Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

79 58 0
Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐỖ THỊ LIÊN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL MnxZn1-xFe2O4 (0  x  0,5) LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2021 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐỖ THỊ LIÊN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL MnxZn1-xFe2O4 (0  x  0,5) Ngành: Hóa vơ Mã số: 440 113 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ TỐ LOAN THÁI NGUYÊN - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Tố Loan Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Đỗ Thị Liên i Xác nhậ n Trư ởng kho a PGS.TS Nguyễn Thị Hiền Lan N g i h n g d ẫ n PGS.T S Nguyễn Thị Tố Loan i LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Tố Loan người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Ban giám hiệu, phịng Đào tạo, khoa Hóa học - trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài Luận văn nhận giúp đỡ thực phép đo phịng thí nghiệm Hóa vô - trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, Khoa Hóa học - trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Phịng thí nghiệm siêu cấu trúc -Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương, Viện Khoa học Vật liệu Xin cảm ơn giúp đỡ quý báu Xin chân thành cảm ơn bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình thực nghiệm hồn thành luận văn Sau tơi xin dành lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình tơi, bố mẹ tôi, anh em họ hàng cho tơi động lực tâm hồn thành luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2021 Tác giả luận văn Đỗ Thị Liên ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan …………………………………………………………………… .i Lời cảm ơn ……………………………………………………………………………ii Mục lục ………………………………………………………………………………iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt …………………………………………… v Danh mục bảng …………………………………………………………………vi Danh mục hình ……………………………………………………………… vii MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vật liệu spinel 1.1.1 Cấu trúc vật liệu spinel …………………………………………… ….2 1.1.2 Một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano spinel ………………… … 1.1.2.1 Phương pháp đồng kết tủa 1.1.2.2 Phương pháp thủy nhiệt 1.1.2.3 Phương pháp sol-gel 1.1.2.4 Phương pháp tổng hợp đốt cháy 1.1.3 Tình hình nghiên cứu tổng hợp nano ferit tinh khiết ferit pha tạp ion kim loại .8 1.2 Giới thiệu metylen xanh ………………………………………… 10 1.3 Phương pháp oxi hóa nâng cao (AOPs) 10 1.3.1 Giới thiệu q trình oxi hóa nâng cao 10 1.3.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng xúc tác ferit trình oxi hóa nâng cao 13 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 18 2.1 Dụng cụ, hoá chất 18 2.1.1 Dụng cụ, máy móc .18 2.1.2 Hóa chất .18 2.2 Tổng hợp hệ vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) phương pháp đốt cháy dung dịch ……………………………………………………………………… 18 2.3 Các phương pháp nghiên cứu vật liệu …………………………………… 19 2.3.1 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen 19 2.3.2 Phương pháp phổ hồng ngoại 21 2.3.3 Phương pháp hiển vi điện tử quét hiển vi điện tử truyền qua 21 2.3.4 Phương pháp tán xạ lượng tia X 23 2.3.5 Phương pháp phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại-khả kiến .23 2.3.6 Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại- khả kiến .24 2.4 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 26 2.5 Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu nano spinel MnxZn1-xFe2O4 26 2.5.