Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2 (Luận văn thạc sĩ)

56 13 0
  • Loading ...
1/56 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 05/04/2019, 01:45

Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ SONG THƯƠNG CHẾ TẠO NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE Ag:TiO2; Au:TiO2 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ THÁI NGUYÊN - 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ SONG THƯƠNG CHẾ TẠO NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE Ag:TiO2; Au:TiO2 Chuyên ngành: Quang học Mã số: 8440110 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐỖ HOÀNG TÙNG THÁI NGUYÊN - 2018 LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Đỗ Hoàng Tùng, người thầy trực tiếp dẫn dắt, bảo tận tình, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ thực luận văn Tôi xin cảm ơn thầy cô, anh, chị, em bạn bè Trường Đại học khoa học – Đại học Thái Ngun dành cho tơi tình cảm tốt đẹp, động viên giúp đỡ suốt thời gian vừa qua Tôi xin cảm ơn gia đình, người thân tơi, Ban giám hiệu, đồng nghiệp trường THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm – Vĩnh Bảo- Hải Phòng, nơi tơi cơng tác ln sát cánh tạo điều kiện cho học tập, nghiên cứu để hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi, với hướng dẫn TS Đỗ Hoàng Tùng Các nội dung nghiên cứu kết đề tài trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu trước Những nội dung khóa luận có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang Web liệt kê danh mục tài liệu tham khảo khóa luận Hải Phòng, ngày 01 tháng 10 năm 2018 HỌC VIÊN THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Nguyễn Thị Song Thương BẢNG KÍ HIỆU HOẶC CHỮ VIẾT TẮT UV Tử ngoại TiO2 Titan ôxit AuNPs Hạt nano vàng (Gold nanoparticles) AgNPs Hạt nano bạc (Silver nanoparticles) HAuCl4 Muối vàng clorua AgNO3 Muối bạc nitrate UV- vis Phổ hấp thụ tử ngoại – nhìn thấy MPTMS 3-mercaptopropyl trimethoxysilane DUV Tử ngoại sâu DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Đường đặc trưng V-A vật liệu kích thước nano Hình 1.2 Đồ thị phụ thuộc kích thước nhiệt độ nóng chảy hạt nano vàng Hình 1.3 Quá trình dao động pha tập thể điện tử bề mặt hạt cầu nano kim loại (hình trên) dao động ngang, dao động dọc điện tử nano kim loại (hình dưới) Hình 1.4 Sự xuất xạ tương ứng với dao động bậc cao tương tác với ánh sáng kích thước hạt kim loại tăng (a) Tương tác hạt kim loại với ánh sáng (hạt có kích thước nhỏ bước sóng ánh sáng), (b) Bức xạ lưỡng cực, (c) Bức xạ tứ cực hạt có kích thước lớn Hình 1.5 (a) Vị trí đỉnh hấp thụ cơng hưởng hạt nano vàng với kích thước khác [5], ( b) phổ hấp thụ Uv – vis nano vàng tỷ số hình dạng thay đổi 11 Hình 1.6.