Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Phân tích đặc trưng cấu trúc và khả năng quang xúc tác phân hủy một số chất màu hữu cơ của vật liệu tổ hợp CuO/ZnO

Luận văn này tập trung nghiên cứu tổng hợp hệ vật liệu CuO/ZnO bằng phương pháp sol – gel. Phân tích đặc trưng cấu trúc của hệ vật liệu CuO/ZnO. Phân tích đặc trưng phân hủy methyl đỏ bằng xúc tác quang hóa CuO/ZnO. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Hoá học: Phân tích đặc trưng cấu trúc và khả năng quang xúc tác phân hủy một số chất màu hữu cơ của vật liệu tổ hợp CuO/ZnO i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ THANH THỦY PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC, KHẢ NĂNGXÚC TÁC QUANG PHÂN HỦY MỘT SỐ CHẤT MÀU HỮU CƠ CỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP CuO/ZnO LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Thái Nguyên - 2018 ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ THANH THỦY PHÂN TÍCH ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC, KHẢ NĂNGXÚC TÁC QUANG PHÂN HỦY MỘT SỐ CHẤT MÀU HỮU CƠ CỦA VẬT LIỆU TỔ HỢP CuO/ZnO Chuyên ngành : Hóa phân tích Mã số : 8 44 01 18 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Trương Thị Thảo Thái Nguyên – 2018 i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin được tỏ lòng cảm ơn chân thành nhất tới các thầy côKhoa Hóa học Trường Đại học Khoa học Thái Nguyên đã trang bị kiến thức choem trong hai năm học tập và nghiên cứu. Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạotrường Đại học khoa học Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Hóa học và các cánbộ nhân viên phòng thí nghiệm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em thựchiện luận văn tốt nghiệp này. Cuối cùng em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới người đã hướng dẫn và giúpđỡ em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này đó là cô Trương Thị Thảo. Dù đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện luận văn này, nhưng do còn hạnchế về mặt năng lực, thời gian nên chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót cầnbổ sung, sửa chữa. Vì vậy em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của quý thầycô để luận văn tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thanh Thủy ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Kí hiệu Ý nghĩaa, b, c Hằng số mạng tinh thểh, k, l Các chỉ số Milerppm parts per millionmM mini molMR Methyl redTBA Tert - butylancoholp-BQ Para benzoquinoneEDTA Etylen diamin tetra axeticSEM Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope)TEM Hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy)TG– DTA Phép phân tích nhiệt (Thermal Analysis)XRD Nhiễu xạ tia X (X - Ray Diffraction)UV - Vis Tử ngoại khả kiến (Ultraviolet - visible spectroscopy) iii DANH MỤC BẢNG BIỂUBảng 1.1. Các thông số cấu trúc của CuO [28] ......................................................... 7Bảng 2.1. Khối lượng các chất lấy để chế tạo các cặp CuO/ZnO ........................... 29Bảng 2.2. Bảng pha các dung dịch chuẩn MR xác định khoảng tuyến tính ........... 32Bảng 3.1.Độ hấp thụ quang các dung dịch MR nồng độ 1 ppm đến 40 ppm ......... 43Bảng 3.2. Hiệu suất phân hủy methyl đỏ trong quá trình quang xúc tác có mặtCuO/ZnO với tỷ lệ CuO khác nhau nung ở các nhiệt độ khác nhau....................... 45Bảng 3.3. Hiệu suất quang phân hủy MR của vật liệu ............................................ 47CuO/ZnO 1-30 nung ở 550oC ,1h khảo sát ở hàm lượng vật liệu khác nhau ......... 47Bảng 3.4. Hiệu suất quang phân hủy MR của vật liệu ............................................ 47CuO/ZnO 1-30 nung ở 550oC ,1h khảo sát ở nồng độ chất phản ứng .................... 47Bảng 3.5. Tái sử dụng vật liệu CuO/ZnO 1-30 nung ở 550oC ,1h .......................... 48với dung dịch MR 30ppm, nồng độ vật liệu 0,1 g/l ................................................ 48Bảng 3.6. Ảnh hưởng của các tác nhân tác nhân t – BuOH, Na2EDTA, p – BQ ... 49 iv DANH MỤC HÌNH VẼHình 1.1. Cấu trúc Wurtzite và Blende của ZnO ...................................................... 4Hình 1.2. Phổ huỳnh quang của ZnO khối loại n ...................................................... 6Hình 1.3. Cấu trúc của vật liệu CuO ở nhiệt độ phòng ............................................. 6Hình 1.4. Phổ huỳnh quangcủa các mẫu CuO [30] .............................................................. 8Hình 1.5. Sự dịch chuyển của bờ hấp thụ trong vật liệu ZnO có nồng độ điện tử cao..... 10Hình 1.6. Quá trình chế tạo vật liệu bằng phương pháp sol - gel ........................... 12Hình 1.7.Diễn biến quá trình sol - gel ..................................................................... 13Hình 1.8. Quá trình ngưng tụ .................................................................................. 14Hình 1.9. Vùng năng lượng của chất dẫn điện, bán dẫn, chất dẫn điện.................. 15Hình 1.10. Electron và lỗ trống quang sinh khi chất bán dẫn bị kích thích ............ 16Hình 1.11. Cơ chế xúc tác quang của chất bán dẫn ................................................ 16Hình 1.12. Màu của dung dịch methyl đỏ ở giá trị pH khác nhau .......................... 18Hình 1.13. Công thức hóa học của methyl đỏ ......................................................... 18Hình 1.14.Sơ đồ để mẫu và cặp nhiệt điện cho TGA - DTA .................................. 20Hình 1.15. Minh hoạ sự nhiễu xạ của tia X ............................................................ 21Hình 1.16. Nguyên tắc phát xạ tia X dùng trong phổ ............................................. 24Hình 2.1.Sơ đồ chế tạo vật liệu CuO/ZnO .............................................................. 29Hình 3.1. Giản đồ phân tích nhiệt mẫu xerogel ..................... ...