Nghiên cứu tổng hợp vật liệu g c3n4 cofe2o4 graphen ứng dụng xử lý chất kháng sinh trong môi trường nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN THỊ HÀ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU g – C3N4/CoFe2O4/GRAPHEN ỨNG DỤNG XỬ LÝ CHẤT KHÁNG SINH TRONG MƠI TRƢỜNG NƢỚC Chun ngành: Hóa lí thuyết hóa lí Mã số : 8440119 Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Vƣơng Hồn LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu đƣa luận văn trung thực, đƣợc đồng tác giả cho phép sử dụng chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Học Viên Nguyễn Thị Hà LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Vương Hồn tận tình hƣớng dẫn , giúp đỡ động viên tơi suốt q trình thực hồn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Ban chủ nhiệm Thầy, Cô mơn Hóa Học trƣờng Đại học Quy Nhơn tạo điều kiện giúp đỡ thời gian học tập nghiên cứu trƣờng Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Thầy, Cô giáo, anh chị, bạn phịng thực hành thí nghiệm hóa học – Khu A6 ,trƣờng Đại Học Quy Nhơn giúp đỡ, tạo điều kiện hỗ trợ tơi q trình thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè tập thể lớp cao học k22 ln động viên, khích lệ tinh thần tơi suốt trình học tập nghiên cứu khoa học Mặc dù cố gắn nhƣng cịn hạn chế kiến thức nhƣ thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu nên khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý báu từ Thầy, Cơ để luận văn đƣợc hồn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn ! Quy Nhơn, ngày tháng 12 năm 2021 Học Viên Nguyễn Thị Hà MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục tiêu đề tài 3 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu: Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu graphen oxit graphen oxit dạng khử 1.1.1.Tổng quan graphen oxit (GO) 1.1.2 Graphen oxit dạng Graphen khử (Reduced Oxide: rGO) 1.1.3 Ứng dụng graphen oxit graphen 1.2 Vật liệu cobal ferrite CoFe2O4 10 1.2.1 Cấu trúc vật liệu ferrite spinel MFe2O4 10 1.2.2 Các phƣơng pháp tổng hợp vật liệu ferrite spinel MFe2O4 13 1.2.3.Ứng dụng ferrite spinel MFe2O4 14 1.3 Giới thiệu vật liệu cacbon nitride, g-C3N4 15 1.3.1 Cấu trúc vật liệu cacbon nitride, g-C3N4 15 1.3.2 Phƣơng pháp tổng hợp tình hình nghiên cứu g-C3N4 16 1.4 Giới thiệu vật liệu tổ hợp g-C3N4/CoFe2O4/graphen ứng dụng 19 1.5 Giới thiệu xúc tác quang 21 1.5.1 Khái niệm xúc tác quang 21 1.5.2 Cơ chế phản ứng quang xúc tác 22 1.6 Giới thiệu tetracyline 27 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Hóa chất dụng cụ 28 2.1.1 Hóa chất 28 2.1.2 Dụng cụ 28 2.2 Tổng hợp vật liệu 29 2.2.1 Tổng hợp graphen oxit graphen 29 2.2.2 Tổng hợp CoFe2O4 29 2.2.3 Tổng hợp vật liệu g- C3N4 30 2.2.4 Tổng hợp vật liệu CoFe2O4 /graphen g- C3N4/ CoFe2O4 /graphen 30 2.3 Các phƣơng pháp đặc trƣng vật liệu 30 2.3.1 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction, XRD) 30 2.3.2 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (Fourier Transform – Infrared Spectrascopy, FT-IR) 32 2.3.3 Phƣơng pháp phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại – khả kiến (UltravioletVisible Diffuse Reflectance Spectroscopy, UV-Vis DRS) 33 2.3.4 Phƣơng pháp quang phổ tia X phân tán lƣợng (Energy Dispersive X ray Spectrocopy, EDX) 35 2.3.5 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 35 2.3.6 Từ kế mẫu rung (Vibrating Sample Magnetometer-VSM) 36 2.3.7 Phƣơng pháp đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ (BET) 36 2.4 Khảo sát hoạt tính xúc tác quang vật liệu tổng hợp 36 2.4.1 Xây dựng đƣờng chuẩn 36 2.4.2 Khảo sát thời gian đạt cân b ng hấp phụ 37 2.4.3 Khả