Đang tải... (xem toàn văn)
Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH Đơn vị chù trì Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỐNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ GIẢNG VIÊN 2020 Tên đề tài NGHIÊN CỨU TỐNG HỢP BIVO4.
Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH Đơn vị chù trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỐNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2020 Tên đề tài NGHIÊN CỨU TỐNG HỢP BIVO4 PHA TẠP KIM LOẠI cu BẢNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG QUANG XÚC TÁC SỬ DỤNG ÁNH SÁNG NHÌN THÁY số hợp đồng: 2020.01.137/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Duy Trinh Đon vị công tác: Viện Kĩ thuật Công nghệ cao NTT Thời gian thực : 06 tháng (Từ tháng 06/2020 đến tháng 12/2020) TP Hồ Chí Minh, ngày 01 thảng 12 năm 2020 aí MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIẾU V MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỐNG QUAN 1.1 Tống quan vật liệu xúc tác quang hóa 1.1.1 Phản ứng xúc tác quang hóa 1.1.2 Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa dị thể 1.1.3 Các loại xúc tác quang thường sử dụng .4 1.2 Giới thiệu vật liệu xúc tác quang BÌVƠ4 1.2.1 cấu trúc BiVƠ4 1.2.2 Tính chất BĨVƠ4 1.2.3 Tính chất quang BÌVƠ4 1.2.4 Phương pháp tổng hợp 10 1.2.5 ứng dụng BiVƠ4 12 1.3 Các phương pháp nâng cao hoạt tính B1VO4 13 1.3.1 Phương pháp kiếm sốt hình thái tinh 14 1.3.2 Phương pháp kiểm soát cấu trúc tinh thể 14 1.3.3 Phương pháp pha tạp phi kim 15 1.3.4 Phương pháp pha tạp kim loại 15 CHƯƠNG CHƯƠNG NỘIDUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 19 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 19 2.2 Nội dung nghiên cứu 19 2.3 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 19 i 2.3.1 Hóa chất 19 2.3.2 Dụng cụ 20 2.3.3 Thiết bị 20 2.4 Phương pháp tổng hợp vật liệu 20 2.5 Phương pháp đánh giá hoạt tính quang hóa 23 2.6 Phương pháp đánh giá cấu trúc vật liệu 25 2.6.1 Nhiễu xạ tia X (XRD) 25 2.6.2 Quang phố tán xạ Raman 26 2.6.3 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 27 2.6.4 Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại UV-Vis DRS 28 CHƯƠNG KÉT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30 3.1 Vật liệu BĨVƠ4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/Bi 30 3.2 Vật liệu BĨVƠ4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/V 30 3.3 PhổXRD 32 3.3.1 3.4 Phổ XRD vật liệu BĨVƠ4 pha tạp Cu thay đồi tỉ lệ Cu/Bi 32 Phổ tán xạ Raman 35 3.4.1 Pho raman vật liệu BĨVƠ4 pha tạp Cu thay đối tỉ lệ Cu/Bi 35 3.4.2 Raman cùa vật liệu BÌVƠ4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/V 37 3.5 Kết SEM 39 3.5.1 Kết SEM vật liệu BÍVƠ4 pha tạp Cu thay vàoBi3+ 39 3.5.2 Kết SEM vật liệu BÌVƠ4 pha tạp Cu thay vàov5+ 40 3.6 Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại ƯV-Vis DRS 41 3.6.1 Phổ UV-Vis DRS vật liệu BÌVƠ4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ 41 3.6.2 UV-Vis DRS cùa vật liệu BiVưị pha tạp Cu thay vào v5+ 42 3.7 Ket đánh giá hoạt tính quang hóa 43 ii 3.7.1 Hoạt tính