Nghiên cứu sự ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu quả của quá trình khử Graphen oxit (GO) thành Graphen oxit dạng khử (RGO) sử dụng chất khử xanh axit ascorbic

Với mục đích làm tăng các tính chất đặc trưng của RGO, nhóm nghiên cứu đã tiến hành tổng hợp vật liệu composit MoS2 /RGO nhằm ứng dụng vào lĩnh vực xúc tác quang. Vật liệu composit được tổng hợp bằng phương pháp kết hợp giữa nung và thủy nhiệt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sự ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu quả của quá trình khử Graphen oxit (GO) thành Graphen oxit dạng khử (RGO) sử dụng chất khử xanh axit ascorbic 12, Số 2018 Tạp chí Khoa học - Trường ĐH Quy Nhơn, ISSN: 1859-0357, Tập 12, Số Tập 5, 2018, Tr.5,17-24 NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ ĐẾN HIỆU QUẢ CỦA QUÁ TRÌNH KHỬ GRAPHEN OXIT (GO) THÀNH GRAPHEN OXIT DẠNG KHỬ (RGO) SỬ DỤNG CHẤT KHỬ XANH AXIT ASCORBIC PHAN THỊ THÙY TRANG, LÂM THỊ PHƯƠNG THẢO, TRƯƠNG CÔNG ĐỨC, TRƯƠNG THANH TÂM* Khoa Hóa học, Trường Đại học Quy Nhơn TÓM TẮT Vật liệu graphen oxit dạng khử (RGO) được tổng hợp bằng phương pháp khử hóa học từ graphen oxit (GO) với chất khử xanh là axit ascorbic (vitamin C). Quá trình khử từ GO về RGO đạt kết quả tốt nhất ở nhiệt độ khử là 70oC. Với mục đích làm tăng các tính chất đặc trưng của RGO, nhóm nghiên cứu đã tiến hành tổng hợp vật liệu composit MoS2/RGO nhằm ứng dụng vào lĩnh vực xúc tác quang. Vật liệu composit được tổng hợp bằng phương pháp kết hợp giữa nung và thủy nhiệt. Các tính chất của vật liệu RGO cũng như của composit MoS2/RGO được đặc trưng bằng các phương pháp như XRD, FT-IR, SEM và EDX. Hiệu quả xúc tác quang của vật liệu composit MoS2/ RGO trong quá trình khử Rhodamin B (RhB) là 61,12% trong vùng ánh sáng khả kiến. Từ khóa: Xúc tác quang, graphen oxit dạng khử, MoS2, composit MoS2/ RGO, RhB. ABSTRACT The study of the effect of temperature on the reduction of graphene oxide (GO) into reduced graphene oxide (RGO) using acid ascorbic reducing agent Reduced graphene oxide material is synthesized via chemical reduction method from graphene oxide with acid ascorbic reducing agent (vitamine C). The best temperature for reducing graphene oxide to reduced graphene oxide is 700C. For the purpose of enhancing the characteristics of RGO, the MoS2/ RGO composites material is synthesized for being in photocatalyst field. The composites material is synthesized via the combination of calcination and hydrothermal methods. The properties of composites were charcterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The photocatalysis efficiency of MoS2/ RGO composites was 62,12% during Rhodamine B(RhB) removal in the visible light region. Keywords: Photocatalyst, reduced graphene oxide, MoS2, MoS2/RGO composites material, RhB. 1. Giới thiệu Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường đang là thách thức lớn đối với toàn xã hội. Trong khi dân số ngày một gia tăng, đời sống của con người ngày càng được nâng cao thì ô nhiễm môi trường cũng ngày càng trở nên trầm trọng đe dọa đến cuộc sống và sức khỏe con người. Đặc biệt, đối với các ngành công nghiệp sản xuất giấy, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu… thì các hợp chất hữu Email: truongthanhtam@qnu.edu.vn Ngày nhận bài: 15/6/2018; Ngày nhận đăng: 10/8/2018 * 17 Phan Thị Thùy Trang, Lâm Thị Phương Thảo, Trương Công Đức, Trương Thanh Tâm cơ khó phân hủy đang làm ô nhiễm nguồn nước một cách trầm trọng. Với nước thải dệt nhuộm các sản phẩm phân hủy của nó có khả năng gây ung thư cao, trong trường hợp nhẹ hơn có thể gây dị ứng trên cơ thể người. Vì vậy, việc xử lý để loại bỏ thuốc nhuộm còn dư trong nước thải dệt nhuộm trước khi thải chúng vào môi trường là rất cần thiết. Một trong những hợp chất màu khó phân hủy trong nước cần được xử lý đó là RhB. Có rất nhiều phương pháp được ứng dụng để xử lý các hợp chất hữu cơ này nhưng một trong những phương pháp có hiệu quả là sử dụng xúc tác quang. MoS2 là một chất bán dẫn có năng lượng vùng cấm khoảng 1,8eV được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: xúc tác, hấp phụ, sản xuất H2, lưu trữ và chuyển hóa năng lượng… [1]. Để tăng hiệu quả xử lý chất hữu cơ độc hại trong nước của xúc tác quang nói chung và MoS2 nói riêng thì cần phải có một chất nền phù hợp để phân tán xúc tác. Và RGO là một chất nền đang được nhiều nhóm nghiên cứu quan tâm. Graphen là một loại vật liệu có rất nhiều đặc trưng nổi bật như: diện tích bề mặt riêng lớn (2.600m2/g), bền cơ, bền nhiệt, độ truyền quang tốt. Graphen có rất nhiều ứng dụng và một trong những ứng dụng đầy hứa hẹn nhất là chất bán dẫn/graphen làm xúc tác quang. Vật liệu xúc tác quang dùng chất bán dẫn/ graphen được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực như: sinh H2, tách nước, khử CO2, khắc phục môi trường, tổng hợp hữu cơ và khử khuẩn [2]. Bên cạnh đó, graphen bị oxi hóa bởi các tác nhân oxi hóa mạnh như KMnO4, H2SO4 và NaNO3 để tạo thành dạng GO và sau đó thực hiện quá trình khử bằng tác nhân khử axit ascorbic để tạo thành dạng RGO. GO là vật liệu mà trên bề mặt có chứa nhiều nhóm chức chứa oxi, có khả năng hòa tan vào nước nhưng diện tích bề mặt riêng nhỏ, độ dẫn điện kém hơn so với graphen. Sau khi thực hiện quá trình khử GO về RGO bằng tác nhân khử hóa học (axit ascorbic) dưới tác dụng của nhiệt thì một số nhóm chức chứa oxi trên GO bị khử, tạo một số vị trí khuyết nhóm chức. So với GO thì RGO có diện tích bề mặt riêng lớn hơn, độ dẫn điện và độ truyền ...