(a) Sự dịch đỉnh hấp thụ nano vàng, (b) Ảnh hưởng chiều dầy lớp vỏ bao bọc bên hạt nano vàng tới vị trí đỉnh hấp thụ cực đại [2] 12 Hình 1.7 : Sơ đồ chế tạo Au:TiO2 nanocomposite phương pháp hố học 24 Hình1.8 : Sơ đồ chế tạo Au:TiO2 nanocomposite phương pháp plasma tương tác dung dịch 25 Hình 2.1: Sơ đồ thí nghiệm: a) hệ chế tạo AuNPs, b) đầu phát microplasma, c) sơ đồ mạch nguồn cao áp chiều 28 Hình 2.2: Buồng phản ứng plasma tương tác dung dịch 29 Hình 3.1 Phổ hấp thụ TiO2; 0,06mM HAuCl4 Plasma 15 phút, composite Au:TiO2 thương mại với TiO2 chưa biến tính 34 Hình 3.2 Ảnh TEM Au:TiO2 nanocomposite chế tạo phương pháp plasma tác tương tác dung dịch TiO2 thương mại 35 Hình 3.3 Ảnh dung dịch a) TiO2 xử lý plasma b) TiO2 thương mại 37 Hình 3.4 So sánh phổ hấp thụ TiO2 xử lý plasma với TiO2 không xử lý 38 Hình 3.5 Phổ hấp thụ nanocomposite Au:TiO2 với thời gian xử lý plasma khác 39 Hình 3.6: Ảnh TEM mẫu Au:TiO2 chiếu plasma 45min độ phóng đại khác 40 Hình 3.7: Phổ hấp thụ xử lý MB Ag:TiO2 tác dụng ánh sáng mặt trời 43 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan hạt nano vàng – AuNPs, nano bạc – AgNPs 1.1.1.Một số tính chất đặc trưng vật liệu nano vàng, nano bạc 1.1.2 Các phương pháp chế tạo hạt nano vàng, nano bạc 12 1.2 Tính chất quang xúc tác TiO2 .14 1.2.1 Cơ chế quang xúc tác TiO2 14 1.2.2 Các biện pháp nâng cao hiệu quang xúc tác TiO2 15 1.2.3 Ứng dụng tính quang xúc tác TiO2 18 1.3 Vật liệu composite Ag:TiO2; Au:TiO2 .20 1.4 Chế tạo vật liệu Ag:TiO2; Au:TiO2 nanocomposite phương pháp plasma 22 1.4.1 Tổng quan phương pháp plasma 22 1.4.2 Ưu điểm phương pháp plasma so với phương pháp khác 22 1.4.3 Ưu điểm phương pháp plasma tương tác với dung dịch để chế tạo vật liệu nanocomposite Au:TiO2 23 CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 27 2.1.1.Các dụng cụ hóa chất sử dụng .27 2.1.2 Chế tạo AuNPs phương pháp plasma tương tác với dung dịch 27 2.1.3 Điều chế AuNPs từ HAuCl4 29 2.1.4.Biến tính vật liệu TiO2 30 2.1.5 Chế tạo vật liệu composite Au:TiO2 phương pháp plasma tương tác với dung dịch 31 2.1.6 Chế tạo vật liệu composite Ag:TiO2 phương pháp plasma tương tác với dung dịch 31 2.1.7 Thử khả quang xúc tác Ag:TiO2 MB ánh sáng mặt trời 31 2.2 Các phương pháp khảo sát đặc trưng vật liệu .32 2.2.1 Hiển vi điện tử truyền qua - TEM .32 2.2.2.Quang phổ hấp thụ UV-vis 32 CHƯƠNG III KẾT QUẢ THẢO LUẬN 34 3.1 Gắn hạt nano vàng lên TiO2 thương mại .34 3.2 Biến tính vật liệu TiO2 36 3.3 Gắn hạt AuNPs lên TiO2 biến tính .38 3.4 Hoạt tính quang xúc tác Ag:TiO2 43 IV KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 MỞ ĐẦU Nhiều hợp chất bán dẫn TiO2, ZnO có tính quang xúc tác, nano TiO2 vật liệu quang xúc tác tiêu biểu, nghiên cứu rộng rãi hoạt tính quang hóa cao, giá thành thấp, tính độc thấp, bền hóa học bền nhiệt tốt Khi chiếu sáng, nano TiO2 trở thành chất oxy hóa mạnh số chất biết (gấp 1,5 lần O3, gấp lần Cl chất dùng xử lý