Nghiên cứu tổng hợp nanocomposite kẽm oxit titan dioxit

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –––––––––––––––o0o––––––––––––––– HUỲNH VĂN BẢO NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NANOCOMPOSITE KẼM OXIT–TITAN DIOXIT/GRAPHENE OXIT DẠNG KHỬ ỨNG DỤNG XÚC TÁC QUANG PHÂN HỦY XANH METHYLENE SYNTHESIS OF ZINC OXIDE–TITANIUM DIOXIDE/REDUCED GRAPHENE OXIDE NANOCOMPOSITE FOR PHOTODEGRADATION OF METHYLENE BLUE IN AQUEOUS SOLUTION Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC Mã số: 8.52.03.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2022 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại Học Bách Khoa – ĐHQG – HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Hữu Hiếu Cán hướng dẫn khoa học: TS Hoàng Minh Nam Cán chấm nhận xét 1: PGS TS Nguyễn Trường Sơn Cán chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Quốc Thắng Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày 28 tháng 07 năm 2022 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Nguyễn Tuấn Anh – Chủ Tịch Hội đồng; PGS TS Nguyễn Trường Sơn – Phản biện 1; TS Nguyễn Quốc Thắng – Phản biện 2; TS Lý Tấn Nhiệm – Ủy viên Hội đồng; TS Nguyễn Minh Kha – Thư ký Hội đồng Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) NGUYỄN TUẤN ANH i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: HUỲNH VĂN BẢO MSHV: 1970641 Ngày, tháng, năm sinh: 14/07/1995 Nơi sinh: Kiên Giang Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 8520301 I TÊN ĐỀ TÀI: Tên tiếng Việt: Nghiên cứu tổng hợp nanocomposite kẽm oxit–titan dioxit/graphene oxit dạng khử ứng dụng xúc tác quang phân hủy xanh methylene Tên tiếng Anh: Synthesis of zinc oxide–titanium dioxide/reduced graphene oxide nanocomposite for photodegradation of methylene blue in aqueous solution II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 2.1 Tổng quan Tình hình nhiễm, xanh methylene (methylene blue – MB), phương pháp xử lý, titan dioxit, kẽm oxit, graphene oxit, graphene, graphene oxit dạng khử, nanocomposite kẽm oxit–titan dioxit/graphene oxit dạng khử (ZnO–TiO2/rGO); chế quang phân hủy MB 2.2 Thực nghiệm – Tổng hợp khảo sát đặc trưng vật liệu ZnO–TiO2/rGO; – Khảo sát ảnh hưởng yếu tố (lượng vật liệu, nồng độ MB, pH) đến hiệu suất quang phân hủy MB vật liệu ZnO–TiO2/rGO; – Khảo sát khả thu hồi tái sử dụng vật liệu ZnO–TiO2/rGO III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 08/2021 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/2022 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Nguyễn Hữu Hiếu, TS Hoàng Minh Nam Tp HCM, ngày tháng năm 2021 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) NGUYỄN HỮU HIẾU NGUYỄN HỮU HIẾU TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC (Họ tên chữ ký) ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến người thân bạn bè quan tâm, động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cho tác giả suốt thời gian học tập, nghiên cứu, thực luận văn Tác giả xin trân trọng bày tỏ lòng cảm ơn đến Thầy TS Hoàng Minh Nam Thầy PGS TS Nguyễn Hữu Hiếu tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình làm luận văn định hướng cho tác giả để có kết tốt Tác giả xin gửi lời tri ân đến quý Thầy Cô trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt q Thầy Cơ khoa Kỹ thuật Hóa Học nói