(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu tổng hợp composite g c3n4 cds ứng dụng làm chất xúc tác quang xử lý hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN THỊ KIM DIỄM NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP COMPOSITE g-C3N4/CdS ỨNG DỤNG LÀM CHẤT XÚC TÁC QUANG XỬ LÝ HỢP CHẤT HỮU CƠ GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG NƢỚC Chun ngành: Hóa lý thuyết hố lý Mã số: 8440119 Ngƣời hƣớng dẫn: PGS.TS NGUYỄN THỊ VIỆT NGA TS NGUYỄN VĂN KIM download by : skknchat@gmail.com LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, đƣợc thực dƣới hƣớng dẫn khoa học PGS.TS.Nguyễn Thị Việt Nga TS Nguyễn Văn Kim Các số liệu, kết luận nghiên cứu đƣợc trình bày luận văn trung thực chƣa cơng bố dƣới hình thức Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu download by : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thị Việt Nga TS Nguyễn Văn Kim ngƣời tận tình giúp đỡ hƣớng dẫn tơi hồn thành luận văn Tơi 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 Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình bạn bè ln động viên, khích lệ tinh thần thời gian thực luận văn Mặc dù cố gắng nhiên luận văn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận đƣợc góp ý q thầy để luận văn đƣợc hồn thiện hơn! Tơi xin chân thành cảm ơn! download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 VẬT LIỆU XÚC TÁC QUANG 1.1.1 Khái niệm xúc tác quang 1.1.2 Cơ chế phản ứng quang xúc tác 1.1.3 Tiềm ứng dụng vật liệu xúc tác quang 1.2 GIỚI THIỆU VẬT LIỆU g-C3N4 11 1.2.1 Đặc điểm cấu tạo g-C3N4 11 1.3.2 Phƣơng pháp tổng hợp tình hình nghiên cứu lĩnh vực xúc tác quang g-C3N4 12 1.3 GIỚI THIỆU VỀ CADMIUM (II) SUNFIDE 15 1.3.1 Cấu trúc tính chất CdS 15 1.3.2 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng CdS CdS biến tính lĩnhhanced Visible-Light-Driven Photocatalytic Activity”, Journal of nanoscience and nanotechnology, 20(2), pp 1098-1108 Wu, W., Lin, R., Shen, L., Liang, R., Yuan, R., & Wu, L (2013), “Mechanistic insight into the photocatalytic hydrogenation of 4nitroaniline over band-gap-tunable CdS photocatalysts”, Physical Chemistry Chemical Physics, 15(44), pp 19422-19426 Lisco, F., Kaminski, P M., Abbas, A., Bowers, J W., Claudio, G., Losurdo, M., & Walls, J M (2015), “High rate deposition of thin film cadmium sulphide by pulsed direct current magnetron sputtering”, Thin Solid Films, 574, pp 43-51 Imran, M., Ikram, M., Shahzadi, A., Dilpazir, S., Khan, H., Shahzadi, I., & Huang, Y (2018), “High-performance solution-based CdSconjugated hybrid polymer solar cells”, RSC advances, 8(32), pp 18051-18058 Yeon, D H., Lee, S M., Jo, Y H., Moon, J., & Cho, Y S (2014), “Origin of the enhanced photovoltaic characteristics of PbS thin film solar download by : skknchat@gmail.com 79 [67] [68] [69] [70] cells processed at near room temperature”, Journal of Materials Chemistry A, 2(47), 20112-20117 Qiuyan Lin, Li Li, Shijing Liang, Minghua Liu, Jinhong Bi, Ling Wu (2015), “Efficient synthesis of monolayer carbon nitride 2D nanosheet with tunable concentration and enhanced visible-light photocatalytic activities” Appl Catal B Environ, 163, 135–142 Ji-Chao Wang, Hong-Chang Yao, Ze-Yu Fan, Lin Zhang, Jian-She Wang, Shuang-Quan Zang and Zhong-Jun Li (2016), “Indirect Z-scheme BiOI/g-C3N4 photocatalysts with enhanced photoreduction CO2 activity under visible light irradiation”, ACS Appl Mater Interfaces, 8(6), 3765 R.C Dante, P.M.-Ramos, A.C.-Guimaraes, J.M.