môi trường) Điều tạo cho vật liệu nhiều ứng dụng phong phú, đa dạng quý giá Nano TiO2 phân hủy chất độc hại bền vững dioxin, thuốc trừ sâu, benzen số loại virut, vi khuẩn gây bệnh với hiệu suất cao so với phương pháp khác Để tăng hiệu quang xúc tác TiO2 người ta thường gắn hạt nano kim loại lên bề mặt TiO2 nhằm làm tăng thời gian sống hiệu dụng lỗ trống mở rộng phổ hấp thụ vật liệu Có nhiều cách chế tạo nano kim loại lên TiO2 Tuy nhiên việc gắn hạt nano kim loại lên vật liệu điện môi phương pháp plasma tương tác với dung dịch phương pháp Vật liệu composite tạo chế tạo phương pháp có độ tinh khiết cao, gắn kết hạt nano vật liệu điện môitốt Hiệu suất truyền lượng hạt nano chất cao so với phương pháp hóa học truyền thống hạt nano không bị chất hoạt động bề mặt bao bọc lại Phương pháp sử dụng plasma trực tiếp, không cần dùng hóa chất phức tạp, chế tạo đơn giản, dễ sử dụng, đảm bảo tính chất, yêu cầu vật liệu Với ưu điểm bật trên, việc nghiên cứu loại vật liệu phương pháp chế tạo cần thiết, tăng khả ứng dụng vật liệu Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ Dựa ý nghĩa thực tiễn đó, qua thời gian tìm tòi, tổng hợp tài liệu, định chọn đề tài: Chế tạo nghiên cứu tính chất quang vật liệu composite Ag:TiO2; Au:TiO2 Nội dung luận văn gồm - Chế tạo vật liệu composite từ việc gắn AuNPs, AgNPs lên TiO2 - Khảo sát cấu trúc tính chất quang vật liệu Chúng tơi sử dụng phương pháp: - Phương pháp chế tạo plasma tương tác dung dịch để biến tính mặt TiO2 chế tạo hạt nano - Đo quang phổ hấp thụ UV-vis, - Chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Luận văn chia làm chương: Chương 1:Tổng quan Trong chương này, trình bày tổng quan vềhạt nano vàng AuNPs, nano bạc AgNPs; titanoxit TiO2 vật liệu nanocomposite, việc gắn hạt nano lên đế TiO2và phương pháp plasma tương tác với dung dịch Chương 2: Chế tạo khảo sát tính chất Au:TiO2;Ag:TiO2 Trong chương này, trình bày quy trình chế tạo hạt nano vàng AuNPs từ muối vàng HAuCl4;hạt nano bạc AgNPs từ AgNO3, biến tính vật liệu TiO2, gắn AuNPs, AgNPs lên TiO2bằng phương pháp plasma tương tác với dung dịch; đo thông số; khảo sát ảnh hưởng thời gian chiếu plasma xử lý TiO2lênquá trình gắn kết AuNPs, AgNPs lên TiO2 Giới thiệu phương pháp phân tích đo phổ hấp thụ UV – Vis, ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua Chương 3: Kết thảo luận 34 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ CHƯƠNG III KẾT QUẢ THẢO LUẬN 3.1 Gắn hạt nano vàng lên TiO2 thương mại Phổ hấp thụ UV – vis dung dịch, TiO2 thương mại có nồng độ 0,33g/l, nano vàng chế tạo phương pháp plasma tương tác dung dịch với nồng độ tiền chất HAuCl4 0,06mM dung dịch Au:TiO2 nano composite chế tạo từ TiO2 thương mại thể hình 3.1 Đỉnh hấp thụ plasmon dung dịch AuNPs độc lập 535nm đặc trưng cho nano vàng có kích thước cỡ 20nm [27] Phổ hấp thụ TiO2 thương mại có dải hấp thụ mạnh vùng tử ngoại (dưới 400 nm) vùng nhìn thấy không Phổ hấp thụ a) b) Ạu:TiO2 (đường màu xanh nước biển) tổng hợp phổ hấp thụ AuNPs Cường độ hấp thụ TiO2 nhiên đỉnh hấp thụ AuNPs với đỉnh hấp thụ vào khoảng 545nm Bước sóng(nm) Hình 3.1 Phổ hấp thụ TiO2; 0,06mM HAuCl4 Plasma 15 phút, composite Au:TiO2 thương mại với TiO2 chưa biến tính Ảnh hiển vi điện tử truyền qua mẫu Au:TiO2 nanocomposite TiO2 thương mại (hình 3.2) cho thấy phần lớn AuNPs gắn lên bề mặt 35 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn ThạcTiO2, nhiên xuất vài hạt AuNPs độc lập Các hạt AuNPs có kích thước cỡ 20 nm có dạng gần cầu Như biết, phổ hấp thụ hạt nano AuNPs độc lập kích thước thường có đỉnh hấp thụ 535 nm [27] thể phổ hấp thụ dung dịch AuNPs độc lập chế tạo phương pháp plasma tương tác dung dịch Tuy nhiên mẫu Au:TiO2 nanocomposite, hạt AuNPs có kích thước lại có phổ hấp thụ dịch phía đỏ khoảng 10 nm Hình 3.2 Ảnh TEM Au:TiO2 nanocomposite chế tạo phương pháp plasma tác tương tác dung dịch TiO2 thương mại Điều chứng tỏ hạt AuNPs gắn lên TiO2 Do TiO2 có số điện mơi 31, lớn nhiều so với nước, dẫn đến dịch đỉnh phổ hấp thụ AuNPs phía ánh sáng đỏ Từ phổ hấp thụ UV- vis cho thấy kể với TiO2 thương mại không biến tính bề mặt sử dụng phương pháp plasma tương tác dụng dịch gắn kết tốt AuNPs lên bề mặt để tạo Au:TiO2 nanocomposite Hơn kết luận thí nghiệm gắn hạt nano vàng lên TiO2 thương mại, hạt AuNPs hình thành trước dung dịch sau gắn lên bề mặt TiO2 (kích thước 36 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ AuNPs trường hợp tương đồng nhau) Quan sát kỹ ảnh TEM thấy vùng tiếp giáp hạt AuNPs với bề mặt TiO2 có khoảng sáng mờ AuNPs dường khơng gắn cách chặt chẽ vào TiO2 Như kết luận, Au:TiO2 nanocomposite chế tạo phương pháp khử HAuCl4 plasma để gắn AuNPs lên TiO2 thương mại đạt vật liệu nanocomposite AuNPs TiO2 tốt với đặc điểm sau: - Phần lớn hạt AuNPs gắn lên TiO2, - AuNPs tạo dung dịch sau gắn lên bề mặt TiO2, - Kích thước hạt AuNPs định nồng độ dung dịch tiền chất, - Liên kết hạt AuNPs TiO2 lỏng lẻo 3.2 Biến tính vật liệu TiO2 Hình 3.3 so sánh khả phân tán TiO2 xử lý plasma với TiO2 thương mại Hai lọ TiO2 có nồng độ 0,33g/l rung siêu âm để TiO2 phân tán nước Sau lọ để lắng tự nhiên 24 Chúng ta thấy rõ ràng TiO2 thương mại sau 24 bị lắng tách hoàn toàn khỏi nước để lại dung dịch suốt Trong TiO2 xử lý plasma phân tán tốt nước, dung dịch mầu khơng có cặn lắng Dung dịch TiO2 xử lý khơng có màu trắng đục TiO2 thương mại mà tối, thể dung dịch hấp thụ ánh sáng vùng nhìn thấy 37 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ a) b) Hình 3.3 Ảnh dung dịch TiO2 a) chưa xử lí plasma b) xử lí plasma Hình 3.4 cho thấy cường độ hấp thụ vùng 400 – 800 dung dịch TiO2 xử lý tăng cỡ lần so với TiO2 thương mại, từ 0,05 lên đến 0,3 Phổ hấp thụ TiO2 biến tính plasma giống với phổ hấp TiO pha tạp nitrogen nghiên cứu [28] với gia tăng mạnh mẽ phổ hấp thụ vùng nhìn thấy giống mẫu tốt S3 Tuy nhiên, mẫu lại có suy giảm phổ hấp thụ vùng hồng ngoại khơng tăng giống [28], nitrogen gắn bề mặt không pha tạp sâu [28] Như vậy, không giúp TiO2 phân tán tốt plasma biến tính TiO2, gắn nhóm chức chứa nitrogen lên bề mặt giúp mở rộng phổ hấp thụ phổ UV –vis vùng nhìn thấy 38 Luận văn Thạc sĩ Cường độ hấp thụ Nguyễn Thị Song Thương Bước sóng (nm) Hình 3.4 So sánh phổ hấp thụ TiO2 xử lý plasma với TiO2 không xử lý 3.3 Gắn hạt AuNPs lên TiO2 biến tính Hình 3.5 so sánh phổ hấp thụ UV-vis dung dịch nanocomposite Au:TiO2 chế tạo với TiO2 xử lý plasma với thời gian khác trước gắn AuNPs Điều chờ đợi xử lý khả gắn kết chặt chẽ, đỉnh hấp thụ nano vàng phải dịch đỏ Tuy nhiên, phổ hấp thụ thu khơng cho ta thấy điều Với TiO2 xử lý 15 phút, vùng hấp thụ nano vàng thể nano vàng dạng với đỉnh hấp thụ 532nm 650nm Khi tăng thời gian xử lý lên 30 phút đỉnh hấp thụ nano vàng lại 550nm độ rộng phổ lại lớn Khi tăng thời gian xử lý lên 45 phút, độ rộng phổ thu hẹp lại đỉnh hấp thụ lại dịch xanh cỡ 545 nm Như biết, từ thí nghiệm với hạt TiO2 thương mại, hạt AuNPs hình thành dung dịch có kích thước cỡ 20nm nồng độ tiền chất 0,06mM Phổ hấp thụ Au:TiO2 với TiO2 xử lý 45 phút tương đồng với trường hợp TiO2 không xử lý với đỉnh hấp thụ cỡ 545nm Tuy phổ hấp thụ dung dịch giống việc xử lý 39 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ plasma làm thay đổi bề mặt TiO2 điều thể rõ phổ hấp thụ Cường độ hấp thụ trường hợp lại, xử lý 15 phút 30 phút Bước sóng (nm) Hình 3.5 Phổ hấp thụ nanocomposite Au:TiO2 với thời gian xử lý plasma khác 40 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ Ở hình 3.6 thể hình thái học Au:TiO2 nanocomposite với TiO2 xử lý 45 phút thơng qua ảnh chụp TEM Hình 3.6: Ảnh TEM mẫu Au:TiO2 chiếu plasma 45min 41 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ 42 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ Từ hình 3.6 rút số kết luận sau: - Có hai loại hạt AuNPs với kích thước khác nhau, loại có đường kính cỡ 20nm loại lại có đường kính nhỏ nhiều vào cỡ 2nm - Các hạt nhỏ có kích thước - Các hạt AuNPs hai loại gắn chặt vào bề mặt TiO2, vùng tiếp giáp AuNPs TiO2 gần không quan sát được, chúng gần hoà vào làm - Số lượng hạt có kích thước nhỏ chiếm phần lớn, số lượng hạt AuNPs có kích thước 20nm nhiều so với trường hợp TiO2 không xử lý Như điều kiện phản ứng hạt nhỏ phải có nguồn gốc hình thành khác so với hạt kích thước lớn Một chế giải thích hình thành hạt kích thước nhỏ chúng hình thành mặt TiO2 biến tính khơng phải dung dịch gắn lên bề mặt TiO2 hạt có kích thước 20nm Phổ hấp thụ dung dịch Au:TiO2 xử lý 45 phút thể phổ đặc trưng AuNPs với kích thước cỡ 2nm đính TiO2, phần nhỏ phổ AuNPs kích thước 20nm đính TiO2 Phổ hấp thụ AuNPs kích thước 2nm có đỉnh hấp thụ khoảng 515nm, phổ hấp thụ Au:TiO xử lý 45 phút có dịch đỏ mạnh từ 515nm sang 545nm, phù hợp với gắn kết chặt chẽ AuNPs TiO2 Do hạt nhỏ đồng nên độ rộng phổ phải bé độ rộng phổ lớn Để giải thích điều này, phải kể đến đóng góp hạt AuNPs có kích thước 20nm Như vậy, Au:TiO2 nanocompositeTiO2 xử lý plasma trước gắn AuNPs ln có loại hạt AuNPs hình thành: - Hạt 20nm hình thành dung dịch gắn lên TiO2, tăng thời gian xử lý TiO2 số lượng hạt giảm 43 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ - Hạt 2nm hình thành bề mặt TiO2 (có thể nhóm chức chứa nitrogen) Thời gian xử lý TiO2 tăng lên số lượng hạt AuNPs loại tăng lên - Thời gian xử lý TiO2 tăng lên gắn kết hạt AuNPs với TiO2 chặt chẽ Chính vậy, phổ hấp thụ dung dịch Au:TiO2 xử lý 15 phút có đỉnh hấp thụ 535nm hạt có kích thước 2nm đỉnh 650nm hạt có kích thước 20nm gắn chặt chẽ vào bề mặt TiO2 Khi tăng thời gian xử lý lên 30 phút đỉnh hạt 20nm giảm xuống đỉnh hạt 2nm tăng lên dịch phía đỏ hạt AuNPs gắn chặt chẽ nên phổ hấp thụ chung có đỉnh 550nm với độ rộng phổ lớn Do chúng tơi khơng có điều kiện chụp ảnh TEM mẫu xử lý 15 phút 30 phút khó chắn kết luận chúng tơi xác Tuy nhiên cách giải thích phù hợp cho kết phổ hấp thụ UV-vis thu 3.4 Hoạt tính quang xúc tác Ag:TiO2 Hình 3.7 cho thấy khả xử lý MB Ag:TiO2 tác dụng ánh sáng mặt trời Sau 120 phút tác dụng ánh sáng mặt trời tác dụng xúc tác Ag:TiO2 nửa MB dung dịch bị phân huỷ Đỉnh hấp thụ 665nm đặc trưng cho MB giảm từ 3,2 xuống 1,5 Hiệu quang xúc tác mẫu Ag:TiO2 chưa cao, Ag có bước sóng cộng hưởng plasmon 400nm nên tác động mở rộng quang phổ quang xúc tác Ag:TiO2 chưa nhiều Trong thời gian tới tiến hành kiểm tra hiệu ứng quang xúc tác mẫu Au:TiO2 đỉnh hấp thụ AgNPs 532 hứa hẹn cải thiện hiệu quang xúc tác TiO2 mạnh so với việc gắn Ag 44 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ Hình 3.7: Phổ hấp thụ xử lý MB Ag:TiO2 tác dụng ánh sáng mặt trời 45 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ IV KẾT LUẬN Chúng tơi xây dựng quy trình chế tạo Ag:TiO2 Au:TiO2 nanocomposite đơn giản với tối đa hai bước; 1) xử lý TiO2 plasma dung dịch NH3 H2O2 nồng độ thấp (có thể bỏ qua bước này), 2) gắn AuNPs, AgNPs lên TiO2 plasma tương tác với dung dịch Xử lý TiO2 plasma NH3 H2O2 giúp TiO2 phân tán tốt nước TiO2 chức hoá, bề mặt chứa nhóm chức nitrogen nên chúng hấp thụ nhìn thấy Có thể tạo Au:TiO2 với TiO2 thương mại chưa qua xử lý Kích thước hạt AuNPs đồng đều.Kích thước hạt AuNPs điều khiển nồng độ dung dịch tiền chất Tuy nhiên, liên kết hạt AuNPs TiO2 lỏng lẻo Với TiO2 xử lý AuNPs gắn kết chặt chẽ nhiên có loại hạt AuNPs hình thành với chế khác Hạt có kích thước lớn hình thành dung dịch gắn lên TiO2 hạt nhỏ có kích thước cỡ 2nm hình thành bề mặt TiO2 Thời gian xử lý dài hạt AuNPs gắn chặt vào bề mặt TiO2, số lượng hạt hình thành dung dịch giảm xuống hạt hình thành bề mặt TiO2 tăng lên Để đánh giá chất lượng mẫu nanocomposite thu được, cần phải tiếp tục tiến hành số thí nghiệm quang hố 46 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ TÀI LIỆU THAM KHẢO David Blazquez Sanchez The Surface Plasmon Resonance of Supported Noble Metal Nanoparticles: Characterization, Laser Tailoring, and SERS Application, PhD Thesis, Department of Chemistry, University of the Kassel von, 2007, 40, 1314-1317 Audrey Moores and Frederic Goettmann The plasmon band in noble metal nanoparticles: an introduction to theory and applications New Journal of Chemistry, 2006, 39, 1121-1132 Jorge Pérez Juste, Isabel Pastoriza Santos, Luis M.Liz Marzán, Paul Mulvaney Gold nanorods: Synthesis, characterization and applications, Coordination Chemistry Reviews, 2005, 249, 1870-1901 Nguyen Ngoc Long, Le Van Vu, Chu Dinh Kiem, Sai Cong Doanh, Cao Thi Nguyet, Pham Thi Hang, Nguyen Duy Thien, Luu Manh Quynh Synthesis and optical properties of colloidal gold nanoparticles Journal of Physics, Conference Series , 2009, 187, 012 - 026 Link S., Mohamed M B., El-Sayed M A Simulation of the optical absorption spectra of gold nanorod as a function of their a spect ratio and the effect of the medium dielectric constant, J Phys Chem, 1999, 103, 30733077 Orendorff C J and Murphy C J Quantitation of metal content in the silverassisted growth of gold nanorods, J Phys Chem 2006, 110, 3990 - 3994 Nguyen Ngoc Tu Nghien cuu gel nuoc thong minh nhay pH lai nano bac, khoa luan tot nghiep dai hoc chinh quy, 2009, 8-9 Nguyen The Binh Nghien cuu che tao cac hat nano bang phuong phap an mon laze Dai hoc Quoc gia Ha Noi, 2010, 15 – 17 Dongjo Kim, Sunho Jeong and Jooho Moon Synthesis of silver nanopaticles using the polyol process and the influence of precursor injection, Nanootechnology, 2006, 17, 4019 10.Pou Liu, Fumihito Arai and Toshio Fukuda Controlled nanowire growth with a nanorobotic manipulator, Nanootechnology, 2006, 12, 3023 47 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ 11.Jyh Ping Hsu, Shih Wei Huang, Shiojenn Tseng, Journal of Colloid and Interface Science, 2004, 272, 29 12.Meiyan Yu, Xiaopeng Hao, Deliang Cui, Qilong Wang Synthesis of aluminium nitride nanocrystals and their catalytic effect on the polymerization of benzene Nanotechnology, 2003, 14, 95 13.Fujishima, A.;Rao, T.N.; Truk, D.A Titanium dioxite photocatalysis J.Photochem.Photobiol.C 2000, 1, 1-21 14.Fujishima, A.; Honda, K Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode Nature 1972, 238, 37 -38 15.Xiaojung Wang, Yafeiliu, Zhonghua Hu Yujwan Chen, WeiLiu and Guohua Zhao, Jourual of Hazardous Materials, 2009, 169, 1061 – 1067 16.Yu – Chieh