Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu chế tạo xúc tác quang bán dẫn TiO2, ZnO biến tính định hướng ứng dụng để xử lý môi trường và chuyển hoá CO2 thành khí nhiên liệu

Đề tài "Nghiên cứu chế tạo xúc tác quang bán dẫn TiO2, ZnO biến tính định hướng ứng dụng để xử lý môi trường và chuyển hoá CO2 thành khí nhiên liệu" nhằm tổng hợp thành công vật liệu xúc tác quang bán dẫn TiO2, ZnO biến tính hoạt động có hiệu quả cho phản ứng phân huỷ các hợp chất hữu cơ độc hại có trong nước để ứng dụng xử lý môi trường và chuyển hoá CO2 thành khí nhiên liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Nghiên cứu chế tạo xúc tác quang bán dẫn TiO2, ZnO biến tính định hướng ứng dụng để xử lý môi trường và chuyển hoá CO2 thành khí nhiên liệu BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- VŨ DUY THỊNH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO XÚC TÁC QUANG BÁN DẪN TiO2, ZnOBIẾN TÍNH ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG VÀ CHUYỂN HOÁ CO2 THÀNH KHÍ NHIÊN LIỆU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- VŨ DUY THỊNH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO XÚC TÁC QUANG BÁN DẪN TiO2, ZNOBIẾN TÍNH ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG VÀ CHUYỂN HOÁ CO2 THÀNH KHÍ NHIÊN LIỆU Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 9.44.01.23 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. Ngô Thị Hồng Lê 2. GS.TS. Vũ Đình Lãm Hà Nội – 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướngdẫn của TS. Ngô Thị Hồng Lê và GS.TS. Vũ Đình Lãm. Các kết quả trong một số hợptác nghiên cứu mà tôi sử dụng trong luận án đã được sự đồng ý của các đồng tác giả.Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa được ai công bố trong bấtcứ công trình nào khác. Hà Nội, ngày 05 tháng 07 năm 2023 Tác giả luận án Vũ Duy Thịnh ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất tới TS. Ngô Thị Hồng Lê, GS.TS. Vũ ĐìnhLãm đã giúp đỡ, hướng dẫn khoa học, định hướng nghiên cứu và tạo mọi điều kiệntốt nhất cho tôi trong suốt thời gian qua. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Khoa học và Công nghệ, ViệnKhoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam cùng các cán bộtrong Học viện, Viện Khoa học vật liệu đã quan tâm giúp đỡ và tạo điều kiện thuậnlợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học phòng Vật lý vật liệu từ và siêudẫn - Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đãchia sẻ những kinh nghiệm quý báu và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thờigian tôi làm thực nghiệm và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè, trường Đại học Mỏ - Địachất đã giúp đỡ và ủng hộ tôi trong suốt thời gian tôi làm nghiên cứu sinh. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đặc biệt tới toàn thể gia đình đã luôn songhành cùng tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tác giả luận án Vũ Duy Thịnh vi MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... iLỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... iiDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .............................................xDANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... viiDANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ........................................................ viiiMỞ ĐẦU ....................................................................................................................1CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .....................................................................................51.1. Vật liệu quang xúc tác TiO2 và ZnO ....................................................................5 1.1.1. Cấu trúc tinh thể vật liệu quang xúc tác TiO2 và ZnO ..................... 5 1.1.2. Tính chất vật lý của vật liệu nano TiO2 và ZnO............................... 9 1.1.3 Tính chất quang xúc tác của TiO2, ZnO .......................................... 151.2. Tổng quan về vật liệu TiO2, ZnO biến tính........................................................18 1.2.1. Tổng quan về vật liệu TiO2 biến tính ............................................. 18 1.2.2. Tổng quan về vật liệu ZnO biến tính .............................................. 201.3. Quá trình quang khử..........................................................................................22 1.3.1. Cơ sở của quá trình quang khử CO2 ............................................... 22 1.3.2. Sự hấp phụ của phân tử CO2 .......................................................... 24 1.3.3. Nhiệt động học và động học của quá trình khử CO2 ...................... 291.4. Các phương pháp chế tạo vật liệu có kích thước nano ......................................32 1.4.1. Phương pháp sol- gel ...................................................................... 34 1.4.2. Phương pháp thủy nhiệt.................................................................. 35 1.4.3. Phương pháp vi sóng ...................................................................... 37 1.4.4. Phương pháp ngưng đọng hơi hóa học bằng plasma (Plasma- Enhanced Chemical Vapor Deposition .................................................... 41CH ...