-Gil (2011), “Synthesis of graphitic carbon nitride by reaction of melamine and uric acid”, Mater Chem Phys,130, 1094–1102 X Chen, B Zhou, S Yang, H Wu, Y Wu, L Wu, J Pan, X Xiong (2015), “In situ construction of an SnO2/g-C3N4 heterojunction for enhanced visible light photocatalytic activity”, RSC Adv, 5, 68953– 68963 [71] Seza, A., Soleimani, F., Naseri, N., Soltaninejad, M., Montazeri, S M., Sadrnezhaad, S K., & Amin, M H (2018), “Novel microwaveassisted synthesis of porous g-C3N4/SnO2 nanocomposite for solar water-splitting”, Applied Surface Science, 440, 153-161 [72] Cao, J., Qin, C., Wang, Y., Zhang, H., Sun, G., & Zhang, Z (2017), “Solidstate method synthesis of SnO2-decorated g-C3N4 nanocomposites with enhanced gas-sensing property to ethanol”, Materials, 10(6), 604 [73] Muruganandham, M., Sobana, N., & Swaminathan, M (2006), “Solar assisted photocatalytic and photochemical degradation of Reactive Black 5”, Journal of hazardous materials, 137(3), 1371-1376 [74] Muruganandham, M., & Swaminathan, M (2006), “TiO2–UV photocatalytic oxidation of Reactive Yellow 14: Effect of operational parameters”, Journal of hazardous materials, 135(1-3), 78-86 download by : skknchat@gmail.com 80 [75] Jing, H P., Wang, C C., Zhang, Y W., Wang, P., & Li, R (2014), “Photocatalytic degradation of methylene blue in ZIF-8”, Rsc Advances, 4(97), 54454-54462 [76] Chen, Y., Sun, Z., Yang, Y., & Ke, Q (2001), “Heterogeneous photocatalytic oxidation of polyvinyl alcohol in water”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 142(1), 85-89 download by : skknchat@gmail.com Pl.1 PHỤ LỤC Phụ lục Đồ thị khảo sát thời gian cân hấp phụ - giải hấp phụ g-C3N4 CdS dung dịch MB 10 Dung l-ỵng hÊp phơ (mg/g) g-C3N4 CdS 0 30 60 90 120 150 180 210 Thêi gian (phót) Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB 10 mg/l theo thời gian t (phút) mẫu gC3N4, CdS composite g-C3N4 /CdS đƣợc chiếu sang đèn LED-30W C/C0 Thời gian (phút) g-C3N4 CdS 5% CN/CdS 10% CN/CdS 15% CN/CdS 1 1 30 0.92614 0.91811 0.85965 0.50851 0.69523 60 0.90228 0.79819 0.62479 0.30029 0.51298 90 0.88534 0.67788 0.48442 0.1786 0.41359 120 0.86937 0.55551 0.42424 0.13602 0.35611 150 0.80914 0.50955 0.35819 0.10218 0.29792 180 0.77725 0.44252 0.32372 0.06578 0.26228 210 0.75256 0.40699 0.30495 0.05759 0.23177 download by : skknchat@gmail.com Pl.2 Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB theo thời gian t (phút) vật liệu g-C3N4 /CdS cƣờng độ nguồn sáng khác C/C0 Thời gian (phút) LED-10W LED-20W LED-30W 1 30 0.58619 0.31421 0.29331 60 0.34528 0.14327 0.1036 90 0.21217 0.12615 0.07029 120 0.16498 0.10183 0.05293 150 0.12357 0.09173 0.0428 180 0.10105 0.08487 0.03783 210 0.09198 0.0606 0.03291 Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB theo thời gian t (phút) vật liệu g-C3N4 /CdS pH đầu khác C/C0 Thời gian (phút) pH=2,04 pH=4,09 pH=6,03 pH=8,01 pH=10,02 1 1 30 0.77992 0.69874 0.65444 0.57791 0.37587 60 0.68996 0.62923 0.48273 0.35178 0.22568 90 0.66253 0.60254 0.37952 0.25574 0.15956 120 0.64376 0.5889 0.2468 0.17562 0.11071 150 0.60682 0.53785 0.20353 0.10534 0.07747 180 0.57423 0.4906 0.18903 0.08377 0.06185 210 0.50012 0.45261 0.18636 0.05175 0.02451 download by : skknchat@gmail.com Pl.3 Phụ lục Bảng giá trị C/Co MB theo thời gian t (phút) mẫu g-C3N4 / CdS chất dập tắt khác C/C0 Thời gian (phút) Không chất dập tắt TB AO DMSO BQ 1 1 30 0.50851 0.55179 0.49546 0.85313 0.67293 60 0.30029 0.41089 0.38203 0.74662 0.5026 90 0.1786 0.30187 0.26198 0.5874 0.4038 120 0.13602 0.20359 0.17432 0.51006 0.36286 150 0.10218 0.16927 0.12913 0.48893 0.29334 180 0.06578 0.12526 0.09578 0.43955 0.23878 210 0.05759 0.11433 0.08681 0.39364 0.21787 download by : skknchat@gmail.com ... CHƢƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 VẬT LIỆU XÚC TÁC QUANG 1.1.1 Khái niệm xúc tác quang 1.1.2 Cơ chế phản ứng quang xúc tác 1.1.3 Tiềm ứng dụng vật liệu xúc tác quang ... quang 1.2 GIỚI THIỆU VẬT LIỆU g- C3N4 11 1.2.1 Đặc điểm cấu tạo g- C3N4 11 1.3.2 Phƣơng pháp tổng hợp tình hình nghiên cứu lĩnh vực xúc tác quang g- C3N4 12 1.3 GIỚI THIỆU... thời gian cân hấp phụ - giải hấp phụ g- C3N4 CdS dung dịch MB 10 Dung l-ỵng hÊp phô (mg /g) g- C3N4 CdS 0 30 60 90 120 150 180 210 Thêi gian (phót) Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB 10 mg/l theo thời gian