xúc tác quang vật liệu phản ứng phân hủy TC37 2.4.4 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt tính xúc tác GCN/CF/rGO q trình phân hủy TC 37 2.4.5 Khả thu hồi tái sử dụng vật liệu 38 2.5 Nghiên cứu động học trình xúc tác 39 2.6 Nghiên cứu chế phản ứng quang xúc tác 41 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43 3.1 Đặc trƣng vật liệu 43 3.1.1 Graphen oxit dạng khử (rGO), ferrite spinel (CF) vật liệu biến tính (CF/rGO) 43 3.1.2 Đặc trƣng vật liệu g-C3N4 (GCN) 47 3.1.3 Đặc trƣng vật liệu tổ hợp GCN/CF/rGO 49 3.2 Đánh giá hoạt tính xúc tác quang vật liệu 55 3.2.1 Xây dựng đƣờng chuẩn 56 3.2.2 Khảo sát thời gian đạt cân b ng hấp phụ 57 3.2.3 Khả xúc tác quang vật liệu phản ứng phân hủy TC58 3.2.4 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt tính xúc tác GCN/CF/rGO q trình phân hủy TC 63 3.2.5 Quá trình thu hồi tái sử dụng vật liệu 66 3.3 Nghiên cứu động học phản ứng quang xúc tác vật liệu tổ hợp GCN/CF/rGO 67 3.4 Nghiên cứu chế phản ứng 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ 74 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT C : Nồng độ (mg/L) L : lít mg : miligam nm : nanomet GO : Graphen oxit (Graphene oxide) rGO : Graphen oxit dạng khử (Reduced graphene oxide) CF : Coban ferrite (CoFe2O4) GCN : Graphitic carbon nitride (g – C3N4) AOPs : Q trình oxi hóa nâng cao (Advance Oxidation Process) CB : Conduction band (Vùng dẫn) VB : Valance band (Vùng hóa trị) eˉCB : Photogenerated electron (Electron quang sinh) Eg : Band gap energy (Năng lƣợng vùng cấm) h⁺VB : Photogenerated hole (Lỗ trống quang sinh) IR : Phƣơng pháp phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) TC : Tetracyline SEM : Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét) UV-Vis DRS : UV-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy (Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến) XRD : X-Ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) EDX : Phƣơng pháp phổ tán xạ lƣợng tia X (Energy Dispersive X- Ray Spectroscopy) DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.Bán kính số ion kim loại 10 Bảng Phân bố ion vị trí cấu trúc spinel .11 Bảng 3.Thế oxi hóa chất oxy hóa điển hình 23 Bảng Danh mục hóa chất sử dụng khóa luận 28 Bảng 1.Thành phần phần trăm nguyên tố có vật liệu tổ hợp 51 Bảng 2.Thành phần phần trăm nguyên tố mẫu CF/rGO, GCN 0,2GCN/CF/rGO 55 Bảng 3.Giá trị lƣợng vùng cấm mẫu vật liệu rGO, CF, GCN, CF/rGO, GCN/CF/rGO 62 Bảng 4.H ng số tốc độ phản ứng theo mơ hình Langmuir-Hinshelwood 68 Bảng Hiệu suất phân hủy TC chất dập tắt (WO) 70 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1 Sơ đồ tạo graphen oxit từ graphit Hình Cấu trúc GO theo L M Sikhwivhilu Hình Mơ hình ảnh graphen Hình Sơ đồ tổng hợp graphen từ graphit Hình Cấu trúc tinh thể ferrite spinel 10 Hình Đƣờng M(H) với kích thƣớc khác (a) phụ thuộc lực kháng từ vào kích thƣớc hệ hạt nano Fe3O4 300 K (b) 12 Hình Đƣờng M(H) với kích thƣớc khác (a) phụ thuộc lực kháng từ vào kích thƣớc mẫu Co0,4Fe2,6O4(b) 12 Hình Mơ hình khối g-C3N4: triazine (trái), 16 Hình Sơ đồ minh họa trình tổng hợp g-C3N4 từ tiền chất 16 Hình 10 (a) Mạng lƣới g-C3N4; (b) Hình ảnh khối bột g-C3N4 (màu vàng); 17 Hình 11 Thế khử chuẩn g - C3N4 pH = 18 Hình 12 Cơ chế quang xúc tác vật liệu g-C3N4/ AgBr/ rGO 20 Hình 13 Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa dị thể 22 Hình 14 Sơ đồ biểu diễn chế oxi hóa 24 Hình 15 Sơ đồ biểu diễn chế khử 25 Hình 16 Cơ chế xúc tác quang vật liệu biến tính A B chất bán dẫn 26 Hình 17 Cơng thức cấu tạo Tetracyline (TC) 27 Hình Sơ đồ nhiễu xạ Rơnghen 31 Hình 2 Sơ đồ tia tới tia phản xạ mạng tinh thể 31 Hình Độ tù peak phản xạ gây kích thƣớc hạt 32 Hình 2.4 Hình ảnh minh họa xúc tác đƣợc thu hồi dƣới tác dụng từ trƣờng sau đƣợc tách 39 Hình Giản đồ XRD rGO (1), CF (2) 43 Hình Phổ FT-IR rGO(1), CF(2) CF/rGO (3) 44 Hình 3 Phổ EDX CF 45 Hình Ảnh SEM SEM-Mapping CF 45 Hình Phổ EDX CF/rGO 45 Hình Ảnh SEM, SEM-Mapping vật liệu CF/rGO 46 Hình Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ-khử hấp phụ nitơ rGO; CF CF/rGO 46 Hình Đƣờng cong từ hóa CF (a); CF/rGO (b) 47 Hình Giản đồ XRD mẫu GCN 48 Hình 10 Phổ IR mẫu vật liệu GCN 49 Hình 11 Ảnh SEM (a) phổ EDX (b) vật liệu GCN 49 Hình 12 Ảnh SEM vật liệu composite GCN/CF-rGO tổng hợp tỉ lệ GCN:CF-rGO 0,2 (a); 0,5 (b) (c) 50 Hình 13 Phổ EDX vật liệu composite GCN/CF-rGO tổng hợp tỉ lệ GCN:CF-rGO 0,2 (a); 0,5 (b) (c) 51 Hình 14 Phổ IR vật liệu composite GCN/CF-rGO tổng hợp 52 Hình 15 Giản đồ XRD rGO (a); GCN (b), CF (c); CF/rGO (d) 53 Hình 16 Phổ IR rGO (a); GCN (b), CF (c); CF/rGO (d) 54 Hình 17 Phổ tán xạ lƣợng tia X (EDX) CF/rGO (a), 55 Hình 18 Phổ UV-Vis TC 56 Hình 19 Đƣờng chuẩn TC 58 Hình 20 Dung lƣợng hấp phụ TC theo thời gian GCN, rGO, CF, CF/rGO 58 Hình 21 Đồ thị phụ thuộc Ct/C0 dung dịch TC theo thời gian phân hủy 59 Hình 22 Hiệu suất phân hủy TC xúc tác sau 240 phút chiếu sáng 59 Hình 23 Phổ UV-Vis DRS trạng thái rắn mẫu vật liệu rGO, CF, GCN, CF/rGO, GCN/CF/rGO 61 Hình 24 Đồ thị phụ thuộc hàm Kubelka - Munk vào lƣợng photon nh m ƣớc tính lƣợng vùng cấm Eg mẫu rGO, CF, GCN, CF/rGO, GCN/CF/rGO 62 Hình 25 Phổ UV-Vis sản phẩm trình phân hủy TC thời điểm chất xúc tác GCN/CF/rGO 64 Hình 26 Sự giảm Ct/Co TC theo thời gian thay đổi lƣợng chất xúc tác 63 69 3.4 Nghiên cứu chế phản ứng Nhƣ trình bày, chế phản ứng xúc tác quang giai đoạn trung gian có hình thành gốc tự nhƣ •OH, •O2- … gốc tự nhƣ electron quang sinh lỗ trống quang sinh trình hoạt động quang xúc tác tác động đến khả phân hủy chất hữu Để tìm hiểu vai trị chúng trình xúc tác quang, đồng thời đề xuất chế phản ứng nghiên cứu, tiến hành đánh giá ảnh hƣởng có mặt chất dập tắt (quencher) đến phản ứng quang xúc tác Các chất dập tắt đƣợc sử dụng luận văn Benzoquinon (BQ), triethanol amine (TEOA), isopropyl alcohol (IPA) nh m cản trở hoạt động •O2-, lỗ trống quang sinh (h+) •OH phản ứng quang xúc tác phân hủy TC Ảnh hƣởng có mặt chất dập tắt (quencher) phản ứng phân hủy TC xúc tác GCN/ CF/ rGO đƣợc tiến hành điều kiện dung dịch chất dập tắt có nồng độ ban đầu 10 milimol; lƣợng xúc tác: 50 mg; thể tích dung dịch TC (nồng độ 100 mg/L): 100 mL; thời gian phản ứng: 240 phút Kết thể Hình 3.33 WO IPA TEOA BQ Ct/C0 1.0 0.5 0.0 30 60 90 120 150 180 210 240 Thời gian(phut) Hình 33 Ảnh hƣởng chất dập tắt đến phân hủy TC 70 Bảng Hiệu suất phân hủy TC chất dập tắt (WO) có chất dập tắt STT Chất dập tắt Hiệu suất phân hủy TC (%) WO (Wonquenching) 95,1807 IPA 88,73 TEOA 30,5178 BQ 25,6188 Có thể nhận thấy, khơng có chất dập tắt (WO), sau 240 phút chiếu sáng giá trị Ct/C0 giảm mạnh 0,04819, ứng với hiệu suất phân hủy TC đạt 95,18% Khi dùng chất dập tắt khác hiệu suất phân hủy TC đạt đƣợc khác Khi sử dụng IPA, giá trị Ct/C0 giảm 0,11272 (hiệu suất phân hủy TC đạt 88,73%), hiệu suất phân hủy TC dùng chất dập tắt IPA so với WO giảm nhẹ; Đối với TEOA BQ giảm Ct/C0 tƣơng ứng 0,69482 0,74381 (hiệu suất phân hủy đạt lần lƣợt 30,5178% 25,6188%) Có thể thấy hiệu suất phân hủy TC giảm khơng đáng kể có mặt chất dập tắt TEOA BQ, điều chứng tỏ q trình quang xúc tác có hình thành gốc tự nhƣ •OH, •O2- h+, e- Trong hiệu suất xúc tác quang thấp dùng BQ, tiếp đến TEOA Kết cho thấy r ng h+, •O2- tác nhân tác động đến phân hủy TC đƣợc chiếu