quang hóa vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ 43 3.7.2 Hoạt tính quang hóa vật liệu BÌVO4 pha tạp Cu thay vào v5+ 45 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 3: DANH MỤC CÁC CỊNG TRÌNH ĐÀ CƠNG Bố 57 PHỤ LỤC 4: (HỢP ĐÒNG, THUYẾT MINH ĐÈ CƯƠNG) 58 iii DANH MỤC CÁC TÙ VIẾT TẮT Kí hiệu/chữ viết tắt Chữ viết tắt đầy đủ/tiếng Anh BÌVƠ4 Bismuth vanadate Bismuth vanadate CB Conduction band Vùng dần Eg Energy band-gap Năng lượng vùng cam VB Valence band Vùng hóa tri RhB Rhodamine B Thuốc nhuộm rhodamine B MB Methylene blue Thuốc nhuộm methyl xanh s-m Monoclinic scheelite Monoclinic scheelite z-t Tetragonal zircon Tetragonal zircon s-t Tetragonal scheelite Tetragonal scheelite uv Ultraviolet Vùng tử ngoại iv Ý nghĩa tương ứng DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIÉƯ Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý khả xúc tác quang hóa vật liệu [3] Hình 1.2 Cấu trúc pha tinh the (a) anatase (b) brookite (c) rutile TiO? [8] Hình 1.3 Cấu trúc pha tinh thể cùa B1VO4 [13] Hình 1.4 Vật liệu B1VO4 Hình 1.5 Sơ đồ minh họa cấu trúc vùng B1VO4 tetragonal monoclinic đề xuất Kudo cộng [10] Hình 1.6 Cấu trúc B1VO4 kiểu (a) scheelite, (b) s-t B1VO4, (c) s-m B1VO4 [17] Hình 1.7 Sơ đồ minh họa nguyên lý xúc tác quang hóa B1VO4 tác dụng ánh sáng nhìn thấy 10 Hình 1.8 Bình thủy nhiệt 11 Hình 1.9 Minh họa nhừng ứng dụng vật liệu xúc tác quang hoá B1VO4 phân tách nước để sản xuất H2 phân huỷ hợp chất hữu độc hại [3] 13 Hình 2.1 Quy trình tống họp vật liệu phương pháp thủy nhiệt 21 Hình 2.2 Quy trình tổng họp vật liệu cụ thể hóa hình ảnh 22 Hình 2.3 Cấu tạo phân tử MB 23 Hình 2.4 Phổ hấp thu ƯV - Vis cùa MB bước sóng từ 200 - 800 nm 23 Hình 2.5 Quy trình đánh giá hoạt tính quang hóa cụ the hóa hình ảnh 24 Hình 2.6 Phổ XRD cùa cẩu trúc s-m B1VO4 z-t B1VO4 25 Hình 2.7 Sơ đồ minh họa trình tán xạ Rayleigh tán xạ Raman [47] 27 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên tắc sinh tín hiệu SEM 27 Hình 3.1 Vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/Bi .30 Hình 3.2 Vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/V 31 Hình 3.3 Giản đồ XRD vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/Bi 32 Hình 3.4 Giản đồ XRD vật liệu B1VO4 thay đổi tỉ lệ Cu/V 34 V Hình 3.5 Giản đồ Raman vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/Bi 36 Hình 3.6 Giản đồ Raman vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/Bi 37 Hình 3.7 Hình SEM vật liệu B1VO4 không pha tạp B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ 39 Hình 3.8 Hình SEM vật liệu BÌVO4 khơng pha tạp BÌVO4 pha tạp Cu thay vào v5+ 40 Hình 3.9 UV-Vis DRS vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ 42 Hình 3.10 Phổ UV-Vis DRS vật liệu BÌVO4 pha tạp Cu thay vào v5+ 43 Hình 3.11 Sự quang xúc tác phân hủy MB mầu B1VO4 không pha tạp mẫu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ 44 Hình 3.12 Màu dung dịch MB trước sau chiếu sáng 45 Hình 3.13 Sự quang xúc tác phân hủy MB mầu BÌVO4 khơng pha tạp mầu B1VO4 pha tạp Cu thay vào v5+ 46 Hình 3.14 Màu dung dịch MB trước sau chiếu sáng 46 Hình 3.15 Biểu đồ cột so sánh hiệu xử lý MB mầu BÌVO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ v5+ 47 Bảng 1.1 Một số thí nghiệm tổng hợp B1VO4 sử dụng phưong pháp thủy nhiệt công bố tạp chí khoa học 12 Bảng 1.2 Tong hợp số nghiên cứu pha tạp kim loại vào xúc tác quang BÌVO4 16 Bảng 2.1 Các loại hóa chất sử dụng báo cáo 19 Bảng 3.1 Vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ giừa Cu/Bi .30 Bảng 3.2 Vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/V 31 Bảng 3.3 Thơng số mạng kích thước tinh the vật liệu BÌVO4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/Bi 33 Bảng 3.4 Thơng số mạng kích thước tinh the vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay đổi tỉ lệ Cu/V 35 vi Bảng 3.5 Bảng cơng thức dự đốn 37 Bảng 3.6 Bảng cơng thức dự đốn 38 Bảng 3.7 Hiệu suất hoạt tính quang hóa vật liệu B1VO4 không pha tạp mẫu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ 45 Bảng 3.8 Hiệu suất hoạt tính quang hóa vật liệu B1VO4 khơng pha tạp mẫu B1VO4 pha tạp Cu thay vào v5+ 47 vii TÓM TẮT KẾT QUẢ ĐỀ TÀI Sản phẩm thực đạt Sản phẩn đăng ký thuyết minh 01 báo tạp chí ngồi nước 01 báo tạp chí ngồi nước Vật liệu hấp phụ đạt tiêu chuẩn có khối lượng 1,0 g Vật liệu hấp phụ đạt tiêu chuẩn có khối lượng 1,0 g 01 Quy trình tong hợp vật liệu B1VO4 01 Quy trình tống hợp vật liệu B1VO4 01 Báo cáo đánh giá hoạt tính quang xúc tác phân hủy chât hữu độc hại B1VO4 01 Báo cáo đánh giá hoạt tính quang xúc tác phân hủy chât hữu độc hại B1VO4 Thời gian đăng ký: từ ngày đến ngày Thòi gian nộp báo cáo: ngày viii MỎ ĐÀU Vật liệu xúc tác quang hóa nhận nhiều quan tâm nhà nghiên cứu lợi ích mà mang lại Đối với vấn đề môi trường, vật liệu xúc tác quang hóa có the phân hủy gần hồn toàn lượng lớn hợp chất hữu độc hại, vi khuấn, tảo cho sản phẩm cuối q trình CƠ2, H2O hợp chất vơ độc hại mơi trường nước khơng khí Đối với vấn đề lượng, vật liệu xúc tác quang hóa cho phép sử dụng ánh sáng mặt trời đe sản xuất H2 O2 từ nước sở phân tách nước đạt lợi ích mơi trường kinh tế Hệ phản ứng cịn ứng dụng để khử CO2 môi trường nước để tạo hợp chất hydrocarbon Những chất xúc tác quang truyền thống chủ yếu oxit kim loại T1O2, ZnO, SnƠ2 CeCh Trong đó, T1O2 chất có khả xúc tác quang hóa mạnh quan tâm nghiên cứu sâu rộng năm gần Gần đây, hợp chất Bismuth sở oxit phức hợp BÌ2M006, BiFeCh, BÌVO4, BiOCl, B12WO6 nhận nhiều quan tâm lình vực xúc tác quang hóa loại vật liệu có lượng vùng cấm hẹp, bền hóa học nhiệt, khơng độc hại Các loại xúc tác đà cải thiện yếu điểm xúc tác quang truyền thống T1O2 sử dụng tia uv (Ultraviolet light, tia cực tím) trình phản ứng Trong loại xúc tác trên, B1VO4 loại xúc tác quang hóa có khả phân hủy chất ô nhiễm, phân tách nước khử CO2 tác dụng ánh sáng nhìn thấy thu hút ngày nhiều quan tâm nhà nghiên cứu Tuy nhiên, hiệu xử lý cùa vật liệu vần nằm xa mong đợi nhà khoa học hiệu suất phân tách electron-lồ trống Đe cải thiện hiệu suất phân tách electron-lồ trống có phương án kiểm sốt hình thái cấu trúc tinh thể, tối ưu hóa bề mặt, biến tính với kim loại hay phi kim tạo composite Với xu hướng nghiên cứu che tạo vật liệu đạt hiệu cao với chi phí thấp, quy trình đơn giản, thân thiện với mơi trường phương pháp biến tính B1VO4 ion kim loại khả thi có tiềm đề phát triển Nhận thấy lợi ích tích cực từ vật liệu đem lại, báo cáo tiến hành nghiên cứu B1VO4 biến tính Cu đánh giá hoạt tính xúc tác quang hóa phân hủy Methylen Blue tác dụng ánh sáng nhìn thấy hấp thụ vùng ánh sáng nhìn thấy khác Điển mẫu pha tạp 0,12 mmol Cu hấp thụ mạnh từ khoảng bước sóng 467 nm đến 552 nm mầu pha tạp 1,6 mmol Cu hấp thụ mạnh từ khoảng 467 nm đến 586 nm Wavelengh (nm) Hình 3.9 UV-Vis DRS vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ 3.6.2 ƯV-Vis DRS vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay vào v5+ Hình 3.10 Bảng 3.6 ƯV-Vis DRS lượng vùng cấm vật liệu BÌVO4 pha tạp Cu thay vào v5+, kết cho thấy vật liệu có khả hấp thụ tốt ánh sáng nhìn thấy lượng pha tạp tăng vật liệu có khả hấp thụ ánh sáng khoảng bước sóng lớn Cụ the, mầu pha tạp nhở (0,12 mmol Cu) có khả hấp thụ tốt vùng ánh sáng khoảng 467 nm đen 541 nm mầu pha tạp lớn (1,6 mmol Cu) hấp thụ tốt ánh sáng bước sóng khoảng 467 nm đến 543 nm 42 1.2 Wavelengh (nni) Hình 3.10 Phổ UV-Vis DRS vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay vào v5+ Từ phổ UV-Vis DRS Hình 3.9 Hình 3.10 thấy vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ v5+ có điếm chung có khả hấp thụ mạnh ánh sáng nhìn thấy nên có hoạt tính xúc tác quang tốt, đồng thời lượng Cu pha tạp tăng vật liệu hấp thụ tốt khoảng bước sóng lớn Tuy nhiên, tùy vào vị trí pha tạp Bi3+ hay v5+ mà vật liệu hấp thụ tốt khoảng bước sóng khác Cụ thế, với lượng pha tạp 0,12 mmol mẫu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ hấp thụ tốt ánh sáng nhìn thấy khoảng 467-552 nm mầu B1VO4 pha tạp Cu thay vào v5+ hấp thụ tốt bước sóng khoảng 467-541 nm Với mầu có lượng pha tạp 1,6 mmol Cu vật liệu pha tạp Cu thay vào Bi3+ hấp thụ tốt bước sóng khoảng 467-586 nm vật liệu pha tạp Cu thay vào v5+ hấp thụ tốt bước sóng khoảng 467-543 nm 3.7 Ket đánh giá hoạt tính quang hóa 3.7.1 Hoạt tính quang hóa vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ Sự ảnh hưởng tì lệ pha tạp lên hoạt tính quang hóa vật liệu the Hình 3.11 tóm tắt Bảng 3.7 Vật liệu BÌVO4 khơng pha tạp có hiệu xử lý 69,12% 43 chất màu hữu MB Vật liệu B1VO4 với khoảng pha tạp 0,12 mmol Cu có hoạt tính quang hóa cao 18,16% so với B1VO4 không pha tạp Khi lượng pha tạp tăng từ 0,12 mmol đến 0,8 mmol Cu hoạt tính tiếp tục tăng nhẹ đạt hiệu xử lý cực đại mầu pha tạp 0,8 mmol Cu (96,15%) Tuy nhiên, tiếp tục tăng lượng pha tạp Cu từ 1,2 mmol đến 1,6 mmol hoạt tính quang hóa vật liệu giảm mạnh Từ kết thấy vật liệu đạt hiệu xử lý MB cao pha tạp với tỉ lệ 0,8 mmol Cu, cao B1VO4 không pha tạp 27,03% Màu dung dịch MB trước sau xử lý vật liệu pha tạp 0,8 mmol Cu thể Hình 3.30 Hình 3.11 Sự quang xúc tác phân hủy MB mẫu B1VO4 không pha tạp mầu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ 44 Màu ban dầu 180 phút Hình 3.12 Màu dung dịch MB truớc sau chiếu sáng Bảng 3.7 Hiệu suất