Nghiên cứu khả năng xúc tác phân hủy phenol đỏ của vật liệu nano ZnO pha tạp Ce và Mn

Trong bài báo "Nghiên cứu khả năng xöc tác phân hủy phenol đỏ của vật liệu nano ZnO pha tạp Ce và Mn", các tác giả tiến hành tổng hợp vật liệu ZnO có pha tạp Ce, Mn và nghiên cứu khả năng quang xúc tác của vật liệu đối với phản ứng phân hủy phenol đỏ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khả năng xúc tác phân hủy phenol đỏ của vật liệu nano ZnO pha tạp Ce và Mn Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 19, Số 4/2014 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XÖC TÁC PHÂN HỦY PHENOL ĐỎ CỦA VẬT LIỆU NANO ZnO PHA TẠP Ce VÀ Mn Đến tòa soạn 1 - 5 – 2014 Nguyễn Thị Tố Loan, Nguyễn Quang Hải Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên SUMMARY STUDY THE CATALYTIC DECOMPOSITION OF PHENOL RED ZnO NANOMATERIALS DOPED Ce AND Mn Ce and Mn-doped ZnO nano-oxides synthesized by gel combustion method at a temperature of 5000C from polivinyl alcohol (PVA) and salts Zn(NO3)2, (NH4)2Ce(NO3)6 or Mn(NO3)2. Phase composition and morphology of the material was determined by X-Ray diffraction, and Transmittance Electron Microscopy (TEM). The results showed that, at 5000C were obtained single-phase oxides, particles evenly distributed. In which the diameter of Ce-doped ZnO oxide and Mn-doped ZnO oxide ≤ 40nm. To study the effect of time, volume, temperature levels and the ability to catalyze the decomposition of phenol red. UV light, showed P = 11W on nanoscale oxides are capable of color losing phenol red with over 80% efficiency. Keywords: Ce and Mn-doped ZnO nano-oxides, combustions, photocatalytic, PVA. 1. MỞ ĐẦU nhƣng có sự ổn định hóa học cao, không Phenol đỏ là tác nhân gây ô nhiễm môi gây độc, giá thành tƣơng đối thấp nên trƣờng. Khi phenol đỏ tấn công vào các đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực. Một tế bào chúng gây tê liệt các dây nối quan số nghiên cứu cho thấy, khi pha tạp thêm trọng trong cơ thể. Con ngƣời khi tiếp một số nguyên tố kim loại nhƣ Mn, Ce, xúc với phenol đỏ trong không khí có thể …vào oxit ZnO sẽ làm thay đổi thuộc bị kích ứng đƣờng hô hấp, đau đầu, cay tính, nâng cao khả năng quang xúc tác mắt, thậm chí gây tử vong. Do đó việc của vật liệu[1-5]. tìm kiếm các vật liệu có khả năng phân Trong bài báo này chúng tôi tiến hành hủy phenol đỏ là rất cần thiết. Một trong tổng hợp vật liệu ZnO có pha tạp Ce, Mn các vật liệu đƣợc quan tâm nghiên cứu là và nghiên cứu khả năng quang xúc tác oxit ZnO. Oxit ZnO là vật liệu bán dẫn của vật liệu đối với phản ứng phân hủy tuy có độ rộng vùng cấm cao (3,37 eV) phenol đỏ. 39 2. THỰC NGHIỆM 180 phút với nồng độ phenol đỏ ban đầu 2.1. Tổng hợp các vật liệu nano ZnO là 20 mg/l, khối lƣợng vật liệu là 100 mg. pha tạp Ce, Mn - Khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng vật Vật liệu nano ZnO tinh khiết và ZnO pha liệu từ 40 †200 mg với nồng độ phenol tạp 1%Ce, 1%Mn đƣợc tổng hợp theo đỏ ban đầu là 20 mg/l trong thời gian 90 phƣơng pháp đốt cháy gel PVA với phút. Zn(NO3)2, (NH4)2Ce(NO3)6 hoặc - Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ Mn(NO3)2 theo tỉ lệ thích hợp ở điều phenol đỏ từ 7,5 †50 mg/l với khối kiện tối ƣu về nhiệt độ tạo gel (80 0C), lƣợng vật liệu là 50 mg trong thời gian pH tạo gel (4) và nung gel ở 5000C. 90 phút. - Thành phần pha của vật liệu đƣợc xác - Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ từ định bằng phƣơng pháp nhiễu xạ 40÷ 600C ở nồng độ ban đầu của phenol Rơnghen trên máy D8 ADVANCE đỏ là 50 mg/l, khối lƣợng vật liệu là 50 Brucker của Đức với CuK = 1,5406Å ở mg trong khoảng thời gian từ 15-120 nhiệt độ phòng, góc quét 2  = 0- 700, phút. bƣớc nhảy 0,030, điện áp 30KV, cƣờng Đo độ hấp thụ quang của mẫu thu đƣợc độ ống phát 0,03A. sau thí nghiệm ở bƣớc sóng 435nm. - Phổ tán sắc năng lƣợng tia X (EDX) Hiệu suất phân hủy phenol đỏ đƣợc xác của vật liệu đƣợc xác định trên máy định bằng công thức: JEOL 6490- Nhật Bản H% = (A0- A). 100% / A0 - Ảnh vi cấu trúc và hình thái học của Trong đó A0 là độ hấp thụ quang của oxit đƣợc chụp bằng kính hiển vi điện tử dung dịch phenol đỏ ban đầu, A là độ truyền qua (TEM) JEOL-JEM-1010 hấp thụ quang của dung dịch phenol đỏ (Nhật Bản). sau. - Diện tích bề mặt riêng của các vật liệu 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN đƣợc đo bằng phƣơng pháp BET trên 3.1. Nghiên cứu đặc trƣng của vật liệu máy Nova 3200e (USA) và Tri Star 3000 nano ZnO pha tạp Ce, Mn của hãng Micromeritic (USA). Kết quả ghi giản đồ nhiễu xạ Rơnghen 2.2. Khảo sát hoạt tính quang xúc tác của mẫu ZnO tinh khiết, ZnO-1%Ce và của vật liệu ZnO-1%Mn đƣợc chỉ ra ở hình 1 cho Hoạt tính quang xúc tác của vật liệu thấy, các mẫu thu đƣợc đều là đơn pha đƣợc nghiên cứu bằng cách trộn một ZnO với các peaks đặc trƣng của góc ...