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ .26 2.5.2 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Kết nghiên cứu vật liệu phương pháp nhiễu xạ Rơnghen……… 28 3.2 Kết nghiên cứu vật liệu phương pháp phổ hồng ngoại 29 3.3 Kết nghiên cứu hình thái học vật liệu .31 3.4 Kết nghiên cứu mẫu phương pháp phổ tán xạ lượng tia X 32 3.5 Kết đo phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại-khả kiến vật liệu………… 33 3.6 Kết nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu…………………………………………………………………………… 34 3.6.1 Kết xác định thời gian đạt cân hấp phụ 34 3.6.2 Kết nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu .35 3.6.3 Động học phản ứng phân hủy metylen xanh………………………… 39 KẾT LUẬN .41 TÀI LIỆU THAM KHẢO .41 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT T ê CH C ac C o E ne G as In fr M et MM Dal O xa P ol Rh R ho Sc an Se lf SS S ol Tr an TTe Ftr UUl Vtr X AA Odv S ol Ul tr D iUl tr VB V al CB C on v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang vi Hình 3.12 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian có mặt H2O2 (a), ZnFe2O4 + chiếu sáng (b) Hình 3.13 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,1) Hình 3.14 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,2 0,3) Hình 3.15 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,4 0,5) Bảng 3.4 Hiệu suất phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x=0 ÷ 0,5), sau 240 phút chiếu sáng V x = li H7 ( x = 0, 1, x = x = x = x = 8 Tác giả [33] đưa chế phản ứng phân hủy hợp chất hữu chất xúc tác ferit ZnFe2O4 sau (hình 3.16): Dưới tác động xạ ánh sáng mặt trời, electron vùng hóa trị (VB) ZnFe2O4 bị kích thích tới vùng dẫn (CB) tạo cặp electron - lỗ trống ℎ (e-cb/h+(vb)): ZnFe2O4 → e- + h+ Tại vùng dẫn (CB): Electron (e-) bề mặt chất xúc tác tác dụng với O2 để tạo supeoxit gốc anion ●O2 ion ●O2 hình thành tiếp tục phản ứng với H2O, tạo gốc hydroxyl ●OH e - + O2 ● O2 - ● O2- + H2O → ●HO2 + OHˉ ● HO2 + H2O → H2O2 + ●OH H2O2 → 2●OH Tại vùng hóa trị (VB): Lỗ trống mang điện dương h+ dễ dàng tác dụng với anion hydroxyl bề mặt chất xúc tác tạo thành gốc hydroxyl tự h+ + OHˉ → ●OH Các gốc ●OH có tính oxi hóa mạnh khơng chọn lọc nên có mặt chất xúc tác điều kiện chiếu sáng, oxi hóa nhiều hợp chất hữu cơ: ●OH + RhB → CO2 + H2O Hình 3.16 Minh họa chế quang xúc tác phân hủy RhB chất xúc tác ZnFe2O4 [33] Theo tác giả [24,25], dùng chất oxi hóa H2O2 có mặt ferit, điều kiện chiếu sáng, ngồi q trình quang xúc tác cịn xảy q trình Fenton dị thể Cụ thể trình Fenton dị thể diễn sau: Các ion sắt bề mặt ferit phản ứng với H2O2 theo phương trình sau: Fe(III)+ H2O2 →Fe(II) +•OOH+ H+ Fe(III)+ •OOH→ Fe(II) +O2 + H+ Fe(II)+ H2O2 → Fe(III) +OH•+OH¯ RhB + (OH•, •OOH) → sản phẩm phân hủy CO2, H2O Do chu trình Fe (II, III), tính ổn định hệ thống ferit trì trình phân hủy tác nhân oxi hóa tạo liên tục Khi pha tạp ion kim loại, phân bố ion mạng tinh thể tính chất điện, từ, quang hoạt tính xúc tác ferit bị thay đổi [24,25,26] Trong trường hợp này, có mặt ion Mn2+ mạng tinh thể ferit làm tăng hiệu suất quang xúc tác vật liệu ZnFe2O4 Theo tác giả [25,27,31], có mặt ion pha tạp mạng ferit làm giảm tái tổ hợp electron lỗ trống Do đó, hiệu suất quang xúc tác vật liệu pha tạp tăng cường Trong mẫu pha tạp Mn2+, vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 có hiệu suất quang xúc tác đạt cao (98,35%) sau 240 phút chiếu sáng có mặt H2O2 Nguyên nhân vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 có kích thước tinh thể nhỏ (bảng 3.1) [16] 3.6.3 Động học phản ứng phân hủy metylen xanh Để xác định yếu tố động học phản ứng, chúng tơi tiến hành tính đại lượng ln(Co/Ct) theo thời gian Kết bảng 3.5 mơ tả hình 3.17 Kết hình 3.17 cho thấy, đại lượng ln(Co/Ct) phụ thuộc tuyến tính vào thời gian Điều chứng tỏ phản ứng phân hủy MB chất xúc tác MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) tn theo phương trình động học bậc Khi có mặt ion Mn2+ mạng tinh thể ZnFe2O4, giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy MB tăng đạt giá trị cao với vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 (bảng 3.6) Bảng 3.5 Bảng giá trị ln(Co/Ct) theo thời gian có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) t x x x x x x ( p =0 =0 =0 =0 = =0 2 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Hình 3.17 Sự phụ thuộc ln (Co/Ct) vào thời gian có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) Bảng 3.6 Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) V ật k x = , , x = , , x = , , x = , , x = , , x = , , KẾT LUẬN Căn vào kết đạt đưa kết luận sau đây: Đã tổng hợp 06 vật liệu oxit spinel MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) phương pháp đốt cháy dung dịch với chất ure Đã nghiên cứu đặc trưng vật liệu tổng hợp số phương pháp vật lí hóa lí Cụ thể sau: - Bằng phương pháp nhiễu xạ Rơnghen cho thấy, nung vật liệu 500oC thu đơn pha ZnFe2O4 Kích thước tinh thể vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,1 ÷ 0,5) nhỏ so với vật liệu ZnFe2O4 Đã xác định giá trị số mạng thể tích mạng sở vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) - Đã xác định số sóng đặc trưng cho dao động liên kết kim loại-oxi hốc tứ diện bát diện vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) - Nghiên cứu hình thái học cho thấy, vật liệu ZnFe2O4 Mn0,4Zn0,6Fe2O4 thu có dạng hình đa giác, phân bố đồng Vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 có kích thước hạt nhỏ so với vật liệu ZnFe2O4 - Bằng phương pháp phổ tán xạ lượng tia X, xác định vật liệu ZnFe2O4 Mn0,4Zn0,6Fe2O4 tinh khiết - Đã xác định giá trị lượng vùng cấm vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 ZnFe2O4 tinh khiết Kết cho thấy, có mặt ion Mn2+ vật liệu làm giảm lượng vùng cấm ZnFe2O4 Đã nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh 06 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) với có mặt H2O2 chiếu sáng đèn Led Kết cho thấy, vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,1 ÷ 0,5) có hiệu suất phân hủy metylen xanh cao vật liệu ZnFe2O4 tinh khiết Hiệu suất phân huỷ metylen xanh đạt cao 98,35% sau 240 phút chiếu sáng có mặt vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 H2O2 Phản ứng phân hủy metylen xanh chiếu sáng, có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) tn theo phương trình động học bậc Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy metylen xanh có mặt vật liệu MnxZn1xFe2O4 (x = 0,1 ÷ 0,5) cao vật liệu ZnFe2O4 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, Nhà xuất Giáo dục Vũ Đăng Độ (2001), “Các phương pháp vật lý hóa học”, Nhà xuất Giáo dục Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV - Vis, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa học nano - Cơng nghệ vật liệu nguồn, Nhà xuất khoa học Tự nhiên Cơng nghệ Cao Hữu Trượng, Hồng Thị Lĩnh (1995), Hóa học thuốc nhuộm, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật Tiếng Anh Andrew R Barron (2011), Physical Methods in Inorganic and Nano Chemistry, Rice University, Houston, Texas A Manikandan, L John Kennedy, M Bououdina, J Judith Vijaya (2014), Synthesis, optical and magnetic properties of pure and Co-doped ZnFe2O4 nanoparticles by microwave combustion method, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 349, 249-258 A Manikandan, J Judith Vijaya, M Sundararajan, C Meganathan, L John Ken- nedy, M Bououdina (2013), Optical and magnetic properties of Mgdoped ZnFe2O4 nanoparticles prepared by rapid microwave combustion method, Super- lattices and Microstructures, 64, 118-131 Aparna Nadumane, Krushitha Shetty, K.S Anantharaju, H.P Nagaswarupa, Dinesh Rangappa, Y.S Vidya, H Nagabhushana, S.C Prashantha (2019), “Sunlight photocatalytic performance of Mg-doped nickel ferrite synthesized by a green sol-gel route”, Journal of Science: Advanced Materials and Devices, 4(1), 89-100 10 A Ashok, T Ratnaji, L John Kennedy, J Judith Vijaya (2020), Magnetically separable Zn1-xCuxFe2O4 (0 ≤ x ≤ 0.5) nanocatalysts for the transesterification of waste cooking oil, Advanced Powder Technology, 31(6), 2573-2585 