Phổ UV-Vis MB ban đầu sau chiếu sáng ASMT nano ZnO pha tạp La tỉ lệ La 1%; La 3%; La 5%; La 7% 39 Hình 3.3 a Giản đồ XRD nano ZnO.La tổng hợp thời gian phản ứng từ đến 40 b Ảnh SEM nano ZnO.La tổng hợp thời gian phản ứng Demo - Select.Pdf SDK vàVersion .40 Hình 3.4 Giản đồ XRD nano ZnO.La nung 400oC, 450oC, 500oC,550oC 41 Hình 3.5 Ảnh SEM nano ZnO.La 42 Hình 3.6 Giản đồ XRD mẫu hàm lượng PVA khác 43 Hình 3.7 Giản đồ XRD nano ZnO.La làm muồi gel từ đến ngày 44 Hình 3.8 Ảnh TEM nano ZnO.La 45 Hình 3.9 Phổ UV-Vis MB ban đầu sau chiếu xạ ASMT nano ZnO pha tạp La 45 Hình 3.10 Phổ UV-Vis MB ban đầu sau để bóng tối nano ZnO pha tạp La 46 Hình 3.11 Sơ đồ hiệu suất phân hủy xanh metylen chiếu ASMT bóng tối theo thời gian 47 MỞ ĐẦU Trong thời gian gần đây, vật liệu chuyển đổi lượng dựa hiệu ứng nhiệt điện nhận quan tâm nhà nghiên cứu công nghệ nhờ tiềm ứng dụng hấp dẫn để chế tạo máy phát điện siêu nhỏ khác hẳn thiết bị truyền thống, thiết kế đơn giản, khơng có phận chuyển động, khơng gây tiếng ồn, độ tin cậy cao tổn hao lượng thấp Các linh kiện tận dụng nguồn nhiệt dư thừa thải từ phương tiện, thiết bị công nghiệp hay dân dụng Tổ hợp linh kiện nhỏ sử dụng để chế tạo máy phát điện, sử dụng vùng sâu, xa chưa có vùng lưới điện, hỗ trợ cho nguồn cho phương tiện, thiết bị máy bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicle - UAV), đồng hồ đeo tay, dụng cụ y tế xách tay (máy đo huyết áp), ứng dụng để giải nhiệt, làm mát cho vi xử lý máy tính, tạo máy làm lạnh thu nhỏ gắn sau ghế ngồi ô tô đại… Trong vật liệu nano ZnO thu hút nhiều sư quan tâm nghiên cứu, ZnO có cấu trúc hexagonal wurtzite với lượng vùng cấm xấp xỉ TiO2 [16], Demo - Select.Pdf SDK cho hiệu ứngVersion lượng tử lớn hơn, hấp thụ vùng ánh sáng rộng phổ ánh sáng mặt trời, giá thành thấp so với TiO2 Bên cạnh vật liệu ZnO có khả ứng dụng nhiều vào lĩnh vực quang điện tử chế tạo điốt phát quang (LED) điốt phát ánh sáng trắng (WLED), xanh dương - tử ngoại xanh cây, linh kiện điện huỳnh quang dạng màng mỏng, transitor màng mỏng suốt Chính ZnO xem có khả thay TiO2 số lĩnh vực Việc pha tạp phần kim loại ZnO nguyên tố khác Al, Co, La,…có thể làm tăng khả quang xúc tác kháng khuẩn vật liệu.Vai trò nguyên tố đất không chất ổn định hay tăng hoạt tính xúc tác [17] mà tăng độ ổn định, cải thiện hoạt tính xúc tác Các nguyên tố đất La, Sm ảnh hưởng đến lượng vùng cấm [27], tính chất huỳnh quang [19], tính chất quang điện cơng bố [25] Để tổng hợp vật liệu nano dùng nhiều phương pháp hóa học khác nhau, tổng hợp sol-gel xem phương pháp có nhiều ưu điểm so với phương pháp thông thường Phản ứng sol-gel phương pháp sử dụng rộng rãi chế tạo nghiên cứu vật liệu oxit, theo đó,các hạt oxit kim loại nhỏ kích thước nm phân tán dung dịch hệ keo chứa dung mơi đồng thể mặt hóa học (sol) có độ nhớt, tạo liên kết tốt Do đó, dung dịch sau tổng hợp, sử dụng để tạo màng có kết dính tốt vật liệu đế, cụ thể thủy tinh pyrex Căn vào điều kiện nghiên cứu phòng thí nghiệm, điều kiện nghiên cứu Việt Nam, chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu tổng hợp nano kẽm oxit pha tạp lantan phương pháp sol-gel” Trong đề tài này, tập trung nghiên cứu vấn đề sau: - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu ZnO có kích thước nanomet phương pháp sol-gel - Pha tạp La vào vật liệu nano ZnO - Một số ứng dụng vật liệu nano ZnO pha tạp La Demo Version - Select.Pdf SDK ... Nghiên cứu tổng hợp nano kẽm oxit pha tạp lantan phương pháp sol- gel Trong đề tài này, tập trung nghiên cứu vấn đề sau: - Nghiên cứu tổng hợp vật liệu ZnO có kích thước nanomet phương pháp sol- gel. .. bố [25] Để tổng hợp vật liệu nano dùng nhiều phương pháp hóa học khác nhau, tổng hợp sol- gel xem phương pháp có nhiều ưu điểm so với phương pháp thông thường Phản ứng sol- gel phương pháp sử dụng... NHIỄU NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANO KẼM OXIT PHA TẠP LANTAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SOL- GEL Chun ngành: Hóa SDK vơ Demo Version - Select.Pdf Mã số: 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu tổng hợp nano kẽm oxit pha tạp lantan bằng phương pháp sol gel (tt) , Nghiên cứu tổng hợp nano kẽm oxit pha tạp lantan bằng phương pháp sol gel (tt)

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn