Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu sử dụng xúc tác quang hóa trên cơ sở hydroxit lớp đôi ZnBi2O4/Graphit và ZnBi2O4/Bi2S3 định hướng xử lý chất màu hữu cơ

Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu xử lý thuốc nhuộm RhB (Rhodamine B) và IC (Indigo carmine) bằng xúc tác quang ZnBi2O4/x.0Graphit, ZnBi2O4/x.0Bi2S3 dưới ánh sáng khả kiến. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu sử dụng xúc tác quang hóa trên cơ sở hydroxit lớp đôi ZnBi2O4/Graphit và ZnBi2O4/Bi2S3 định hướng xử lý chất màu hữu cơ VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌCBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -------------------------- NGUYỄN THỊ MAI THƠ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XÚC TÁC QUANG HÓA TRÊN CƠ SỞ HYDROXIT LỚP ĐÔI ZnBi2O4/GRAPHIT VÀ ZnBi2O4/Bi2S3 ĐỊNH HƯỚNG XỬ LÝ CHẤT MÀU HỮU CƠ Chuyên ngành: Hoá vô cơ Mã số chuyên ngành: 9440113 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC Hà Nội, năm 2021Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Công nghiệpThành phố Hồ Chí Minh, Khoa Hoá học trường Đại học Quốcgia Changwon (Hàn Quốc), Viện Địa lý Tài nguyên thành phốHồ Chí Minh và Viện Khoa học Vật liệu ứng dụng – Học việnKhoa học và Công nghệ.Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS.NGUYỄN THỊ KIM PHƯỢNGNgười hướng dẫn khoa học 2: TS. BÙI THẾ HUYPhản biện 1:Phản biện 2:Phản biện 3:Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp HọcViện tổ chức tại Viện Khoa học vật liệu ứng dụng, Viện Hàn lâmKhoa học và Công nghệ Việt nam, Số 01A, đường TL 29,Phường Thạnh Lộc, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh.vào hồi ….. giờ 00 ngày …. tháng …. năm 2021.Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ.- Thư viện Quốc gia Việt Nam. 1 MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài: Hiện nay, ô nhiễm môi trường đangở mức báo động, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước thải dệt nhuộm.Vì vậy, nghiên cứu và phát triển các vật liệu cũng như cácphương pháp có khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm là yêu cầucần thiết. Loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ có hại thông qua quátrình oxy nâng cao (AOPs) đang thu hút sự quan tâm ngày càngnhiều. Các vật liệu biến tính (heterojunctions) đã được chứngminh là một trong những vật liệu có khả năng xúc tác quang hóacao, có tính khả thi, hiệu quả cao bởi của nó có khả năng giảmtái kết hợp giữa các cặp electron-lỗ trống quang sinh.2. Mục tiêu của luận văn: Nghiên cứu xử lý thuốc nhuộm RhB(Rhodamine B) và IC (Indigo carmine) bằng xúc tác quangZnBi2O4/x.0Graphit, ZnBi2O4/x.0Bi2S3 dưới ánh sáng khả kiến.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Đóng góp vật liệu xúc tácquang mới ZnBi2O4/x.0Graphit, ZnBi2O4/x.0Bi2S3 với hiệu suấtcao, có triển vọng trong thực tiễn để xử lý chất ô hữu cơ dưới ánhsáng nhìn thấy4. Bố cục luận án: Luận án có 116 trang, bao gồm lời nói đầu,Chương 1: Tổng quan, Chương 2:Thực nghiệm, Chương 3: Kếtquả và thảo luận, kết luận. Luận án có 32 bảng, 44 hình, 153 tàiliệu tham khảo. CHƯƠNG 1. TỔNG QUANChất bán dẫn biến tính được hình thành từ quá trình kết hợp củahay hay nhiều vật liệu bán dẫn có năng lượng vùng cấm khácnhau để mở rộng năng lượng vùng cấm. Chất bán dẫn biến tínhcó nhiều ưu điểm như là tăng cường các quá trình chuyển hóa 2khác nhau trên bề mặt chung liên quan đến cặp lỗ trống - điện tửquang sinh, năng lượng vùng cấm đủ lớn để sự giảm sự tái hợplại của các hạt mang điện tích này, hiệu suất xúc tác cũng tươngđối ổn định sau khi tái sử dụng. Nhiều chất bán dẫn đã đượcnghiên cứu thành công như như ZnO/Al-Mg-LDHs, RGO/Bi-Zn-LDHs,Ti/ZnO-Cr2O3 …Gần đây, hỗn hợp oxit là dẫn xuất từ từ LDHs ứng dụng trongxúc tác quang hóa xử lý ô nhiễm các hợp chất hữu cơ đang đượcquan tâm. LDHs là vật liệu cấu trúc lớp có cấu tạo [M1-x 2+Mx3+(OH)2]x+ (An-)x/n.yH2O) cấu tạo của LDHs và các dẫn xuất oxitrất đa dạng với thành phần là kim loại hóa trị 2 và 3 phong phú.Các hỗn hợp oxit này được biến tính với các chất bán dẫn khácđóng góp một vai trò khá lớn trong chiến lược cải thiện tăngcường của khả năng xúc tác của vật liệu. Đặc biệt ZnBi2O4 là mộtchất xúc tác quang đầy hứa hẹn, độ ổn định cao trong vùng ánháng khả kiến. Graphit có cấu trúc lớp, trong mỗi lớp, các nguyêntử cacbon được sắp xếp trong một mạng lưới tổ ong, các nguyêntử trong mặt phẳng được liên kết cộng hóa trị, điện tử thứ tư là tựdo di chuyển trong mặt phẳng nên khả năng nhận điện tử rất tốt.Bi2S3 là chất bán dẫn lớp điển hình có độ rộng vùng cấm hẹp nênsự tái kết hợp của cặp điện tử-lỗ trống khá nhanh.Dựa trên tính chất của các vật liệu này, chúng tôi đề xuất nghiêncứu điều chế xúc tác quang bán dẫn ZnBi2O4/graphit vàZnBi2O4/Bi2S3 nhằm nâng cao hiệu quả xử lý thuốc nhuộm IC vàRhB dưới ánh sáng nhìn thấy. CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM2.1 Điều chế ZnBi2O4/x.0Graphit và ZnBi2O4/x.0Bi2S3. 3Vật liệu ZnBi2O4/x.0Graphit (x = 1 , 2, 5, 10, 20) vàZnBi2O4/x.0Bi2S3 (x = 1 , 2, 6, 12, 20) được điều chế bằngphương pháp đồng kết, x là tỉ lệ phần trăm về khối lượng graphitvà Bi2S3với ZnBi2O4 (hình 2.1). Hình 2.1 Sơ đồ điều chế (a) ZnBi2O4/x.0Graphit và (b) ZnBi2O4/x.0Bi2S3 Xác định đặc trưng của vật liệu ZnBi2O4/x.0Graphit vàZnBi2O4/x.0Bi2S3 bằng các phân tích hóa lý như XRD, IR, XPS,UV-VIS, SEM, TEM, UV-Vis DRS..2.2. Đánh giá hoạt tính xúc tác của vật liệuZnBi2O4/x.0Graphit và ZnBi2O4/x.0Bi2S3Đánh giá hoạt tính xúc tác của vật liệu ZnBi2O4/x.0Graphit vàZnBi2O4/x.0Bi2S3 thông qua phản ứng phân hủy IC và RhB. Qúatrình xúc tác gồm 2 giai đoạn: hấp phụ 60 phút và chiếu đèn.QT1: cân bằng hấp phụ trong tối 60 phút. QT2: chiếu đènhalogen A 300 W (Osram, Đức) trực tiếp vào hệ không sử dụngbộ lọc. 4 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1 Hệ xúc tác ZnBi2O4/x.0Graphit3.1.1 Đặc trưng xúc tác ZnBi2O4/x.0GraphitHình 3.1 biểu diễn giản đồ XRD của mẫu graphit, ZnBi2O4 vàZnBi2O4/x.0Graphit. mẫu ZnBi2O4 có ...