sáng UV Kết phù hợp với công bố N Chnadel cộng [14] Đối với IPA có gây ức chế phần hoạt tính xúc tác quang, song so với BQ TEOA hiệu suất phân hủy TC đạt cao, 88,73% Nhƣ vậy, phân hủy TC có mặt chất xúc tác GCN/CF/rGO bị ảnh hƣởng đáng kể có mặt BQ TEOA điều phân li tƣơng tác cao hạt mang điện tích Từ kết thảo luận cho thấy •O2-, h+ tác nhân tác động đến phân hủy TC đƣợc chiếu sáng UV Như kết luận rằng, tác dụng nguồn ánh sáng có bước sóng 355 nm, tác nhân hình thành, di chuyển đến bề mặt tương tác 71 với số chất bị hấp phụ bề mặt nước oxi Các tác nhân đóng vai trị quan trọng, định q trình phân hủy TC, bên cạnh kể đến phần đóng góp •OH e- Theo N Chnadel cộng [14], chế phản ứng quang xúc tác xúc tác g-C3N4/ CoFe2O4/ rGO dạng Z, chiếu xạ ánh sáng nhìn khả kiến ,chuyển điện tử từ vùng dẫn g-C3N4 đến vùng hóa trị CoFe2O4 , mặc khác chuyển lỗ trống từ vùng hóa trị anot g-C3N4 sang vùng hóa trị CoFe2O4, giúp làm giảm tái kết hợp cặp electron lỗ trống quang sinh 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN 1/ Đã tổng hợp biến tính thành công rGO CF b ng phƣơng pháp thủy nhiệt Các kết đặc trƣng vật liệu nhƣ XRD, IR, SEM EDX chứng minh đƣợc r ng vật liệu sau biến tính giữ đƣợc cấu trúc đặc trƣng rGO cấu trúc cubic spinel ferrite CoFe2O4, cấu trúc ổn định điều kiện khảo sát; tỉ lệ mol Fe3+ : Co2+ đƣợc đảm bảo 2,0: 1,0 vật liệu thu đƣợc có tính thuận từ 2/ Đã tổng hợp thành công vật liệu g-C3N4 từ tiền chất ban đầu urê b ng phƣơng pháp nung pha rắn 3/ Tổng hợp thành công vật liệu tổ hợp g-C3N4/CoFe2O4/rGO b ng phƣơng pháp trộn lẫn pha rắn Kết thu đƣợc từ phƣơng pháp đặc trƣng vật liệu nhƣ XRD, SEM, FT-IR, EDX,…cho thấy r ng, vật liệu tổng hợp có cấu trúc, độ tinh thể cao, hạt nano ferrite spinel phân tán lên graphen nhƣ lớp g-C3N4 Sự tồn liên kết Co/Fe-O Co-O-C vật liệu nghiên cứu đƣợc xác định 4/ Bƣớc đầu ứng dụng thành công vật liệu tổ hợp g-C3N4/CoFe2O4/rGO phản ứng phân hủy TC môi trƣờng nƣớc dƣới ánh sáng khả kiến Hoạt tính xúc tác quang vật liệu g-C3N4/CoFe2O4/rGO đƣợc nghiên cứu qua phản ứng phân hủy TC nƣớc, hiệu suất phân hủy đạt 95,18% sau 240 phút phản ứng Xúc tác khơng có hoạt tính cao mà bền điều kiện nghiên cứu Dƣới tác dụng từ trƣờng ngồi xúc tác có khả thu hồi tái sử dụng Sau lần tái sử dụng, cấu trúc thành phần pha xúc tác đƣợc trì nhƣ ban đầu Vật liệu nghiên cứu đáp ứng tốt yêu cầu chất xúc tác quang từ tính, phần từ tính với chức tách, thu hồi nhờ sử dụng từ trƣờng phần thứ hai chất hoạt động với chức xúc tác quang 5/ Động học trình phân hủy TC xúc tác g-C3N4/CoFe2O4/rGO 73 đƣợc nghiên cứu Kết r ng, q trình phân hủy TC tn theo theo mơ hình Langmuir-Hinshelwood với h ng số tốc độ phản ứng 0,008524 phút-1 Cơ chế xúc tác quang phân hủy TC xúc tác g-C3N4/CoFe2O4/rGO đƣợc nghiên cứu Kết thu đƣợc cho thấy gốc tự •O2-, h+ tác nhân tác động đến phân hủy TC đƣợc chiếu sáng UV II KIẾN NGHỊ Nghiên cứu cách có hệ thống tổng hợp khảo sát tính chất vật liệu tổ hợp g-C3N4/CoFe2O4/rGO; Mở rộng khả ứng dụng vật liệu nghiên cứu đối tƣợng xử lý khác ứng dụng triển khai xử lý mẫu thực tế 74 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ [1] Đỗ Thị Phƣơng Hồng, Nguyễn Thị Thúy, Nguyễn Thị Hà, Trần Thị Hồng Điệp, Nguyễn Ngọc Minh, Nguyễn Hoàng Anh, Lê Thị Thanh Thúy, Nguyễn Văn Thắng, Nguyễn Thị Vƣơng Hồn (2020), Tổng hợp tính chất xúc tác quang vật liệu composite NiFe2O4/ graphen oxit biến tính nitơ, Tạp chí xúc tác Hấp phụ, Số 2- Tập 9/ TCXTHP-2020 [2] Phạm Thị Lệ Trâm*, Nguyễn Thị Hà, Đỗ Thị Phƣơng Hoàng, Nguyễn Minh Huy, Nguyễn Ngọc Minh, Diệp Thị Lan Phƣơng, Trần Thị Thu Phƣơng, Nguyễn Thị Nghĩa, Huỳnh Thị Minh Thành, Bùi Thị Ngọc Linh, Nguyễn Đức Thiện, Nguyễn Thị Vƣơng Hoàn*, Nghiên cứu tổng hợp vật liệu gC3N4/CoFe2O4/ graphen oxit dạng khử ứng dụng làm chất xúc tác quang, Tạp chí xúc tác Hấp phụ (Đã có Giấy chấp nhận đăng Tạp chi, Số: 75/GXN-TCXTHPVN – 2021) 75 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Lê Thị Mai Hoa, Hà Quang Ánh, Lê Hà Giang, Nguyễn Kế Quang, Đào Đức Cảnh, Nguyễn Thị Phƣơng, Trần Thị Kim Hoa, Đặng Tuyết Phƣơng Vũ Anh Tuấn, Synthesis, characterization and application of novel MnFe2O4- rGO composite in photocatalytic degradation of reactive dye, Proceedings of IWNA 2015,11-14 November 2015, Vung Tau, Viet Nam pp 513-516 [2] Lê Thị Mai Hoa, Hà Quang Ánh, Lê Hà Giang, Nguyễn Kế Quang, Ngô Tiến Quyết, Quản Thị Thu Trang Vũ Anh Tuấn, Study on dye reactive RR 195 photodegradation ability from aqueous solution by CoFe2O4/GO composite, Tạp chí Xúc tác hấp phụ, ISSN 0866-7411, T4, N0 2, 39-44 (2015) [3] Nguyễn Hữu Đức (2008), Vật liệu từ cấu trúc nano điện từ spin, Nhà xuất đại học Quốc gia Hà Nội: pp 49-53 [4] Nguyễn Thị Vƣơng Hoàn cộng sự, Nghiên cứu tổng hợp nanocomposite MFe2O4 (M = Fe, Co, Ni)/ graphen vật liệu sở graphen biến tính ứng dụng xử lý mơi trường cảm biến điện hóa Đề tài KHCN Cấp Bộ (Bộ giáo dục đào tạo), Mã số: B2019-DQN-562-03 [5] P N Minh, "Vật liệu cacbon cấu trúc nano ứng dụng tiềm năng," NXB Khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội, 2014 [6] Phan Văn Tƣờng (2007 ), Vật liệu vô cơ, Nhà xuất đại học Quốc gia HàNội:pp.52-54.59 [7] Thân Đức Hiền, Lƣu Tuấn Tài (2008), Từ học vật liệu từ, Nhà xuất đại học Bách Khoa - Hà Nội: pp 158, 108-111,162-163 76 TÀI LIỆU TIẾNG ANH [8] Angelakeris, M., Magnetic nanoparticles: A multifunctional vehicle for modern theranostics Biochimica et Biophysica Acta (BBA)General Subjects, 2017 1861(6): p 1642-1651 [9] Arne Thomas, Anna Fischer, Frederic Goettmann,Markus Antonietti, Jens-Oliver Muller,Robert Schloglband Johan, M Carlsson, Graphitic carbon nitride materials: variation of structure and morphology andtheir use as metal-free catalysts, Journal of Materials Chemistry, (2008),4893 – 4908 [10] Badr, Y and M Mahmoud, Enhancement of the optical properties of poly vinyl alcohol by doping with silver nanoparticles Journal of applied polymer science, 2006 99(6): p 3608-3614 [11] Boukhvalov, D.W., Oxidation of a graphite surface: the role of water The Journal of Physical Chemistry C, 2014 118(47): p 2759427598 [12] Brodie B C (1859), On the Atomic Weight of Graphite Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 149, 249-259 [13] Casanovas, J., et al., Origin of the large N1s binding energy in X-ray photoelectron spectra of calcined carbonaceous materials Journal of the American Chemical Society, 1996 118(34): p 8071-8076 [14] Chandel, N., et al., Magnetically separable ZnO/ZnFe2O4 and ZnO/CoFe2O4 photocatalysts supported onto nitrogen doped graphene for photocatalytic degradation of toxic dyes Arabian Journal of Chemistry, 2020 13(2): p 4324-4340 [15] Chen, D., M Sivakumar, and A.K Ray, Heterogeneous photocatalysis in environmental remediation Developments in Chemical Engineering and Mineral Processing, 2000 8(5‐6): p 505-550 77 [16] Chen, Y., Li, W., Jiang, D., Men, K., Li, Z., Li, L., & Wang, L N (2019), "Facile synthesis of bimodal macroporous g-C3N4/SnO2 nanohybrids with enhanced photocatalytic activity", Science Bulletin, 64(1), 44-53 [17] Chua C K., Pumera M (2014), Chemical reduction of graphene oxide: a synthetic chemistry viewpoint, Chem Soc Rev., 43, 291-312 [18] Devina Rattan Paul, Shubham Gautam, Priyanka Panchal, Satya Pal Nehra, Pratibha Choudhary, and Anshu Sharma, “ZnO-Modified g - C3N4: A Potential Photocatalyst for Environmental Application ” ACS Omega 2020, 5, 3828-3838 https://dx.doi.org/10.1021/acsomega.9b02688 [19] Dr Yong Wang, Dr Xinchen Wang, Dr Markus Antonietti, Polymeric Graphitic Carbon Nitride as a Heterogeneous Organocatalyst: From Photochemistry to Multipurpose Catalysis to Sustainable Chemistry,Polymer Sustainability, 51(1), (2012), 68-89 [20] Du X., Zhou C., Liu H.-Y., Mai Y.W and Wang G., Facile chemical synthesis of nitrogen-doped graphene sheets and their electrochemical capacitance, Journal of power sources, 241 (2013), pp 460-466 [21] Feng, J., et al., Ultrasonic-assisted in situ synthesis and characterization of superparamagnetic Fe3O4 nanoparticles Journal of Alloys and Compounds, 2011 509(37): p 9093-9097 [22] Finegold, L and J.L Cude, Biological Sciences: One and Twodimensional Structure of Alpha-Helix and Beta-Sheet Forms of Poly (L-Alanine) shown by Specific Heat Measurements at Low Temperatures (1.5–20 K) Nature, 1972 238(5358): p 38-40 78 [23] Friedmann, D., C Mendive, and D Bahnemann, TiO2 for water treatment: parameters affecting the kinetics and mechanisms of photocatalysis Applied Catalysis B: Environmental, 2010 99(34): p 398-406 [24] Fu, Y., et al., Copper ferrite-graphene hybrid: a multifunctional heteroarchitecture for photocatalysis and energy storage Industrial & engineering chemistry research, 2012 51(36): p 11700-11709 [25] G Mamba∗, A.K Mishra, Graphitic carbon nitride (g-C3N4) nanocomposites: A new andexciting generation of visible light driven photocatalysts forenvironmental pollution remediation, Applied Catalysis B: Environmental, 198, (2016), 347-377 [26] Gao W (2012), Graphite oxide: Structure, reduction and applications, thesis of Ph.D, Rice University, Texas [27] Geim, A., Novoselov, K The rise of graphene Nature Mater 6, 183– 191 (2007) https://doi.org/10.1038/nmat1849 [28] Gernjak, W., et al., Photo-Fenton treatment of water containing natural phenolic pollutants Chemosphere, 2003 50(1): p 71-78 [29] Glaze, W.H., J.-W Kang, and D.H Chapin, The chemistry of water treatment processes involving ozone, hydrogen peroxide and ultraviolet radiation 1987 [30] He, Y., et al., Enhanced photodegradation activity of methyl orange over Zscheme type MoO3–gC3N4 composite under visible light irradiation Rsc Advances, 2014 4(26): p 13610-13619 [31] Herzer, G., Grain size dependence of coercivity and permeability in nanocrystalline ferromagnets IEEE Transactions on magnetics, 1990 26(5): p 1397-1402 79 [32] Howe, R., Recent developments in photocatalysis Developments in Chemical Engineering and Mineral Processing, 1998 6(1‐2): p 55-84 [33] J Su, M Cao, L Ren, and C Hu, "Fe3O4–graphene nanocomposites with improved lithium storage and magnetism properties ," The Journal of Physical Chemistry C, vol 115, no 30, pp 1446914477, 2011 [34] J.-G Yu et al., "Graphene nanosheets as novel adsorbents in adsorption, preconcentration and removal of gases, organic compounds and metal ions," Science of the total environment, vol 502, pp 70-79, 2015 [35] Jang, J.t., et al., Critical enhancements of MRI contrast and hyperthermic effects by dopant‐controlled magnetic nanoparticles Angewandte Chemie International Edition, 2009 48(7): p 12341238 [36] John Zhang Z., Zhong L., Wang., Bryan C Chakoumakos, Jin S Yin (1998), Temperature Dependence of Cation Distribution and Oxidation State in Magnetic Journal of American Mn-Fe Ferrite Nanocrystals, Chemical Society, 120: pp 1800–1804 Journal of the american chemical society, vol 80, no 6, pp 13391339, 1958 [37] K Krishnamoorthy, M Veerapandian, K Yun, and S.-J Kim, "The chemical and structural analysis of graphene oxide with different degrees of oxidation," Carbon, vol 53, pp 38-49, 2013 [38] Kaden, W.E., et al., Size-dependent oxygen activation efficiency over Pd n/TiO2 (110) for the CO oxidation reaction Journal of the American Chemical Society, 2010 132(38): p 13097-13099 80 [39] Khan, M.M., D Pradhan, and Y Sohn, Nanocomposites for visible lightinduced photocatalysis 2017: Springer [40] Kiani, M., et al., Spinel nickel ferrite nanoparticles supported on nitrogen doped graphene as efficient electrocatalyst for oxygen reduction in fuel cells Materials Express, 2017 7(4): p 261-272 [41] Kim, D., et al., Synthesis of uniform ferrimagnetic magnetite nanocubes Journal of the American Chemical Society, 2009 131(2): p 454-455 [42] L M Sikhwivhilu, S S Ray, and N J Coville, "Influence of bases on hydrothermal synthesis of titanate nanostructures" Applied Physics A, vol 94, no 4, pp 963-973, 2009 [43] Li, W., et al., Evidence for the active species involved in the photodegradation process of methyl orange on TiO2 The Journal of Physical Chemistry C, 2012 116(5): p 3552-3560 [44] Li, Z., et al., Superstructured assembly of nanocarbons: fullerenes, nanotubes, and graphene Chemical reviews, 2015 115(15): p 7046-7117 [45] M.Solehudin, Uraiwan Sirimahachai, Gomaa A.M , One –post synthesis of isotype heterojuntion g-C3N4-MU Photocatalyst for effective tetracyline hydrochloride antibiotic and reactive orange 16 dye removal Advaced powed Technology 2020 [46] Maciel, R., G Sant‟Anna Jr, and M Dezotti, Phenol removal from high salinity effluents using Fenton’s reagent and photo-Fenton reactions Chemosphere, 2004 57(7): p 711-719 [47] Marcano D C., Kosynkin D V., Berlin J M., Sinitskii A., Sun Z., Slesarev A., Alemany L B., Lu W., and Tour J M (2010), Improved Synthesis of Graphene Oxide, ACS Nano, 4(8), 4806-4814 81 [48] Mei Zhang, MengqiuJia (2013), High rate capability and long cycle stability Fe3O4–graphenenanocomposite as anode material for lithium ion batteries, Journal of Alloys and Compounds 551, 53–60 [49] Mei, J and L Zhang, Anchoring high-dispersed MnO2 nanowires on nitrogen doped graphene as electrode materials for supercapacitors Electrochimica Acta, 2015 173: p 338-344 [50] Mokhtar Mohamed, M., et al., Nitrogen graphene: A new and exciting generation of visible light driven photocatalyst and energy storage application ACS omega, 2018 3(2): p 1801-1814 [51] Noor Izzati Md Rosli, Sze-Mun Lam, Jin-Chung Sin, Ichikawa Satoshi, Abdul Rahman Mohamed Photocatalytic Performance of ZnO/g-C3N4 for Removal of Phenol under Simulated Sunlight Irradiation Journal of Environmental Engineering 2018, 144 (2) , 04017091 https://doi.org/10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0001300 [52] Park, Seong Jun Mun and Soo-Jin, Graphitic Carbon Nitride Materials for Photocatalytic Hydrogen Production via Water Splitting: A Short Review, (2019) [53] Parsons, S., Advanced oxidation processes for water and wastewater treatment 2004: IWA publishing [54] Pei S., Cheng H M (2012), The reduction of graphene oxide, Carbon, 50, 3210-3228 [55] R K Singh, Kumar, R., & Singh, D P., "Graphene oxide: strategies for synthesis, reduction and frontier applications," RSC Advances, vol 6(69), pp 64993-65011, 2016 [56] Rajeshwar, K., et al., Heterogeneous photocatalytic treatment of organic dyes in air and aqueous media Journal of photochemistry and photobiology C: photochemistry reviews, 2008 9(4): p 171-192 82 [57] Rehman, S., et al., Strategies of making TiO2 and ZnO visible light active Journal of hazardous materials, 2009 170(2-3): p 560-569 [58] Robertson, A.W and J.H Warner, Atomic resolution imaging of graphene by transmission electron microscopy Nanoscale, 2013 5(10): p 4079-4093 [59] S Huang, Y Xu, M Xie, H Xu, M He , J Xia, L.Huang , H Li, Synthesis of magnetic CoFe2O4/g-C3N4 composite and its enhancement of photocatalytic ability under visible-ligh, J Colloids and Surfaces A: Physicochem Eng Aspects 478, (2015) 71–80 http://dx.doi.org/10.1016%2Fj.colsurfa.2015.03.035 [60] S Shanavas, S M Roopan, A Priyadharsan, D Devipriya,…Computationally Guided Synthe sis of (2D/3D/2D) rGO/ Fe2O3/ g-C3N4 Nanostructure with Improved Charge Separation and Transportation Efficiency for Degradation of Pharmaceutical Molecules (2019) Applied Catalysis B: Environmental http://doi.org/10.1016/j.apcatb.2019.117758 [61] Samoilova, R.I., A.R Crofts, and S.A Dikanov, Reaction of superoxide radical with quinone molecules The Journal of Physical Chemistry A, 2011 115(42): p 11589-11593 [62] Shan, H., et al., Sulfur/nitrogen dual-doped porous graphene aerogels enhancing anode performance of lithium ion batteries Electrochimica Acta, 2016 205: p 188-197 [63] Staudenmaier L., Verfahren zur darstellung der graphitsäure, Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, 31 (1898), pp 1481-1487 [64] Suwanchawalit C and Somjit V., Hydrothermal synthesis of magnetic CoFe2O4-Graphene nanocomposite with enhanced photocatalytic performance, Digest J Nanomater Biostruc, 10 (2015), pp 769-777 83 [65] Vafayi, L., S Gharibe, and S Afshar, Development of a Mild Hydrothermal Method toward Preparation of ZnS Spherical Nanoparticles 2013 [66] W S Hummers Jr and Offeman R E (1958), Preparation of Graphitic Oxide, J Am Chem Soc., 80(6), 1339-1339 [67] Xing, S., et al., Characterization and reactivity of Fe3O4/FeMnOx core/shell nanoparticles for methylene blue discoloration with H2O2 Applied Catalysis B: Environmental, 2011 107(3-4): p 386-392 [68] Y Zhou, J.Li, C.Liu, P Huo, H.Wang, Construction of 3D porous gC3N4/AgBr/rGO composite for excellent visible light photocatalytic activity, Applied Surface Science, 458, 586-596 (2018) [69] Yang J., Jo M R., Kang M., Huh Y S., Jung H and Kang Y.M., Rapid and controllable synthesis of nitrogen doped reduced graphene oxide using microwave-assisted hydrothermal reaction for high power-density supercapacitors, Carbon, 73 (2014), pp 106-113 [70] Yang, L and B Kruse, Revised Kubelka–Munk theory I Theory and application JOSA A, 2004 21(10): p 1933-1941 [71] Zang, Y., Li, L., Li, X., Lin, R., & Li, G (2014), "Synergistic collaboration of g-C3N4/SnO2 composites for enhanced visiblelight photocatalytic activity", Chemical Engineering Journal, 246, 277-286 [72] Zhao, G., et al., Few-layered graphene oxide nanosheets as superior sorbents for heavy metal ion pollution management Environmental science & technology, 2011 45(24): p 1045410462 ... 4.3 Ứng dụng vật liệu g- C3N4/ CoFe2O4 /graphen Khảo sát khả ứng dụng vật liệu tổ hợp g- C3N4/ CoFe2O4/ graphen xúc tác – hấp phụ nh m xử lý chất kháng sinh môi trƣờng nƣớc Nồng độ chất kháng sinh. .. đƣợc vật liệu tổ hợp g- C3N4/ CoFe2O4 /graphen ứng dụng hiệu xúc tác – hấp phụ nh m xử lý chất kháng sinh môi trƣờng nƣớc Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu: * Đối tƣợng nghiên cứu - Graphen vật liệu. .. hợp chất hữu môi trƣờng nƣớc Xuất phát từ lí tơi chọn đề tài: “ Nghiên cứu tổng hợp vật liệu g- C3N4/ CoFe2O4 /graphen ứng dụng xử lý chất kháng sinh môi trƣờng nƣớc ” Mục tiêu đề tài Tổng hợp