chung q Thầy Cơ mơn Q trình Thiết bị nói riêng tận tâm dạy truyền đạt kiến thức suốt thời gian học tập vừa qua Bên cạnh đó, tác giả xin chân thành cảm ơn đến anh chị nghiên cứu viên, học viên, bạn sinh viên Phịng thí nghiệm Trọng điểm Đại học Quốc gia Hồ Chí Minh Cơng nghệ Hóa học & Dầu khí (Key CEPP Lab), Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh hỗ trợ giúp đỡ tác giả nhiều việc hoàn thành luận văn Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2022 Tác giả Huỳnh Văn Bảo iii TÓM TẮT Trong luận văn này, vật liệu nanocomposite kẽm oxit–titan dioxit/graphene oxit dạng khử (ZnO–TiO2/rGO) tổng hợp thông qua ba giai đoạn Giai đoạn 1: Graphene oxit (GO) tổng hợp từ graphite phương pháp Hummers cải tiến Giai đoạn 2: Tổng hợp titan dioxit/graphene oxit dạng khử (TiO2/rGO) phương pháp thủy nhiệt sử dụng titan (IV) isopropoxit GO tiền chất Giai đoạn 3: ZnO–TiO2/rGO tổng hợp từ tiền chất kẽm acetate TiO2/rGO Bên cạnh đó, graphene oxit dạng khử (rGO) khử từ GO phương pháp thủy nhiệt Đặc trưng vật liệu ZnO–TiO2/rGO xác định phân tích đại: Nhiễu xạ tia X (X–ray diffraction – XRD), Raman, tán sắc lượng tia X (X–ray spectroscopy – EDS), kính hiển vi điện tử quét (scanning electron microcope – SEM), kính hiển vi điện tử truyền qua (transmission electron microscopy – TEM), hấp thu tử ngoại– khả kiến (ultraviolet–visble spectroscopy – UV–Vis), phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt (Brunauer–Emmett–Teller – BET), phân tích nhiệt trọng lượng (thermal gravimetric analysis – TGA) Hiệu suất quang phân hủy vật liệu ZnO–TiO2/rGO đánh giá thông qua xanh methylene (methylene blue – MB) Ảnh hưởng yếu tố (lượng vật liệu, nồng độ MB, pH) đến hiệu suất quang phân hủy vật liệu ZnO–TiO2/rGO khảo sát phương pháp luân phiên biến Nồng độ MB xác định phương pháp UV–Vis Bên cạnh đó, hiệu suất quang phân hủy MB vật liệu rGO, TiO2/rGO) khảo sát nhằm đưa vai trò thành phần Thêm vào đó, khả thu hồi tái sử dụng vật liệu ZnO–TiO2/rGO khảo sát qua chu kỳ iv ABSTRACT In this thesis, zinc oxide–doped titanium dioxide/reduced graphene oxide (ZnO– TiO2/rGO) nanocomposite was synthesized through three stages Stage 1: Graphene oxide (GO) was synthesized from graphite by the improved Hummers’ method Stage 2: Titanium dioxide/reduced graphene oxide (TiO2/rGO) was synthesized by hydrothermal method using titanium (IV) isopropoxide and GO as precursors Stage 3: ZnO–TiO2/rGO was synthesized from zinc acetate and TiO2/rGO Besides, reduced graphene oxide (rGO) was reduced from GO by hydrothermal method The characteristics of ZnO–TiO2/rGO was examined using various modern analytical methods namely, X–ray diffraction pattern, Raman spectrum, energy–dispersive X–ray spectroscopy, scanning electron microscope, transmission electron microscopy, measuring the specific surface area according to Brunauer–Emmett–Teller, thermogravimetric analysis, and ultraviolet–visible spectroscopy (UV–Vis) The photodegradation efficiency of ZnO–TiO2/rGO material was evaluated through methylene blue (methylene blue – MB) Influence factors (amount of material, MB concentration, and pH) on the photodegradation efficiency of ZnO–TiO2/rGO material were investigated by the method of alternating each variable MB concentration was determined by UV–Vis In addition, the MB photodegradation efficiency of rGO, and TiO2/rGO was also investigated to determine the role of each component Additionally, the reusability of ZnO–TiO2/rGO was evaluated after consecutive cycles v LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu thực cá nhân tác giả thực hướng dẫn thầy PGS TS Nguyễn Hữu Hiếu Phịng thí nghiệm Trọng điểm ĐHQG–HCM Cơng nghệ Hóa học Dầu khí (Key CEPP Lab), Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP HCM Các số liệu, kết nghiên cứu luận văn hồn tồn trung thực, chưa cơng bố cơng trình khác trước Mọi giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn cảm ơn, thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Tác giả HUỲNH VĂN BẢO vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT .iv ABSTRACT v LỜI CAM ĐOAN vi MỤC LỤC vii DANH MỤC HÌNH .x DANH MỤC BẢNG xii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiii ĐẶT VẤN ĐỀ xiv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nhiễm 1.2 Xanh methylene .1 1.2.1 Cơng thức cấu tạo đặc tính MB 1.2.2 Ứng dụng MB 1.2.3 Ảnh hưởng MB đến sức khỏe người sinh vật 1.2.4 Phương pháp xử lý MB 1.3 Titan dioxit .5 1.3.1 Cấu trúc 1.3.2 Tính chất 1.3.3 Ứng dụng 1.3.4 Cơ chế quang phân hủy 1.4 Kẽm oxit 1.4.1 Cấu trúc 1.4.2 Tính chất 1.4.3 Ứng dụng 1.4.4 Cơ chế quang phân hủy ZnO .7 1.5 Graphene oxit dạng khử .8 1.5.1 Cấu trúc 1.5.2 Tính chất 1.5.3 Phương pháp tổng hợp .9 vii 1.5.4 Ứng dụng 11 1.6 Vật liệu kẽm oxit–titan dioxit/graphene oxit dạng khử .12 1.6.1 Giới thiệu 12 1.6.2 Cơ chế quang phân hủy vật liệu ZnO–TiO2/rGO 13 1.6.3 Các phương pháp tổng hợp vật liệu .14 1.7 Tình hình nghiên cứu ngồi nước .15 1.7.1 Trong nước .15 1.7.2 Ngoài nước .15 1.8 Tính cấp thiết, mục tiêu, nội dung, phương pháp nghiên cứu, tính mới, đóng góp luận văn .15 1.8.1 Tính cấp thiết 15 1.8.2 Mục tiêu 16 1.8.3 Nội dung 16 1.8.4 Phương pháp nghiên cứu 17 1.8.5 Tính 25 1.8.6 Đóng góp 25 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 26 2.1 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị, địa điểm thực 26 2.1.1 Hoá chất 26 2.1.2 Dụng cụ thiết bị 26 2.1.3 Địa điểm thực 27 2.2 Thí nghiệm 27 2.2.1 Tổng hợp khảo sát đặc trưng ZnO–TiO2/rGO 27 2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng yếu tố quang phân hủy đến hiệu suất phân hủy MB vật liệu ZnO–TiO2/rGO 31 2.2.3 Khảo sát khả thu hồi tái sử dụng vật liệu ZnO–TiO2/rGO 31 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .33 3.1 Đặc trưng vật liệu ZnO–TiO2/rGO .33 3.1.1 Giản đồ XRD 33 3.1.2 Phổ Raman .34 3.1.3 Ảnh SEM 35 3.1.4 Phổ EDS 36 viii 3.1.5 Ảnh TEM 37 3.1.6 Phổ UV–Vis 39 3.1.7 Giản đồ TGA 39 3.2 Ảnh hưởng yếu tố đến hiệu suất quang phân hủy MB vật liệu ZnO– TiO2/rGO .40 3.3 Khả thu hồi tái sử dụng vật liệu ZnO–TiO2/rGO 47 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 49 CƠNG TRÌNH CÔNG BỐ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC .71 ix [27] M Pelaez, N Nolan, S Pillai, M Seery, P Falaras, A G Kontos, P Dunlop, J Hamilton, J Byrne, K O'Shea, M Entezari and D Dionysiou, "A review on the visible light active titanium dioxide photocatalysts for environmental applications," Applied Catalysis B: Environmental, vol 125, pp 331–349, 2012 [28] A Haider, Z Jameel and I Al–Hussaini, "Review on: titanium dioxide applications," Energy Procedia, vol 157, pp 