Dự án tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng vật liệu mới nano-compozit trên cơ sở oxit kim loại và graphen làm chất hấp phụ xúc tác ứng dụng trong xử lý môi trường

Mục tiêu nghiên cứu luận án là tổng hợp thành công một số hệ vật liệu nano compozit trên cơ sở oxit sắt và oxit sắt biến tính/graphen oxit; nghiên cứu đánh giá hoạt tính xúc tác của các hệ vật liệu tổng hợp được trong quá trình phân hủy phenol; đánh giá khả năng thu hồi và tái sử dụng xúc tác sau phản ứng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Dự án tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng vật liệu mới nano-compozit trên cơ sở oxit kim loại và graphen làm chất hấp phụ xúc tác ứng dụng trong xử lý môi trường ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------ NGÔ TIẾN QUYẾTNGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU MỚI NANO-COMPOZIT TRÊN CƠ SỞ OXIT KIM LOẠI VÀ GRAPHEN LÀM CHẤT HẤP PHỤ XÚC TÁC ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ Mã số: 62440114 DỰ THẢO TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội - 2017 Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Vũ Anh Tuấn Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc giachấm luận tiến sĩ họp tại ……………………………………………. Vào hồi giờ ngày tháng năm 20…Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Quốc gia Việt Nam- Trung tâm Thông tin – Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU* Tính cấp thiết của luận án Ngày nay, sự phát triển vượt bậc của khoa học và công nghệđã tác động tích cực đến sự phát triển của các ngành công nghiệp.Tuy nhiên, sự tăng trưởng nhanh của các ngành công nghiệp luôn đikèm với những vấn đề không mong muốn, đó là sự ô nhiễm môitrường ngày càng trầm trọng. Vì vậy, bảo vệ môi trường và xử lý môitrường bị ô nhiễm là vấn đề hết sức cấp thiết và đặc biệt quan trọngđối với các nhà khoa học trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Phenol và các dẫn xuất của phenol có mặt trong thành phầnnước thải của các quá trình sản xuất công nghiệp như lọc dầu, hóadầu và công nghiệp nhựa phenolic. Ngoài ra, chúng còn có trong cácloại nước thải của các quá trình chuyển hóa than đá, luyện cốc, vàmột số ngành công nghiệp hóa chất như dược phẩm, nhựa, chế tạophẩm màu, chất tẩy rửa, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và các nhà máydược. Có nhiều phương pháp xử lý phenol trong môi trường nước.Trong đó, 2 phương pháp oxi hóa nâng cao (AOPs) với đặc điểm dựavào đặc tính của các chất oxi hóa mạnh như: hydrogen peroxide(H2O2), Ozon (O3), xúc tác các phản ứng quang hóa, điện hoá hoặcquang điện hoá kết hợp với hiệu ứng Fenton đã được ghi nhận cóhiệu quả cao. Ngoài ra, phương pháp này có những ưu điểm khác nhưkhông cần năng lượng kích thích tác nhân phản ứng, dễ sử dụng, ítđộc hại. Hơn nữa việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như quátrình Photo Fenton sử dụng ánh sáng mặt trời, có khả năng giảm chiphí xử lý và khiến cho AOPs thu hút được nhiều sự quan tâm hơntrong ngành công nghiệp xử lý ô nhiễm nước. Những năm gần đây, một số nhà nghiên cứu đã gắn kết cáckim loại lên bề mặt của rGO và GO vừa tận dụng được đặc điểm hấpphụ ưu việt của chất hấp phụ, vừa tận dụng được đặc điểm ưu việtcủa chất xúc tác oxi hóa. Tuy nhiên, việc tiếp tục nghiên cứu để tìmra các loại xúc tác cho hiệu quả cao, dễ tổng hợp, tạo ra các sản phẩmít độc hại hơn, độ bền cao và dễ thu hồi... vẫn là nhu cầu cấp thiết khiáp dụng cho quá trình AOPs. Xuất phát từ những lý do trên, chúngtôi lựa chọn đề tài luận án “Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng vậtliệu mới nano-compozit trên cơ sở oxit kim loại và graphen làmchất hấp phụ xúc tác ứng dụng trong xử lý môi trường”. 1 Mục tiêu nghiên cứu của luận án Tổng hợp thành công một số hệ vật liệu nano compozit trêncơ sở oxit sắt và oxit sắt biến tính/graphen oxit; nghiên cứu đánh giáhoạt tính xúc tác của các hệ vật liệu tổng hợp được trong quá trìnhphân hủy phenol; đánh giá khả năng thu hồi và tái sử dụng xúc tácsau phản ứng. Nội dung nghiên cứu của luận án:- Tổng hợp được các vật liệu nano compozit oxit kim loại/graphenoxit trên cơ sở Fe3O4, Fe3O4 biến tính như hệ xúc tác Fe3O4/GO; Fe-Fe3O4/GO và CuFe2O4/GO bằng phương pháp đồng kết tủa. Áp dụngphương pháp mới là phương pháp cấy nguyên tử để tổng hợp xúc tácFe/GO và Cu-Fe/GO một giai đoạn.- Khảo sát, đánh giá và chứng minh sự tổng hợp thành công các vậtliệu trên cơ sở các đặc trưng hóa lý.- Đánh giá khả năng quang xúc tác trong quá trình phân hủy phenoltrên các hệ vật liệu tổng hợp được.- Phân tích và đánh giá các sản phẩm trung gian hình thành trong quátrình phân hủy phenol trên một số hệ xúc tác có hiệu quả cao nhất.* Những điểm mới của luận án 1. Đã tổng hợp thành công các hệ xúc tác quang nano compozit:Fe3O4/GO, Fe-Fe3O4/GO, CuFe2O4/GO, Fe/GO, Cu-Fe/GO bằngphương pháp đồng kết tủa và cấy nguyên tử. Trong đó Fe/GO và Cu-Fe/GO là hai xúc tác hoàn toàn mới chưa được công trình nào côngbố 2. Các hệ xúc tác trên đều có kích thước nhỏ (nanomet) phân bốtốt trên bề mặt GO, sự co cụm được giảm đi rõ rệt (HR – TEM,mapping). Bằng XPS đã chứng minh được sự tồn tại của Fe ở cáctrạng thái hóa trị khác nhau và đặc biệt khi có mặt Feo, Cu+ đã khửFe3+ về trạng thái hóa trị thấp hơn Fe ...