Nghiên cứu tổng hợp vật liệu cdmoo4 c3n4 GO và đánh giá hoạt tính quang xúc tác (tt)

13 6 0
  • Loading ...
1/13 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 02/01/2019, 12:45

ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN MINH QUỐC NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU CdMoO4/C3N4/GO ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC Demo Version - Select.Pdf SDK LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Thừa Thiên Huế, năm 2018 ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN MINH QUỐC NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU CdMoO4/C3N4/GO ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC Demo Version - Select.Pdf SDK Chuyên ngành: HÓA LÝ THUYẾT HÓA LÝ Mã số: 60 44 01 19 LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HỒNG VĂN ĐỨC Thừa Thiên Huế, năm 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu ghi luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Minh Quốc Demo Version - Select.Pdf SDK ii LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành phòng chun đề Hóa lý, Khoa Hóa Học, trường Đại học Sư phạm Huế Với lòng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Hồng Văn Đức tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, định hướng tạo điều kiện tốt để giúp tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn q thầy Tổ Hóa lý Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư Phạm Huế nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình làm luận văn Tuy nhiên, điều kiện kiến thức hạn chế nên đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót Vì tơi mong nhận đóng góp ý kiến quý thầy cô giáo bạn để đề tài luận văn hồn thiện Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến người thân gia đình, thầy cơ, bạn học viên Cao học Hóa Lý thuyết Hóa Lý K24, Demo Version - Select.Pdf SDK bạn bè gần xa động viên, giúp đỡ suốt trình học tập nghiên cứu Huế, tháng 11 năm 2018 iii MỤC LỤC Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục hình vẽ đồ thị Danh mục biểu bảng MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 10 1.1 Vật liệu cacbon nitrua C3N4) 10 1.1.1 Giới thiệu vật liệu C3N4 10 1.1.2 Các phương pháp tổng hợp vật liệu C3N4 12 1.1.3 Đặc điểm xúc tác quang g–C3N4 16 1.1.4 ng dụng C3N4 16 - Select.Pdf SDK 1.2 Vật liệu Demo GraphenVersion oxit GO) 17 1.2.1 Cấu trúc graphen oxit 17 1.2.2 Tính chất graphen oxit 18 1.2.3 Các phương pháp tổng hợp GO 18 1.2.4 ng dụng GO 19 1.3 Phản ứng xúc tác quang hóa 21 1.3.1 Khái niệm xúc tác quang hóa 21 1.3.2 Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa 22 1.3.3 Giới thiệu tính chất quang CdMoO4 24 1.4 Tình hình nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực đề tài 24 1.5 Sơ lược thuốc nhuộm 27 1.5.1 Thuốc nhuộm Rhodamin B RhB) 27 1.5.2 Tác hại ô nhiễm nước thải dệt nhuộm thuốc nhuộm 28 1.5.3 Phương pháp xử lí nước thải dệt nhuộm 28 Chƣơng MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Mục đích 30 2.2 Nội dung 30 2.3 Phương pháp nghiên cứu 30 2.3.1 Phương pháp nhiểu xạ Rơnghen XRD) 30 2.3.2 Phương pháp phổ quang điện tử tia X XPS) 31 2.3.3 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua TEM) 32 2.3.4 Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ BET) 33 2.3.5 Phương pháp phổ hồng ngoại IR) 34 2.3.6 Phương pháp phổ tử ngoại – khả kiến UV-Vis) 34 2.3.7 Phương pháp phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến UV-Vis-DRS) 35 2.4 Thực nghiệm 36 2.4.1 Hóa chất 36 2.4.2 Tổng hợp vật liệu graphen oxit GO) cacbon nitrua g–C3N4) 36 2.4.2.1 Vật liệu graphen oxit GO) 36 2.4.2.2 Vật liệu cacbon nitrua gC3N4) 37 - Select.Pdf SDK 2.4.3 TổngDemo hợp vậtVersion liệu CdMoO 4/C3N4/GO 37 2.4.3.1 Tổng hợp CdMoO4 37 2.4.3.2 Tổng hợp vật liệu biến tính CdMoO4/C3N4/GO 38 2.4.4 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/GO, CdMoO4/C3N4 39 2.4.4.1 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/GO 39 2.4.4.1 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/C3N4 39 2.4.5 Đánh giá khả hấp phụ hoạt tính quang xúc tác vật liệu tổng hợp 39 2.4.5.1 Đánh giá khả hấp phụ vật liệu tổng hợp 39 2.4.5.2 Đánh hoạt tính quang xúc tác vật liệu tổng hợp 40 Chƣơng KẾT QUẢ THẢO LUẬN 41 3.1 Tổng hợp vật liệu graphen oxit GO) cacbon nitrua g-C3N4) 41 3.1.1 Tổng hợp đặc trưng GO 41 3.1.2 Tổng hợp đặc trưng gC3N4 43 3.2 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/C3N4/GO 48 3.2.1 Ảnh hưởng dung môi 48 3.2.2 Ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng GO/C3N4 50 3.2.3 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/C3N4/GO với hàm lượng CdMoO4 khác 51 3.3 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/GO, CdMoO4/C3N4 54 3.3.1 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/GO 54 3.3.2 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/C3N4 56 3.4 Đánh giá hoạt tính quang xúc tác vật liệu tổng hợp 57 3.4.1 Ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng GO/C3N4 58 3.4.2 Ảnh hưởng hàm lượng CdMoO4 59 3.4.3 Hoạt tính xúc tác quang vật liệu biến tính khác 60 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BET Đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ (Brunauer –Emmett –Teller ) CB Vùng dẫn (Conduction Band) Eg Năng lượng vùng cấm (Bandgap Energy) GO Graphen oxit IR Phổ hồng ngoại (Infrared Radiation) IUPAC Hiệp hội hóa học ứng dụng quốc tế (International Union of Pure and Applied Chemistry) RhB Rohdamin B SDAs Tác nhân định hướng cấu trúc TEM Phổ hiển vi điện tử truyền qua Demo Version - Select.Pdf SDK (Transmission Electron Microscopy) UV-Vis Phổ tử ngoại – khả kiến (Ultraviolet – Visible) VB Vùng hóa trị (Valence Band) XPS Phổ quang điện tử tia X (X-ray Photoelectron Spectroscopy) XRD Nhiễu xạ tia X (X –Ray Diffraction) DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Triazin trái) mơ hình kết nối tri -s- triazin phải) dạng thù hình g-C3N4 .10 Hình 1.2 Mặt phẳng Graphitic: a) hexagonal; b) orthorhombic 11 Hình 1.3 Con đường phản ứng hình thành C3N4 từ chất ban đầu xianamit 13 Hình 1.4 Con đường phản ứng hình thành C3N4 từ chất ban đầu ure thioure 13 Hình 1.5 Mơ hình cấu trúc Graphen oxit GO) Lerf-Klinowsk đề xuất 17 Hình 1.6 Các phương pháp tổng hợp GO 19 Hình 1.7 Sơ đồ biểu diễn chế xúc tác quang hóa 23 Hình 2.1 Sơ đồ tia tới tia phản xạ tinh thể .30 Hình 2.2 Sơ đồ máy đo XPS 32 Hình 2.3 Các dạng đường đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ theo IUPAC 33 Hình 2.4 Quy trình tổng hợp graphen oxit .37 Hình 3.1 Mẫu graphen oxit tổng hợp .41 Hình 3.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu GO 41 Hình 3.3 Demo - Select.Pdf SDK Phổ phổVersion hồng ngoại vật liệu GO 42 Hình 3.4 Ảnh TEM vật liệu GO 43 Hình 3.5 Mẫu g–C3N4 tổng hợp .43 Hình 3.6 Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu g–C3N4 44 Hình 3.7 Giản đồ phổ hồng ngoại vật liệu g–C3N4 45 Hình 3.8 Ảnh TEM vật liệu g–C3N4 45 Hình 3.9 Phổ XPS vật liệu C3N4 (a) giản đồ XPS phân giải cao mức lượng C1s (b), N1s (c) 46 Hình 3.10 Giản đồ đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ mẫu C3N4 47 Hình 3.11 Mẫu CdMoO4 a) vật liệu CdMoO4/C3N4/GO tổng hợp (b) 48 Hình 3.12 Giản đồ XRD mẫu tổng hợp với dung mơi khác 49 Hình 3.13 Giản đồ XRD mẫu tổng hợp với tỉ lệ GO/C3N4 khác 50 Hình 3.14 Giản đồ XRD mẫu tổng hợp với hàm lượng CdMoO4 khác 51 Hình 3.15 Ảnh TEM vật liệu CdMoO4/C3N4/GO tổng hợp 52 Hình 3.16 Giản đồ đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ mẫu CdCNGO12……………………………………… 52 Hình 3.17 Phổ UV-Vis a) lượng vùng cấm b) mẫu CdMoO4, g- C3N4 CdMoO4/C3N4/GO 53 Hình 3.18 Mẫu CdMoO4/GO tổng hợp 55 Hình 3.19 Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu CdMoO4/GO 55 Hình 3.20 Mẫu CdMoO4/C3N4 tổng hợp… .56 Hình 3.21 Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu CdMoO4/C3N4 56 Hình 3.22 Hiệu suất hấp phụ RhB mẫu CdCNGO12 57 Hình 3.23 Đồ thị biểu diễn hiệu suất quang xúc tác mẫu với tỉ lệ GO/C3N4 khác sau 120 phút………… 59 Hình 3.24 Đồ thị biểu diễn hiệu suất quang xúc tác mẫu với hàm lượng CdMoO4 khác sau 120 phút.…… …… 60 Hình 3.25 Đồ thị biểu diễn hiệu suất quang xúc tác mẫu vật liệu khác sau 120 phút 61 Demo Version - Select.Pdf SDK n DANH MỤC BIỂU BẢNG Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng luận văn 70 Bảng 2.2 Thành phần mẫu tổng hợp với dung môi khác nhau……………38 Bảng 2.3 Thành phần mẫu tổng hợp với tỉ lệ khối lượng GO/C3N4 khác 38 Bảng 2.4 Thành phần mẫu tổng hợp với hàm luợng CdMoO4 khác 39 Bảng 3.1 Hiệu suất hấp phụ RhB mẫu CdCNGO12 theo thời gian 57 Bảng 3.2 Hiệu suất quang xúc tác mẫu với tỉ lệ GO/C3N4 khác sau 120 phút………………………………………………………… 58 Bảng 3.3 Hiệu suất quang xúc tác mẫu với hàm lượng CdMoO4 khác sau 120 phút……… … …………… …………………… 59 Bảng 3.4 Hiệu suất quang xúc tác mẫu vật liệu khác sau 120 phút…………………… …………… 60 HHHH Demo Version - Select.Pdf SDK MỞ ĐẦU Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường vấn đề đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏe đời sống người Đáng ý tồn hợp chất hữu độc hại khó phân hủy sinh học như: phenol, hợp chất phenol, thuốc nhuộm,… Do việc xử lý làm chất gây ô nhiễm nước, đặc biệt chất thải độc hại nhiệm vụ hàng đầu quốc gia nói chung khoa học nói riêng Để xử lý chất độc hại đó, người ta kết hợp nhiều phương pháp khác nhau, tùy thuộc vào dạng tồn cụ thể chất gây nhiễm Trong đó, phương pháp oxi hóa hợp chất độc hại cách sử dụng xúc tác quang phương pháp có nhiều ưu điểm… Một số chất bán dẫn sử dụng để làm chất xúc tác quang có hiệu ZnO, TiO2, CdS… Ngồi chất bán dẫn đó, gần nhiều cơng trình polyme cacbon nitrua có cấu trúc graphit g–C3N4), sử dụng chất xúc tác quang Tuy nhiên, g–C3N4 lại có điểm bất lợi tái tổ hợp Democủa Version - Select.Pdf cách nhanh chóng electron dẫn lỗ SDK trống quang sinh, làm giảm hiệu xúc tác Do vậy, nghiên cứu cải thiện hoạt tính xúc tác C3N4 nhiệm vụ mang tính thời Graphen loại vật liệu cơng nghệ sạch, thân thiện với mơi trường, có nguồn gốc từ thiên nhiên có tính chất vượt trội như: cấu trúc mỏng, diện tích bề mặt lớn, độ cứng cao,… nên ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực: điện cực, cảm biến, tụ điện, xử lý môi trường Graphen oxit GO) sản phẩm trung gian chế tạo graphen từ graphit có nhiều tính chất tương tự graphen Ngoài ra, bề mặt vật liệu chứa nhiều nhóm chức phân cực; cacboxyl, hydroxyl, cacbonyl, epoxi,… giúp dễ phân tán nước, loại bỏ ion, chất dễ bị phân hủy Vì vậy, GO vật liệu lí tưởng, thuận lợi cho việc gắn chặt, phân tán kim loại, oxit kim loại, hợp chất hóa học khác tạo nên tổ hợptính chất mới, tính linh động electron bề mặt GO với độ bền học, độ bền nhiệt cải thiện Trên giới việc nghiên cứu khả hấp phụ, xúc tác C3N4, GO biến tính vật liệu nhằm tăng khả hấp phụ hoạt tính xúc tác thu hút số lượng lớn nhà khoa học Một hướng biến tính quan tâm năm gần phân tán kim loại oxit kim loại lên bề mặt để tạo thành vật liệu có ứng dụng phong phú như: xúc tác, tách loại chất, hấp phụ,… CdMoO4 vật liệu bán dẫn thu hút ý đáng kể nhà khoa học tính chất quang học, hố học tính chất điện tuyệt vời Với lượng vùng cấm rộng 3,42 eV), CdMoO4 chứng minh chất xúc tác tốt xạ tử ngoại [18] Nhiều nghiên cứu tập trung nâng cao hoạt tính CdMoO4 vùng ánh sáng khả kiến chế tạo cấu trúc vi mô/cấu trúc nano [24] Tuy nhiên, nghiên cứu tập trung vào cách tiếp cận tốt tổng hợp vật liệu đa thành phần Gần đây, vài nghiên cứu bước đầu kết hợp CdMoO4 với g–C3N4 [18] với graphen cải thiện hoạt tính CdMoO4 vùng ánh sáng khả kiến Xuất phát từ thực tế đó, chúng tơi chọn đề tài luận văn là: “Nghiên cứu tổng - Select.Pdf SDK hợp vật liệuDemo CdMoOVersion 4/C3N4/GO đánh giá hoạt tính quang xúc tác” theo hướng nghiên cứu tổng hợp vật liệu biến tính CdMoO4 C3N4 GO Nội dung luận văn bao gồm vấn đề sau: – Nghiên cứu khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp vật liệu CdMoO4/C3N4/GO – Đánh giá hoạt tính quang xúc tác vật liệu tổng hợp ... 2.4.4.1 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/ GO 39 2.4.4.1 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/ C3N4 39 2.4.5 Đánh giá khả hấp phụ hoạt tính quang xúc tác vật liệu tổng hợp 39 2.4.5.1 Đánh giá khả hấp phụ vật. .. luận văn là: Nghiên cứu tổng - Select.Pdf SDK hợp vật liệuDemo CdMoOVersion 4 /C3N4/ GO đánh giá hoạt tính quang xúc tác theo hướng nghiên cứu tổng hợp vật liệu biến tính CdMoO4 C3N4 GO Nội dung... khối lượng GO /C3N4 50 3.2.3 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/ C3N4/ GO với hàm lượng CdMoO4 khác 51 3.3 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/ GO, CdMoO4/ C3N4 54 3.3.1 Tổng hợp vật liệu CdMoO4/ GO
- Xem thêm -

Xem thêm: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu cdmoo4 c3n4 GO và đánh giá hoạt tính quang xúc tác (tt) , Nghiên cứu tổng hợp vật liệu cdmoo4 c3n4 GO và đánh giá hoạt tính quang xúc tác (tt)

Từ khóa liên quan

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

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