17–29, 2019 [29] I S M Ali, Z Alothman and A Alwarthan, "Recent advances in syntheses, properties and applications of TiO2 nanostructures," RSC advances, vol 8, pp 30125–30147, 2018 [30] D Chen, Y Cheng, N Zhou, P Chen, Y Wang, K Li, R Ruan, "Photocatalytic degradation of organic pollutants using TiO2–based photocatalysts: A review," Journal of Cleaner Production, vol 268, pp 121725, 2020 [31] C Thambiliyagodage, photodegradation of "Activity dyes–A enhanced review.," TiO2 nanomaterials Environmental for Nanotechnology, Monitoring & Management, vol 16, pp 100592, 2021 [32] V Etacheri, C Di Valentin, J Schneider, D Bahnemann and S C Pillai, "Visible– light activation of TiO2 photocatalysts: Advances in theory and experiments," Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, vol 25, pp 1–9, 2015 [33] H Morkoỗ and ĩ ệzgỹr, Zinc oxide: fundamentals, materials and device technology, John Wiley & Sons, 2008 [34] Z Cao and Z Zhang, "Deactivation of photocatalytically active ZnO nanoparticle and enhancement of its compatibility with organic compounds by surface–capping with organically modified silica," Applied Surface Science, vol 257, pp 4151– 4158, 2011 [35] I Park, Y Lim, S Noh, D Lee, M Meister, J Amsden, F Laquai, C Lee and D Yoon, "Enhanced photovoltaic performance of ZnO nanoparticle/poly(phenylene vinylene) hybrid photovoltaic cells by semiconducting surfactant," Organic Electronics, vol 12, pp 424–428, 2011 63 [36] D Sharma, S Shukla, K Sharma and V Kumar, "A review on ZnO: Fundamental properties and applications," Materials Today: Proceedings, vol 49, pp 3028– 3035, 2020 [37] K De Silva, H J R K Huang and M Yoshimura, "Chemical reduction of graphene oxide using green reductants," Carbon, vol 119, pp 190–199, 2017 [38] R Singh, R Kumar and D Singh, "Graphene oxide: strategies for synthesis, reduction and frontier applications," Advances, vol 6, pp 64993–65011, 2016 [39] X Jiang, Y Ma, J Li, Q Fan and W Huang, "Self–assembly of reduced graphene oxide into three–dimensional architecture by divalent ion linkage," The Journal of Physical Chemistry C, vol 114, pp 22462–22465, 2010 [40] G Yang, L Li, W Lee and M Ng, "Structure of graphene and its disorders: a review," Science and technology of advanced materials, vol 19, pp 613–648, 2018 [41] Y Zhu, S Murali, W Cai, X Li, J W Suk, J R Potts, & R S Ruoff, "Graphene and graphene oxide: synthesis, properties, and applications," Advanced materials, vol 22, pp 3906-3924, 2010 [42] A Adetayo and D Runsewe, "Synthesis and fabrication of graphene and graphene oxide: A review," Open journal of composite materials, vol 9, pp 207, 2019 [43] M Raimondo, L Guadagno, V Speranza, L Bonnaud, P Dubois and K Lafdi, "Multifunctional graphene/POSS epoxy resin tailored for aircraft lightning strike protection," Composites Part B: Engineering, vol 140, pp 44–562, 2018 [44] F Schwierz, "Graphene transistors: status, prospects, and problems," Proceedings of the IEEE, vol 101, pp 1567–1584, 2013 [45] Sang, Mingyu; Shin, Jongwoon; Kim, Kiho; Yu, Ki, "Electronic and thermal properties of graphene and recent advances in graphene based electronics applications," Nanomaterials, vol 9, pp 374, 2019 [46] N Baig, M Sajid and T Saleh, "Graphene–based adsorbents for the removal of toxic organic pollutants: A review," Journal of environmental management, vol 244, pp 370–382, 2019 64 [47] M Li, Y Liu, G Zeng, N Liu and S B Liu, "Graphene and graphene–based nanocomposites used for antibiotics removal in water treatment: a review," Chemosphere, vol 226, pp 360–380, 2019 [48] W Anku, E Kiarii, R Sharma, G Joshi, S Shukla and P Govender, "Photocatalytic degradation of pharmaceuticals using graphene based materials," in A New Generation Material Graphene: Applications in Water Technology, Springer, Cham, pp 187–208 [49] N Linh, "Đánh giá đặc trưng hoạt tính quang xúc tác vật liệu TiO2/Hydroxyapatite tổng hợp phương pháp thủy nhiệt," Khoa học tự nhiên Công nghệ, vol 14, pp 47–54, 2017 [50] C H Nguyen, M L Tran, T T Van Tran and R S Juang, "Enhanced removal of various dyes from aqueous solutions by UV and simulated solar photocatalysis over TiO2/ZnO/rGO composites," Separation and Purification Technology, vol 232, pp 115962, 2020 [51] C Pragathiswaran, B Abbubakkar, P Govindhan and K Abuthahir, "Synthesis of TiO2 and ZnO nano composites with graphene oxide photo catalytic reduction and removal of chromium (VI) in aqueous solution," Journal of Applied Chemistry, vol 4, pp 525–532, 2015 [52] R Raliya, C Avery, S Chakrabarti and P Biswas, "Photocatalytic degradation of methyl orange dye by pristine titanium dioxide, zinc oxide, and graphene oxide nanostructures and their composites under visible light irradiation," Applied Nanoscience, vol 7, no 5, pp 253–259, 2017 [53] D C Marcano, D V Kosynkin, J M Berlin, A Sinitskii, Z Sun, A Slesarev, L Alemany, W Lu and J M Tour, "Improved synthesis of graphene oxide," ACS nano, vol 4, pp 4806–4814, 2010 [54] Z Liao, Y Yu, Z Yuan and F Meng, "Ppb–Level Butanone Sensor Based on ZnO–TiO2–rGO Nanocomposites," Chemosensors, vol 9, pp 284, 2021 [55] W H Bragg and W L Bragg, "The reflection of X–rays by crystals," Proceedings of the Royal Society of London, vol 88, pp 428–438, 1913 65 [56] B Dietzek, D Cialla, M Schmitt and J Popp, "Introduction to the fundamentals of Raman spectroscopy," Confocal Raman Microscopy, pp 21–42, 2010 [57] M Scimeca, S Bischetti, H K Lamsira, R Bonfiglio and E Bonanno, "Energy Dispersive X–ray (EDX) microanalysis: A powerful tool in biomedical research and diagnosis," European journal of histochemistry: EJH, vol 6, pp 2841, 2018 [58] W Zhou, R Apkarian, Z L Wang and D Joy, "Fundamentals of scanning electron microscopy," in Scanning Microscopy for Nanotechnology, pp 1–40, 2006 [59] D Stokes, Principles and practice of variable pressure/environmental scanning electron microscopy (VP–ESEM), John Wiley & Sons, 2008 [60] Michler and G.H, "Transmission Electron Microscopy: Fundamentals of Methods and Instrumentation," Electron Microscopy of Polymers, pp 15–51, 2008 [61] K Thamaphat, P Limsuwan and B Ngotawornchai, "Phase characterization of TiO2 powder by XRD and TEM," Agriculture and Natural Resources, vol 42, pp 357–361, 2008 [62] H Förster, "UV/VIS Spectroscopy," Characterization pp 337–426, 2014 [63] A Agarwal, M Kadu, C Pandhurnekar and I L Muthreja, "Langmuir, Freundlich and BET adsorption isotherm studies for zinc ions onto coal fly ash," International Journal of Application or Innovation in Engineering & Management, vol 3, pp 64–71, 2014 [64] L C Lộc, "Động học phản ứng xúc tác," NXB Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2017, pp 364–428 [65] C L T Dang, C Van Le, N T T Le, M T T Nguyen, D C Tran, K T Pham, H Dang, H Nguyen, C Pham, N Hoang, P Mai and H H Nguyen, "Synthesis of titanium dioxide/reduced graphene oxide nanocomposite material via the incorporated hydrothermal co–precipitation method for fabricating photoanode in dye–sensitized solar cell," Synthetic Metals, vol 281, pp 116919, 2021 [66] S Gayathri, P Jayabal and V Ramakrishnan, "Hydrothermal synthesis of TiO2– ZnO–graphene nanocomposite towards photocatalytic and photovoltaic applications," AIP Conference Proceedings, vol 1665, pp 120025, 2015 66 [67] D Hurum, A Agrios, K Gray, T Rajh and M Thurnauer, "Explaining the enhanced photocatalytic activity of Degussa P25 mixed–phase TiO2 using EPR," The Journal of Physical Chemistry B, vol 107, pp 4545–4549, 2003 [68] A Saravani, M Nadimi, M Aroon and A Pirbazari, "Magnetic TiO2/NiFe2O4/ reduced graphene oxide nanocomposite as a recyclable photocatalyst for photocatalytic removal of methylene blue under visible light," Journal of Alloys and Compounds, vol 803, pp 291–306, 2019 [69] C Nguyen, M Tran, T Van Tran and R Juang, "Enhanced removal of various dyes from aqueous solutions by UV and simulated solar photocatalysis over TiO2/ZnO/rGO composites," Separation and Purification Technology, vol 232, pp 115962, 2020 [70] F Hayati, A Isari, M Fattahi, B Anvaripour and S Jorfi, "Photocatalytic decontamination of phenol and petrochemical wastewater through ZnO/TiO2 decorated on reduced graphene oxide nanocomposite: influential operating factors, mechanism, and electrical energy consumption," RSC advances, vol 8, pp 40035– 40053, 2018 [71] M Boumediene, H Benaïssa, B George, S Molina and A Merlin, "Effects of pH and ionic strength on methylene blue removal from synthetic aqueous solutions by sorption onto orange peel and desorption study," Journal of Materials and Environmental Science, vol 9, pp 1700–1711, 2018 [72] V Siong, K Lee, J Juan, C Lai, X Tai and C S Khe, "Removal of methylene blue dye by solvothermally reduced graphene oxide: a metal–free adsorption and photodegradation method," RSC advances, vol 9, pp 37686–37695, 2019 [73] Y Chen, H Liu, Y Liu, T Lee and S Liu, "Determination of electrospinning parameters’ strength in Poly (D, L)–lactide–co–glycolide micro/nanofiber diameter tailoring," Journal of Nanomaterials, vol 2019, 2019 [74] D Thinh, N Tien, N Dat, H Phong, N H Giang, D Oanh, H Nam, M Phong and N H Hieu, "Improved photodegradation of p–nitrophenol from water media using ternary MgFe2O4–doped TiO2/reduced graphene oxide," Synthetic Metals, vol 270, pp 116583, 2020 67 [75] S Choi, C Kim, J Suh and H Jang, "Reduced graphene oxide‐based materials for electrochemical energy conversion reactions," Carbon Energy, vol 1, pp 85–108, 2019 [76] M Tayebi, M Kolaei, A Tayyebi, Z Masoumi, Z Belbasi and B K Lee, "Reduced graphene oxide (rGO) on TiO2 for an improved photoelectrochemical (PEC) and photocatalytic activity," Solar Energy, vol 190, pp 185–194, 2019 [77] E Kusiak–Nejman, A Wanag, J Kapica–Kozar, Ł Kowalczyk, M Zgrzebnicki, B Tryba, J Przepiórski and A Morawski, "Methylene blue decomposition on TiO2/reduced graphene oxide hybrid photocatalysts obtained by a two–step hydrothermal and calcination synthesis," Catalysis Today, vol 357, pp 630–637, 2020 [78] Y Lin, R Hong, H Chen, D Zhang and J Xu, "Green synthesis of ZnO–GO composites for the photocatalytic degradation of methylene blue," Journal of Nanomaterials, vol 2020, 2020 [79] J Mei, P Qi, X Wei, X Zheng, Q Wang and X Guan, "Assembly and enhanced elimination performance of 3D graphene aerogel–zinc oxide hybrids for methylene blue dye in water," Materials Research Bulletin, vol 109, pp 141–148, 2019 [80] D Štrbac, C Aggelopoulos, G Štrbac, M Dimitropoulos, M Novaković, T Ivetić and S Yannopoulos, "Photocatalytic degradation of Naproxen and methylene blue: Comparison between ZnO, TiO2 and their mixture," Process Safety and Environmental Protection, vol 113, pp 174–183, 2018 [81] S Liu, H Sun, A Suvorova and S Wang, "One–pot hydrothermal synthesis of ZnO–reduced graphene oxide composites using Zn powders for enhanced photocatalysis," Chemical Engineering Journal, vol 229, pp 533–539, 2013 [82] P Nuengmatcha, S Chanthai, R Mahachai and W Oh, "Sonocatalytic performance of ZnO/graphene/TiO2 nanocomposite for degradation of dye pollutants (methylene blue, texbrite BAC–L, texbrite BBU–L and texbrite NFW– L) under ultrasonic irradiation," Dyes and Pigments, vol 134, pp 487–497, 2016 68 [83] Temel, N K., & Sökmen, M., "New catalyst systems for the degradation of chlorophenols," Desalination, vol 281, pp 209–214, 2015 [84] Pino, E., & Encinas, M V, "Photocatalytic degradation of chlorophenols on TiO2– 325mesh and TiO2–P25 An extended kinetic study of photodegradation under competitive conditions," Journal of photochemistry and photobiology A: Chemistry, vol 242, pp 20–27, 2012 [85] K Naeem, F Ouyang, "nfluence of supports on photocatalytic degradation of phenol and 4–chlorophenol in aqueous suspensions of titanium dioxide," Journal of Environmental Sciences, vol 25, pp 399–404, 2013 [86] G.S Pozan, "Significant enhancement of photocatalytic activity over bifunctional ZnO–TiO2 catalysts for 4–chlorophenol degradation," Chemosphere, vol 105, pp 152–159, 2014 [87] Zhu, Xiang–Dong, "Photocatalytic degradation of tetracycline in aqueous solution by nanosized TiO2," Chemosphere, vol 92, pp 925–932, 2013 [88] C Lu, W Guan, G Zhang, L Ye, Y Zhou, & X Zhang, "TiO2/Fe2O3/CNTs magnetic photocatalyst: a fast and convenient synthesis and visible–light–driven photocatalytic degradation of tetracycline," Micro & Nano Letters, vol 8, pp 749– 752, 2013 [89] D.B Thinh, N.T Tien, N.M Dat, H.H.T Phong, N.T.H Giang, L.T Tai, D.T.Y Oanh, H.M Nam, M.T Phong, and N.H Hieu, "Improved photodegradation of p– nitrophenol from water media using ternary MgFe2O4–doped TiO2/reduced graphene oxide," Synthetic Metals, vol 270, pp 116583 2020 [90] M.L.A Kumari, and L.G Devi, "New insights into the origin of the visible light photocatalytic activity of Fe (III) porphyrin surgace anchored TiO2," Environmental Science: Water Research & Technology, vol 1, pp 177–187, 2015 [91] Y.Chen, F.Sun, Z Huang, H Chen, Z Zhuang, Z Pan, J Long, and F Gu, "Photochemical fabrication of SnO2 dense layers on reduced graphene oxide sheets for application in photocatalytic degradation of p–nitrophenol," Applied Catalysis B: Environmental, vol 215, pp 8–17, 2017 69 [92] W Muersha, and G.S.P Soylu, "Effect of metal oxide semiconductors on the photocatalytic degradation of 4–nitrophenol," Journal of Molecular Structure, pp 1–7, 2018 [93] J Kaur, M Kaur, "Facile fabrication of ternary nanocomposite of MgFe2O4 TiO2@GO for synergistic adsorption and photocatalytic degradation studies," Ceramics International, 2019 [94] M.A.Ashraf, Z Liu, W.X Peng, K Jermsittiparsert, G Hosseinzadeh, R Hosseinzadeh, "Combination of sonochemical and freeze–drying methods for synthesis of graphene/Ag–doped TiO2 nanocomposite: A strategy to boost the photocatalytic performance via well distribution of nanoparticles between graphene sheets," Ceramics International, vol 46, pp 7446–7452, 2020 [95] Stokes, Debbie, "Chapter Principles of SEM," in Principles and Practice of Variable Pressure Environmental Scanning Electron Microscopy (VP–ESEM), Chichester, John Wiley & Sons, 2008, pp 17–62 [96] R K Singh, R Kumar, D.P Singh, "Graphene oxide: strategies for synthesis, reduction and frontier applications," RSC Advances, vol 6, pp 64993–65011, 2016 70 PHỤ LỤC 71 Phụ lục 1: Kết đặc trưng vật liệu ZnO–TiO2/rGO Phụ lục 1.1: Giản đồ XRD Hình PL 1.1: Giản đồ XRD ZnO–TiO2/rGO Hình PL 1.2: Giản đồ XRD TiO2/rGO 72 Hình PL 1.3: Giản đồ XRD GO Phụ lục 1.2: Phổ EDS Hình PL 1.4: Phổ EDS ZnO–TiO2/rGO 73 Hình PL 1.5: Phổ EDS TiO2/rGO Hình PL 1.6: Phổ EDS GO 74 Phụ lục 1.3: BET Hình PL 1.7: Hấp phụ–nhả hấp nito ZnO–TiO2/rGO Hình PL 1.8: Hấp phụ–nhả hấp nito TiO2/rGO 75 Phụ lục 2: Kết khảo sát ảnh hưởng yếu tố quang phân hủy đến hiệu suất phân hủy MB vật liệu ZnO–TiO2/rGO  Thời gian cân hấp phụ Thời gian (phút) Hiệu suất (%) Thời gian (phút) Hiệu suất (%) 0 70 39,63 10 7,47 80 39,97 20 16,46 90 40,21 30 27,67 100 40,72 40 33,68 110 41,03 50 37,64 120 42,55 60 39,46  Lượng vật liệu Thời gian 60 70 80 90 100 110 120 20 39,45 58,88 69,98 75,86 80,75 85,98 87,87 Lượng vật liệu (mg) 40 44,63 69,26 85,26 92,42 97,05 98,34 98,94 60 37,98 54,88 61,35 69,76 73,87 78,98 80,86 10 Nồng độ MB (mg/L) 20 30 57,97 85,87 92,87 95,64 98,84 99,41 99,94 44,03 69,46 85,16 93,02 96,95 98,11 98,96 33,86 53,45 64,47 74,97 78,68 83,87 85,75  Nồng độ MB Thời gian 60 70 80 90 100 110 120 76  pH Thời gian 60 70 80 90 100 110 120 pH 43,36 66,52 75,78 86,73 91,36 93,97 94,14 44,63 69,26 85,26 92,42 97,05 98,34 98,94 46,1 78,31 93,47 97,47 99,57 99,64 99,84 STT pH Hiệu suất quang phân hủy MB (%) Hằng số tốc độ k 94,14 2,7 × 10− 99,74 8,0 × 10− 99,84 9,2 × 10− Phụ lục 3: Kết khảo sát khả thu hồi tái sử dụng vật liệu ZnO–TiO2/rGO Số lần tái sử dụng Hiệu suất thu hồi (%) Hiệu suất tái sử dụng (%) 99,85 99,84 98,97 98,97 98,05 98,56 97,97 97,97 96,92 97,45 77 ... Phương pháp nghiên cứu 1.8.4.1 Phương pháp tổng hợp khảo sát đặc trưng ZnO–TiO2/rGO a Tổng hợp vật liệu ZnO–TiO2/rGO Vật liệu ZnO–TiO2/rGO tổng hợp qua ba giai đoạn: Giai đoạn 1: GO tổng hợp phương... nghiệm 2.2.1 Tổng hợp khảo sát đặc trưng ZnO–TiO2/rGO 2.2.1.1 Tổng hợp vật liệu Vật liệu ZnO–TiO2/rGO tổng hợp qua ba giai đoạn: GO tổng hợp phương pháp Hummers cải tiến [54]; TiO2/rGO tổng hợp phương... ZnO–TiO2/rGO tổng hợp phương pháp thủy nhiệt a Tổng hợp GO Quy trình tổng hợp GO theo phương pháp Hummers cải tiến [68] trình bày Hình 2.2 27 Hình 2.2: Quy trình tổng hợp GO Thuyết minh quy trình: Hỗn hợp