11 Chun Cai, Zhuoyue Zhang, Jin Liu, Ni Shan, Hui Zhang, Dionysios D Dionysiou (2016), Visible light-assisted heterogeneous Fenton with ZnFe2O4 for the degradation of Orange II in water, Applied Catalysis B: Environmental, 182, 456-468 12 Darrell J Irvine, Melissa C Hanson, Kavya Rakhra and Talar Tokatlian (2015), “Synthetic Nanoparticles for Vaccines and Immunotherapy”, ACS Publications, 115 (19), 11109-11146 13 E Ranjith Kumar, Ch Srinivas, M.S Seehra, M Deepty, I Pradeep, A.S Kamzin, M.V.K Mehar, N Krisha Mohan (2018), “Particle size dependence of the magnetic, dielectric and gas sensing properties of Co substituted NiFe2O4 nanoparticles”, Sensors and Actuators A: Physical, 279, 10-16 14 Farzana Majid, Javeria Rauf, Sadia Ata, Ismat Bibi, Abdul Malik, Sobhy M Ibrahim, Adnan Ali, Munawar Iqbal (2021), Synthesis and characterization of NiFe2O4 ferrite: Sol–gel and hydrothermal synthesis routes effect on magnetic, structural, and dielectric characteristics, Materials Chemistry and Physics, 258, 123888 15 Guozhong Cao (2011), “Nanostructures and nanomaterials: synthesis, Properties and Applications”, published by: Imperial College press 16 G Padmapriya, A Manikandan, V Krishnasamy, Saravana Kumar Jaganathan, S Arul Antony (2016), Spinel NixZn1−xFe2O4 (0.0 ≤ x ≤ 1.0) nano-photocatalysts: Synthesis, characterization and photocatalytic degradation of methylene blue dye, Journal of Molecular Structure, 1119, 39-47 17 Kebede K Kefeni, Bhekie B Mamba, Titus A.M Msagati (2017), Application of spinel ferrite nanoparticles in water and wastewater treatment: A review, Separation and Purification Technology, 188, 399-422 18 K C Patil, M S Hegde, Tanu Rattan, S T Aruna (2008), Chemistry of Nanocrystalline Oxide Materials: Combustion synthesis, Properties and Applic ations, World Scientific Publishing Co Pte Ltd 19 Kashinath C Patil S T A, Tanu Mimani (2002), "Combustion synthesis: an update", Current Opinion in Solid State annd Materials Science, 6, 507-512 20 K Kombaiah, J Judith Vijaya, L John Kennedy, K Kaviyarasu (2019), Catalytic studies of NiFe2O4 nanoparticles prepared by conventional and microwave combustion method, Materials Chemistry and Physics, 221, 11-28 21 Loan T T Nguyen, Lan T H Nguyen, Nhuong Chu Manh, Dung Nguyen Quoc, Hai Nguyen Quang, Hang T T Nguyen, Duy Chinh Nguyen, Long Giang Bach (2019), A Facile Synthesis, Characterization, and Photocatalytic Activity of Mag- nesium Ferrite Nanoparticles via the Solution Combustion Method, Journal of Chemistry, Vol 2019, 1-8 22 Loan T T Nguyen, Lan T H Nguyen¸ N T T Hang, Nguyen Quang Hai, Vu Thi Hau, Duy Trinh Nguyen, To-Uyen T Dao (2019), Influence of fuel on the structure, morphology, magnetic properties, and photocatalytic activity of NiFe2O4 na- noparticles, Asian Journal of Chemistry, 31(12), 2865-2870 23 M Madhukara Naik, H.S Bhojya Naik, G Nagaraju, M Vinuth, K Vinu, R Viswanath (2019), Green synthesis of zinc doped cobalt ferrite nanoparticles: Structural, optical, photocatalytic, and antibacterial studies, NanoStructures & Nano-Objects, 19, 100322 24 M Sundararajan, L John Kennedy, P Nithya, J Judith Vijaya, M Bououdina (2017), Visible light driven photocatalytic degradation of rhodamine B using Mg doped cobalt ferrite spinel nanoparticles synthesized by microwave combustion method, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 108, 61-75 25 M Sundararajan, V Sailaja, L John Kennedy, J Judith Vijaya (2017), Photocatalytic degradation of rhodamine B under visible light using nanostructured zinc doped cobalt ferrite: Kinetics and mechanism, Ceramics International, 43, 540-548 26 P Annie Vinosha, S Jerome Das (2018), Investigation on the role of pH for the structural, optical, and magnetic properties of cobalt ferrite nanoparticles and its ef- fect on the photo-fenton activity, Materials Today: Proceedings, 5(2), 8662-8671 27 Rimi Sharma, Sonal Singhal (2013), Structural, magnetic, and electrical properties of zinc doped nickel ferrite and their application in photo catalytic degradation of methylene blue, Physica B, 414, 83-90 28 Sandeep B Somvanshi, Mangesh V Khedkar, Prashant B Kharat, K.M Jadhav (2020), Influential diamagnetic magnesium (Mg2+) ion substitution in nanospinel zinc ferrite (ZnFe2O4): Thermal, structural, spectral, optical and physisorption analysis, Ceramics International, 46(7), 8640-8650 29 Sidra Zawar, Shahid Atiq, Saira Riaz, Shahzad Naseem (2016), Correlation between particle size and magnetic characteristics of Mn-substituted ZnFe2O4 ferrites, Superlattices and Microstructures, 93, 50-56 30 Sidra Zawar, Shahid Atiq, Maida Tabasum, Saira Riaz, Shahzad Naseem (2019), Highly stable dielectric frequency response of chemically synthesized Mn-substituted ZnFe2O4, Journal of Saudi Chemical Society, 23(4), 417-426 31 Ting Luo, Xianhua Hou, Qian Liang, Guangzu Zhang, Fuming Chen, Yingchun Xia, Qiang Ru, Lingmin Yao, Yuping Wu (2018), The influence of manganese ions doping on nanosheet assembly NiFe2O4 for the removal of Congo red, Journal of Alloys and Compounds, 763, 771-780 32 Wei Zhang, Yanbai Shen, Jin Zhang, Hongshan Bi, Sikai Zhao, Pengfei Zhou, Cong Han, Dezhou Wei, Na Cheng (2019), Low-temperature H2S sensing perfor- mance of Cu-doped ZnFe2O4 nanoparticles with spinel structure, Applied Surface Science, 470, 581-590 33 Xiaoli Xu, Lingbo Xiao, Yanmin Jia, Yuantign Hong, Jiangping Ma and Zheng Wu (2018), “Strong Visible Light Photocatalytic Activity of Magnetically Recyclable Sol–Gel-Synthesized ZnFe2O4 for Rhodamine B Degradation”, Journal of Electronic Materials, 47(1), 536-541 34 Xiaoqin Tang, Xianhua Hou, Lingmin Yao, Shejun Hu, Xiang Liu, Liangzhong Xiang (2014), Mn-doped ZnFe2O4 nanoparticles with enhanced performances as anode materials for lithium-ion batteries, Materials Research Bulletin, 57, 127134 35 Xinyang Zhang, Zhaofeng Chen, Junying Liu, Sheng Cui (2021), Synthesis and characterization of ZnFe2O4 nanoparticles on infrared radiation by xerogel with sol-gel method, Chemical Physics Letters, 764, 138265 36 Yanbin Xiang, Yanhong Huang, Bing Xiao, Xiaoyong Wu, Gaoke Zhang (2020), Magnetic yolk-shell structure of ZnFe2O4 nanoparticles for enhanced visible light photo-Fenton degradation towards antibiotics and mechanism study, Applied Sur- face Science, 513, 145820 37 Yiwen Zhong, Kaimin Shih, Zenghui Diao, Gang Song, Minhua Su, Li'an Hou, Diyun Chen, Lingjun Kong (2021), Peroxymonosulfate activation through LEDinduced ZnFe2O4 for levofloxacin degradation, Chemical Engineering Journal, 417, 129225 38 Ying Zhao, Hongze An, Guojun Dong, Jing Feng, Yueming Ren, Tong Wei (2020), Elevated removal of di-n-butyl phthalate by catalytic ozonation over mag- netic Mn-doped ferrospinel ZnFe2O4 materials: Efficiency and mechanism, Ap- plied Surface Science, 505, 144476 39 Zhengru Zhu, Feiya Liu, Hongbo Zhang, Jinfeng Zhang and Lu Han (2015), “Pho- tocatalytic Degradation of 4-Chlorophenol over Ag/MFe2O4 (M = Co, Zn, Cu and Ni) Prepared by a Modified Chemical Co-precipitation Method: A Comparative Study”, RSC Advances, 5, 55499-55512 ... nghiên cứu ảnh hưởng ion Mn2+ đến cấu trúc hoạt tính quang xúc tác ZnFe2O4, chúng tơi tiến hành thực đề tài: ? ?Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc hoạt tính quang xúc tác nano spinel MnxZn1- xFe2O4. .. HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐỖ THỊ LIÊN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL MnxZn1- xFe2O4 (0  x  0,5) Ngành: Hóa vơ Mã số: 440 113 LUẬN... 2.5 Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu nano spinel MnxZn1- xFe2O4 26 2.5.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ .26 2.5.2 Khảo sát hoạt tính quang xúc

Ngày đăng: 01/04/2022, 02:25

Hình ảnh liên quan

Hình 1.1. Minh họa cấu trúc tinh thể của spinel - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 1.1..

Minh họa cấu trúc tinh thể của spinel Xem tại trang 17 của tài liệu.
Hình 1.2. Cơng thức cấu tạo và phổ Uv-Vis của dung dịch metylen xanh - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 1.2..

Cơng thức cấu tạo và phổ Uv-Vis của dung dịch metylen xanh Xem tại trang 29 của tài liệu.
Bảng 1.3. Hiệu suất phân hủy chất hữu cơ trong một số hệ xúc tác ferit - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Bảng 1.3..

Hiệu suất phân hủy chất hữu cơ trong một số hệ xúc tác ferit Xem tại trang 34 của tài liệu.
Hình 1.3. Sơ đồ minh họa cơ chế phân hủy Orange II trong hệ ZnFe2O4/H2O2/Vis [11] - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 1.3..

Sơ đồ minh họa cơ chế phân hủy Orange II trong hệ ZnFe2O4/H2O2/Vis [11] Xem tại trang 35 của tài liệu.
Hình 1.4. Vật liệu ZnFe2O4 trước và sau khi cĩ từ trường tác dụng [34] Hoạt  tính  quang  xúc  tác  của  các  ferit  phụ  thuộc  vào  một  số  yếu  tố  như  kích thước hạt, hình thái học, diện tích bề mặt riêng, ion kim loại thay thế hoặc tạo hợp chất com - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 1.4..

Vật liệu ZnFe2O4 trước và sau khi cĩ từ trường tác dụng [34] Hoạt tính quang xúc tác của các ferit phụ thuộc vào một số yếu tố như kích thước hạt, hình thái học, diện tích bề mặt riêng, ion kim loại thay thế hoặc tạo hợp chất com Xem tại trang 36 của tài liệu.
Hình 1.5. Một số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của các ferit - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 1.5..

Một số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của các ferit Xem tại trang 37 của tài liệu.
Bảng 2.1. Lượng chất ban đầu trong hệ MnxZn1-xFe2O4 (x= 0÷ 0,5) V ậ t lUreFe(NZn(NMn(N 0 ,0 x - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Bảng 2.1..

Lượng chất ban đầu trong hệ MnxZn1-xFe2O4 (x= 0÷ 0,5) V ậ t lUreFe(NZn(NMn(N 0 ,0 x Xem tại trang 40 của tài liệu.
Bảng 2.2. Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh C - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Bảng 2.2..

Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh C Xem tại trang 53 của tài liệu.
pha tạp trong mẫu tăng (bảng 3.1). Điều này chứng tỏ đã cĩ sự xâm nhập của ion Mn2+ vào mạng tinh thể ZnFe2O4 - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

pha.

tạp trong mẫu tăng (bảng 3.1). Điều này chứng tỏ đã cĩ sự xâm nhập của ion Mn2+ vào mạng tinh thể ZnFe2O4 Xem tại trang 55 của tài liệu.
Bảng 3.1. Kích thước tinh thể (r), hằng số mạng (a) và thể tíc hơ mạng cơ sở (V) của các vật liệu MnxZn1-xFe2O4 - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Bảng 3.1..

Kích thước tinh thể (r), hằng số mạng (a) và thể tíc hơ mạng cơ sở (V) của các vật liệu MnxZn1-xFe2O4 Xem tại trang 56 của tài liệu.
Hình 3.2a. Phổ IR của vật liệu ZnFe2O4 (a) và Mn0,1Zn0,9Fe2O4 (b) - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.2a..

Phổ IR của vật liệu ZnFe2O4 (a) và Mn0,1Zn0,9Fe2O4 (b) Xem tại trang 58 của tài liệu.
3.3. Kết quả nghiên cứu hình thái học của vật liệu - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

3.3..

Kết quả nghiên cứu hình thái học của vật liệu Xem tại trang 59 của tài liệu.
Hình 3.3. Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của vật liệu ZnFe2O4 - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.3..

Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) của vật liệu ZnFe2O4 Xem tại trang 59 của tài liệu.
Hình 3.6. Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) của vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.6..

Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) của vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 Xem tại trang 61 của tài liệu.
Phổ tán xạ năng lượng ti aX (EDX) của các vật liệu được chỉ ra ở hình 3.7-3.8. Kết quả cho thấy, trong các vật liệu MnxZn1-xFe2O4  (x = 0 và 0,4) đều xuất hiện các pic đặc trưng của Zn, Fe, O và Mn đối với vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

h.

ổ tán xạ năng lượng ti aX (EDX) của các vật liệu được chỉ ra ở hình 3.7-3.8. Kết quả cho thấy, trong các vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0 và 0,4) đều xuất hiện các pic đặc trưng của Zn, Fe, O và Mn đối với vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 Xem tại trang 61 của tài liệu.
Hình 3.8. Phổ EDX của vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.8..

Phổ EDX của vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 Xem tại trang 62 của tài liệu.
Hình 3.10. Sự phụ thuộc của giá trị (αhν)2 vào năng lượng photon ánh sáng hấp thụ hν của vật liệu ZnFe2O4 và Mn0,4Zn0,6Fe2O4 - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.10..

Sự phụ thuộc của giá trị (αhν)2 vào năng lượng photon ánh sáng hấp thụ hν của vật liệu ZnFe2O4 và Mn0,4Zn0,6Fe2O4 Xem tại trang 63 của tài liệu.
Hình 3.9. Phổ DRS của vật liệu ZnFe2O4 và Mn0,4Zn0,6Fe2O4 - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.9..

Phổ DRS của vật liệu ZnFe2O4 và Mn0,4Zn0,6Fe2O4 Xem tại trang 63 của tài liệu.
Hình 3.11. Hiệu suất hấp phụ MB theo thời gian khi cĩ mặt vật liệu ZnFe2O4 - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.11..

Hiệu suất hấp phụ MB theo thời gian khi cĩ mặt vật liệu ZnFe2O4 Xem tại trang 64 của tài liệu.
Hình 3.13. Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng khi cĩ mặt đồng thời H2O2 và vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0 và 0,1) - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.13..

Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng khi cĩ mặt đồng thời H2O2 và vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0 và 0,1) Xem tại trang 65 của tài liệu.
Hình 3.12. Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian khi chỉ cĩ mặt H2O2 (a), ZnFe2O4 + chiếu sáng (b) - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.12..

Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian khi chỉ cĩ mặt H2O2 (a), ZnFe2O4 + chiếu sáng (b) Xem tại trang 65 của tài liệu.
Hình 3.14. Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian khi chiếu sáng cĩ mặt đồng thời H2O2 và MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,2 và 0,3) - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.14..

Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian khi chiếu sáng cĩ mặt đồng thời H2O2 và MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,2 và 0,3) Xem tại trang 66 của tài liệu.
Hình 3.15. Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng khi cĩ mặt đồng thời H2O2 và vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,4 và 0,5) - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.15..

Phổ UV-Vis của dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng khi cĩ mặt đồng thời H2O2 và vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,4 và 0,5) Xem tại trang 66 của tài liệu.
Hình 3.16. Minh họa cơ chế quang xúc tác phân hủy RhB trên chất xúc tác ZnFe2O4 [33] - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Hình 3.16..

Minh họa cơ chế quang xúc tác phân hủy RhB trên chất xúc tác ZnFe2O4 [33] Xem tại trang 67 của tài liệu.
Bảng 3.5. Bảng giá trị ln(Co/Ct) theo thời gian khi cĩ mặt H2O2 và các vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0 ÷ 0,5) - Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel mnxzn1 xfe2o4

Bảng 3.5..

Bảng giá trị ln(Co/Ct) theo thời gian khi cĩ mặt H2O2 và các vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0 ÷ 0,5) Xem tại trang 70 của tài liệu.

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan