đồ án tổng hợp vật liệu composite quang xúc tác trên vật liệu khung hữu cơ kim loại cds mil 101 và cds meso mil 101

LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Đình Tuyến, người tận tình bảo hướng dẫn em suốt thời gian thực hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Linh giúp đỡ bổ sung thêm cho em kiến thức quý báu trình em làm đồ án Em xin chân thành cảm ơn tới tập thể anh chị phòng Xúc tác Ứng dụng – Viện Hóa Học – Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực đồ án tốt nghiệp Em xin bày tỏ lịng biết ơn với thầy giáo trường Đại học Mỏ - Địa Chất Hà Nội, đặc biệt thầy Bộ mơn Lọc - Hóa dầu tận tình dìu dắt em suốt năm học vừa qua Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến bố mẹ, gia đình, bạn bè động viên, ủng hộ dành cho em điều tốt đẹp Một lần em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên DOÃN ANH TUẤN i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BET Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng (Brunauer Emmett Teller) CTAB Cetyltrimethylammmonium bromide DEF Dietylfomamit DMF N,N’-dimetylformamit DMSO Dimethyl sulfoxide EDX Tán xạ lượng tia X H2BDC Axit terephtalic (1,4-benzene dicarboxylic acid) H4ATC Axit adamantantetracarboxylic H3BTC 1,3,5-benzenetricarboxylic acid IR Phổ hồng ngoại MIL Matérioux de l’Institut Lavoisier MOFs Vật liệu khung hữu – kim loại (Metal Organic Frameworks) MB Methylene Blue MO Methylene Orange SEM Hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscape ) TEM Hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy) UV-VIS Phổ hấp thụ electron (Utraviolet – Visible spectroscopy) XRD Nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction) ii DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ đại diện tổng quát họ vật liệu rắn xốp Hình 1.2 Một số cấu trúc MOFs với kim loại ligan khác Hình 1.3 Các kiểu liên kết tâm kim loại phối tử hữu (organic ligands) không gian MOFs Hình 1.4 Sơ đồ tổng hợp khung mạng MOFs Hình 1.5 Một số cấu trúc tinh thể MOFs Hình 1.6 Cấu trúc tinh thể MOF-5 khơng gian Hình 1.7 Tổng quan phương pháp tổng hợp vật liệu MOFs Hình 1.8 Cấu trúc tinh thể MIL-101 Hình 1.9 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua độ phân giải cao Hình 1.10 Các trạng thái tập hợp phân tử chất HĐBM Hình 1.11 Cơ chế hình thành cấu trúc tinh thể nano phân cấp mao quản micro-meso vật liệu MOF để xuất Hình 1.12 Cấu trúc rỗng xốp vật liệu MOF-5 phân cấp micro-meso Hình 1.13 Cấu trúc lượng điện tử mạng nguyên tử chất bán dẫn Hình 1.14 Cơ chế xúc tác quang chất bán dẫn Hình 1.15 Độ rộng vị trí vùng cấm số chất bán dẫn Hình 1.16 Cấu trúc tinh thể dạng thù hình CdS Hình 1.17 Cơ chế quang xúc tác Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp vật liệu khung kim loại – hữu Mil–101 Hình 2.2 Sơ đồ tổng hợp vật liệu Meso MIL-101 đa cấp mao quản Hình 2.3 Sơ đồ tổng hợp vật liệu chức quang hóa Hình 2.4 Sơ đồ tia tới tia phản xạ tinh thể iii Hình 2.5 Chụp ảnh máy nhiễu xạ tia X Hình 2.6 Các dạng đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp theo phân loại IUPA Hình 2.7 Máy hiển vi điện tử quét JSM-5300 Hình 2.8 Cơng thức cấu tạo quang phổ hấp thụ màu Methylene Blue Hình 2.9 Dung dịch Methylene Blue Hình 2.10 Đồ thị chuẩn độ hấp thụ quang dung dịch MB Hình 2.11 Methylene Orange Hình 2.12 Công thức cấu tạo quang phổ hấp thụ màu Methylene Orange Hình 3.1 Phổ IR mẫu MIL-101 tổng hợp Hình 3.2 Giản đồ XRD mẫu MIL-101 Hình 3.3 Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ N2 mẫu MIL-101 Hình 3.4 Phân bố lỗ theo liệu giải hấp phụ N2 mẫu MIL-101 Hình 3.5 Hình ảnh hiển vi điện tử quét SEM mẫu MIL-101 Hình 3.6 Phổ EDX mẫu vật liệu MIL-101 tổng hợp Hình 3.7 Phổ TGA-DTA mẫu MIL-101 tổng hợp Hình 3.8 Phổ IR mẫu Meso MIL-101 đa cấp mao quản Hình 3.9 Giản đồ nhiễu xạ XRD mẫu Meso MIL-101 đa cấp mao quản Hình 3.10 Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ N2 Meso MIL-101 Hình 3.11 Phân bố lỗ theo liệu giải hấp phụ N2 mẫu Meso MIL-101 Hình 3.12 Ảnh hiển vi điện tử quét SEM mẫu Meso MIL-101 Hình 3.13 Phổ tán xạ EDX mẫu Meso MIL-101 Hình 3.14 Phổ phân tích nhiệt TGA-DTA mẫu Meso MIL-101 iv Hình 3.15 Giản đồ XRD CdS/Mil – 101 Hình 3.16 Phổ tán xạ CdS/Mil – 101 Hình 3.17 Hình ảnh TEM CdS/Mil 101 Hình 3.18 Phổ tán xạ CdS/Meso Mil – 101 Hình 3.19 Hình ảnh TEM CdS/Meso Mil 101 Hình 3.20 Khả hấp phụ vật liệu Hình 3.21 Phổ ánh sáng đèn compact Hình 3.22 Khả quang hóa MIL-101 CdS/MIL-101 Hình 3.23 Phổ UV-Vis dung dịch MB, mẫu xử lý với CdS/MIL-101 Hình 3.24 Khả quang hóa Meso MIL-101 CdS/Meso MIL-101 Hình 3.25 Phổ UV-Vis dung dịch MB, mẫu xử lý với CdS/Meso MIL-101 Hình 3.26 So sánh khả quang hóa CdS/MIL-101 CdS/Meso MIL-101 Hình 3.27 Tốc độ phản ứng trình quang hóa Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng tổng hợp MOFs Bảng 2.2 Độ hấp thu quang dung dịch MB nồng độ thấp (