Lu, Kan-Sen Chou Journal of the Chinese Institute of Chemical Engineers, 2008, 39, 673 – 678 17.Rehman, S.; Ullah, R.; Butt, A.M.; Gohar, N D Strategies of making TiO2 and ZnO visible light active J Hazard Mater, 2009, 170, 560 – 569 18.Janovák, L.; Veres, Á.; Bujdosó, T.; Rica, T.; Fodor, E.; Tallósy, S.; Buzás, Nagy, E.; Dékány, I Silver and phosphate functionalized reactive TiO2/polymer nanocomposite films for destructions resistant bacteria using visible light J Adv Oxid Technol, 2011, 15, 205 – 216 19.Wodka, D.; Bielanska, E.; Sochar, R.P.; Elzbieciak – Wodka, M.; Gurgul, J.; Nowak, P.; Warszynski, P Photocatalytic activity of titanium dioxide modified by silver nanoparticles ACS Appl Mater Interfaces, 2010, 2, 1945 – 1953 20.Rad, B Enhancement of photocatalytic activity of TiO2 nanoparticles by silver doping: photodeposition versus liquid impregnation methods Global NEST J, 2008, 10, – 21.T.K.Sau, A.L.Rogach, F.Jackel, T.A.Klar, J Feldmann, Adv Mater, 2010, 22, 1805 22.E.Y.Ye, K.Y.Win, H R.Tan, M.Lin, C.P.Teng, A.Mlayah, M.Y.Han, J.Am Chem Soc, 2011, 133, 8506 48 Nguyễn Thị Song Thương Luận văn Thạc sĩ 23.Z G Sun, G Li, L P Liu and H O Liu, Catal Commun, 2012, 27, 200– 205 24.M M Du, G W Zhan, X Yang, H X Wang, W S Lin, Y Zhou, J Zhu, L Lin, J L Huang, D H Sun, L S Jia and Q B Li, J Catal, 2011, 283, 192–201 25.O Rosseler, M V Shankar, M K Du, L Schmidlin, N Keller and V Keller, J Catal., 2010, 269, 179–190 26.F W Chang, L S Roselin and T C Ou, Appl Catal.,2008, 334, 147–155 27.J Patel, L Nemcova, P Maguire, W G Graham and D Mariotti Synthesis of surfactant-free electrostatically stabilized gold nanoparticles by plasmainduced liquid chemistry, Nanotechnology, 2013,24, 245604 (11pp) 28.N T H Le, T D Thanh, V.-T Pham, T L Phan, V D Lam, D H Manh, T X Anh, T K C Le, N Thammajak, L V Hong, and S C Yu, J Appl Phys, 2016, 120, 142110 ... hợp tài liệu, định chọn đề tài: Chế tạo nghiên cứu tính chất quang vật liệu composite Ag: TiO2; Au: TiO2 Nội dung luận văn gồm - Chế tạo vật liệu composite từ việc gắn AuNPs, AgNPs lên TiO2 - Khảo... 2: Chế tạo khảo sát tính chất Au: TiO2 ;Ag: TiO2 Trong chương này, trình bày quy trình chế tạo hạt nano vàng AuNPs từ muối vàng HAuCl4;hạt nano bạc AgNPs từ AgNO3, biến tính vật liệu TiO2, gắn AuNPs,... NGUYỄN THỊ SONG THƯƠNG CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT QUANG CỦA VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE Ag: TiO2; Au: TiO2 Chuyên ngành: Quang học Mã số: 8440110 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN
- Xem thêm -

Xem thêm: Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2 (Luận văn thạc sĩ), Chế tạo và nghiên cứu tính chất quang của vật liệu nanocomposite Ag TiO2, Au TiO2 (Luận văn thạc sĩ)

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay