Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Hóa học: Tổng hợp đặc trưng, ứng dụng vật liệu nanocomposit oxit sắt cấu trúc trật tự

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Tổng hợp, đặc trưng và ứng dụng vật liệu nanocomposit oxit sắt cấu trúc trật tự" nhằm nghiên cứu một số dạng nanocomposit oxit sắt cấu trúc trật tự cacbon/αFe2O3/Ag, Fe3O4/Au, Fe3O4/Ag có diện tích bề mặt riêng cao, qua đó hiểu rõ bản chất của sự hình thành vật liệu và định hướng quá trình tổng hợp, kiểm soát tốt hình thái cấu trúc và kích thước của vật liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Hóa học: Tổng hợp đặc trưng, ứng dụng vật liệu nanocomposit oxit sắt cấu trúc trật tự BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH HỒ VĂN MINH HẢI TỔNG HỢP, ĐẶC TRƯNG VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU NANOCOMPOSIT OXIT SẮT CẤU TRÚC TRẬT TỰChuyên ngành: Kỹ thuật Hóa họcMã số chuyên ngành: 9520301Phản biện độc lập 1:Phản biện độc lập 2:Phản biện 1: PGS.TS Đoàn Văn ĐạtPhản biện 2: TS Nguyễn Thành DanhPhản biện 3: PGS.TS Đoàn Văn Hồng ThiệnNGƯỜI HƯỚNG DẪN:1. PGS.TS Nguyễn Văn Cường2. PGS. TS Võ Thế Kỳ i BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TIẾN SĨ Họ tên nghiên cứu sinh: Hồ Văn Minh Hải ................... MSHV: 20126251 Ngày, tháng, năm sinh: 06/11/1986 Nơi sinh: TP Huế Ngành: Kỹ thuật Hóa học .............................................. Mã ngành: 9520301 I. TÊN ĐỀ TÀI: ‘Tổng hợp, đặc trưng và ứng dụng vật liệu nanocomposit oxit sắt cấu trúc trật tự’. NHIỆM VỤ: - Nghiên cứu một số dạng nanocomposit oxit sắt cấu trúc trật tự có độ xốp cao: cacbon/α-Fe2O3/Ag, Fe3O4/Au, Fe3O4/Ag qua đó hiểu rõ bản chất của sự hình thành vật liệu và định hướng quá trình tổng hợp, kiểm soát tốt hình thái cấu trúc và kích thước của vật liệu. - Nanocomposit oxit sắt cấu trúc trật tự tổng hợp thành công có khả năng thực hiện xúc tác tốt cho những phản ứng khử 4-nitrophenol, cũng như có tính chất tốt cho các ứng dụng quan trọng như cảm biến điện hóa xác định các chất sinh hóa, chất kháng sinh, chất màu hữu cơ, ví dụ như axit uric, xanthin, hypoxanthin, chloramphenicol và 4-nitrophenol. NỘI DUNG: - Tổng hợp vật liệu nanocomposit oxit sắt cấu trúc trật tự cacbon/α-Fe2O3/Ag, Fe3O4/Au, Fe3O4/Ag. - Đặc trưng vật liệu thông qua các phương pháp: XRD, FT-IR, SEM, và TEM, Hr-TEM, XPS, BET. - Nghiên cứu khả năng thực hiện cảm biến điện hóa của vật liệu cacbon/α- Fe2O3/Ag, Fe3O4/Au, Fe3O4/Ag biến tính điện cực than thủy tinh (GCE) dùng để phân tích các chất uric, xanthin và hypoxanthin, chloramphenicol, 4-nitrophenol. iiNghiên cứu khả năng thực hiện xúc tác của Fe3O4/Ag đối với phản ứng khử 4-nitrophenol.II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 27/12/2021III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/01/2024IV. NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Nguyễn Văn Cường 2. PGS.TS. Võ Thế Kỳ Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2024 NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.TS Nguyễn Văn Cường TS. Phạm Thị Hồng Phượng PGS.TS Võ Thế Kỳ TRƯỞNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC PGS.TS Nguyễn Văn Cường iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu vàkết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sửdụng và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.Tác giả luận ánHồ Văn Minh Hải iv TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Trong Luận án này, các vật liệu nanocomposit cấu trúc trật tự cacbon/α-Fe2O3/Ag, Fe3O4/Au, Fe3O4/Ag đã được tổng hợp thành công bằng phương phápthủy nhiệt qua nhiều giai đoạn. Đặc trưng vật liệu được phân tích bằng các phươngpháp hiện đại SEM, EM, TEM, HR-TEM, XRD, XPS, FT-IR, và BET. Phân tíchđặc trưng cho thấy, vật liệu thu được có cấu trúc trật tự, kích thước hạt đồng đều vớidiện tích bề mặt khá lớn. Vật liệu nanocomposit cacbon/α-Fe2O3/Ag được sử dụng để biến tính điện cựcGCE phân tích đồng thời UA, XN và HP. Kết quả cho thấy, điện cực cacbon/α-Fe2O3/Ag-GCE có độ ổn định và độ lặp lại cao trong các phép đo lặp lại. Phươngpháp này tiết kiệm thời gian, dễ thực hiện, độ ổn định, khoảng tuyến tính từ 0,5 đến8,0 μmol L1, với giá trị LOD là 0,042; 0,089; và 0,048 µmol L1 tương ứng với bachất phân tích UA, XN và HP. Điện cực GCE được biến tính bởi vật liệu 3D Fe3O4/Au hình thái bông hoa,cấu trúc xốp dùng để phân tích chất kháng sinh CAP. Kết quả cho thấy, điện cựcbiến tính trên cơ sở vật liệu 3D Fe3O4/Au có khả năng hoạt tính oxy hóa tốt đối vớichất kháng sinh CAP với độ ổn định, độ lặp lại cao, giới hạn phát hiện thấp (0,14µM) và khoảng tuyến tính phù hợp (1,0-12,0 µM). Ngoài ra, phương pháp đề xuấtcó thể áp dụng đề xác định CAP trong mẫu nước tiểu bằng phương pháp điện hóa. Vật liệu nanocomposit Fe3O4/Ag được sử dụng xúc tác cho phản ứng phân hủy4-nitrophenol. Phản ứng khử tuân theo phương trình động học bậc 1. Giá trị kapp,TOF được tính toán lần lượt là 1,36 phút-1 và ...