Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng vật liệu mới cấu trúc nano trên cơ sở graphen ứng dụng trong xử lí môi trường

Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng vật liệu mới cấu trúc nano trên cơ sở graphen ứng dụng trong xử lí môi trường được nghiên cứu nhằm tổng hợp được GO (GOVS, GOSA), rGO, Fe3O4-GO và Fe-Fe3O4-GO; đặc trưng các vật liệu tổng hợp được và đánh giá khả năng hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính, asen và các ion kim loại nặng của vật liệu tổng hợp được.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng vật liệu mới cấu trúc nano trên cơ sở graphen ứng dụng trong xử lí môi trường VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HÀ QUANG ÁNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU MỚI CẤU TRÚC NANO TRÊN CƠ SỞ GRAPHEN ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội, 2016 VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HÀ QUANG ÁNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU MỚI CẤU TRÚC NANO TRÊN CƠ SỞ GRAPHEN ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÍ MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý Mã số: 62.44.01.19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Vũ Anh Tuấn 2. TS. Vũ Đình Ngọ Hà Nội, 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của riêng tôi và không trùng lặp với bất kỳ công trình khoa học nào khác. Các số liệu kết quả là trung thực, một số kết quả trong luận án là kết quả chung của nhóm nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Vũ Anh Tuấn – Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Hà Nội, ngày 01 tháng 4 năm 2016 Tác giả luận án Hà Quang Ánh LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, sự cảm phục và kính trọng tới PGS. TS. Vũ Anh Tuấn và TS. Vũ Đình Ngọ – những người Thầy đã tận tâm hướng dẫn khoa học, định hướng nghiên cứu để luận án được hoàn thành, đã động viên khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa học, Học viện Khoa học và Công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng các cán bộ trong Viện, Học viện đã quan tâm giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ, nhân viên phòng Hóa học Bề mặt Viện Hóa học đã luôn giúp đỡ, ủng hộ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cũng như những đóng góp về chuyên môn cho tôi trong suốt quá trình thực hiện và bảo vệ luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Việt Trì, lãnh đạo Khoa Công nghệ Hóa học và các đồng nghiệp trong Khoa Công nghệ Hóa học đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn quan tâm, khích lệ, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận án này. Tác giả luận án Hà Quang Ánh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU ................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................4 1.1. Giới thiệu chung về vật liệu trên cơ sở cacbon .............................................4 1.1.1. Kim cương và graphit...............................................................................................................4 1.1.2. Vật liệu cacbon cấu trúc nano ................................................................................................5 1.2. Vật liệu graphen và graphen oxit.................................................................10 1.2.1. Cấu trúc của graphen [18] ................................................................................................... 10 1.2.2. Cấu trúc graphen oxit (GO) ................................................................................................. 10 1.2.3. Tâm hoạt động của graphen và graphen oxit ................................................................. 12 1.2.4. Các phương pháp tổng hợp GO ......................................................................................... 13 1.2.5. Các phương pháp tổng hợp graphen ................................................................................. 15 1.2.6. Các vật liệu nano composit có từ tính trên cơ sở GO, rGO ....................................... 26 1.3. Ứng dụng và triển vọng của các vật liệu nghiên cứu trong hấp phụ chất màu hữu cơ và các ion kim loại nặng .........................................................................33 1.3.1. Ứng dụng của các vật liệu GO, rGO trong hấp phụ chất màu và các ion kim loại nặng . 33 1.3.2. Ứng dụng của vật liệu composit trên cơ sở GO, rGO trong hấp phụ .................... 36 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ........39 2.1. Thực nghiệm ................................................................................................39 2.1.1. Hóa chất ..................................................................................................................................... 39 2.1.2. Tổng hợp vật liệu graphit oxit ............................................................................................. 39 2.1.3. Tổng hợp vật liệu GOSA, GOVS và rGO...................................................................... 40 2.1.4. Tổng hợp vật liệu nano composit Fe3O4-GOVS........................................................... 42 2.1.5. Xác định điểm đẳng điện của Fe3O4-GOVS và Fe-Fe3O4-GOVS [70]................. 45 2.1.6. Đánh giá khả năng hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính RR195...................................... 45 2.1.7. Đánh giá khả năng hấp phụ As (V) ................................................................................... 46 2.1.8. Đánh giá khả năng hấp phụ Cu(II), Cd(II) ...................................................................... 47 2.1.9. Đánh giá khả năng tái sinh của vật liệu từ tính Fe-Fe3O4-GOVS ............................ 47 2.2. Tính toán quá trình hấp phụ.........................................................................47  ...