hoạt tính quang hóa vật liệu B1VO4 khơng pha tạp mầu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ Tỉ lệ pha tạp Cu Hiệu suất (%) Tên mẫu (% moi) B1VO4 69,12 0,12Cu-3,88Bi 87,88 0,28Cu- 3,72Bi 91,61 0,8Cu- 3,2Bi 20 96,15 l,2Cu-2,8Bi 30 83,24 l,6Cu- 2,4Bi 40 63,57 3.7.2 Hoạt tính quang hóa vật liệu B1VO4 pha tạp Cu thay vào v5+ Hình 3.13 quang xúc tác phân hủy MB mầu BÌVO4 khơng pha tạp mẫu BÌVO4 pha tạp Cu thay vào v5+, thấy mẫu pha tạp 0,12 mmol Cu có hoạt tính quang hóa cao có hoạt tính thấp mầu pha tạp 1,6 mmol Cu Cụ the, 45 mẫu pha tạp 0,12 mmol Cu có hiệu xử lý 88,64% MB Sau đó, tiếp tục pha tạp Cu với tỉ lệ lớn hiệu xử lý giảm mạnh; với mầu có lượng Cu 1,2 mmol đến 1,6 mmol vật liệu có hiệu xử lý chì đạt 58,81% 43,56% thời gian chiếu sáng Màu dung dịch MB trước sau xử lý Hình 3.32 hiệu xử lý mầu trình bày cụ thể Bảng 3.8 Hình 3.13 Sự quang xúc tác phân hủy MB mầu B1VO4 không pha tạp mầu B1VO4 pha tạp Cu thay vào v5+ 180 phút Màu ban dầu Hình 3.14 Màu dung dịch MB trước sau chiếu sáng 46 Bảng 3.8 Hiệu suất hoạt tính quang hóa cùa vật liệu B1VO4 khơng pha tạp mầu B1VO4 pha tạp Cu thay vào v5+ Tỉ lệ pha tạp Cu Hiệu suất (%) Tên mẫu (% moi) B1VO4 69,12 0,12Cu-3,88V 88,64 0,28Cu- 3,72V 84,00 0,8Cu- 3,2V 20 71,01 l,2Cu-2,8V 30 58,81 l,6Cu-2,4V 40 43,56 120 100 0.12 mmol 0.28 mmol 0.8 mmol 1.2 mmol 1.6 mmol Lượng Cu pha tạp (mmol) ■ ThayvàoBi3+ ■ Thay vào V5+ Hình 3.15 Biểu đồ cột so sánh hiệu xử lý MB mầu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3 v5+ Từ phân tích thấy pha tạp Cu lên mẫu BÌVO4 có ảnh hưởng đến hoạt tính quang hóa vật liệu, quy trình tổng hợp này, song song với việc thay đổi lượng Cu pha tạp lên B1VO4 việc pha tạp Cu thay vào Bi3+ hay v5+ ảnh hưởng đến hiệu xử lý màu vật liệu Cụ thể, dựa vào Hình 3.15 thấy mẫu 47 BÍVƠ4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ với lượng pha tạp 0,8 mmol đạt hiệu xử lý MB cao tăng dần hay giảm dần lượng Cu pha tạp hoạt tính quang hóa giảm Tuy nhiên, mẫu B1VO4 pha tạp Cu thay vào v5+ mẫu pha tạp 0,12 mmol Cu đạt hiệu suất cao nhất, tăng tỉ lệ pha tạp hoạt tính quang hóa giảm dần thí nghiệm này, mẫu pha tạp thay vào Bi3+ đạt hiệu xử lý cao mẫu pha tạp thay vào v5+ 7,51 %; chênh lệch khơng lớn có the sử dụng hai mầu đe ứng dụng xử lý chất màu hữu MB Trên giới có nghiên cứu vật liệu B1VO4 pha tạp kim loại Cu công bố, năm 2007 Li cộng báo cáo tổng họp thành công vật liệu B1VO4 pha tạp kim loại Cu phương pháp thủy nhiệt có tinh thể dạng hình cầu đạt hiệu xử lý màu MB 99% 180 phút chiếu sáng Gần nghiên cứu Regmi cộng công bố năm 2018 tong họp thành công vật liệu có dạng khối tinh the với kích thước hạt không đều, đạt hiệu xử lý 95% MB thời gian 180 phút Ngồi ra, cịn có số ứng dụng vật liệu phân hủy chất màu MO, RhB, phenol, vi khuẩn E.Coli 48 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Ket luận Trong báo cáo này, vật liệu xúc tác quang BĨVƠ4 pha tạp kim loại Cu đuợc tổng hợp thành công phương pháp thủy nhiệt Trong nghiên cứu này, phương pháp phân tích XRD, phố tán xạ Raman tùy vật liệu BÌVO4 pha tạp Cu tỉ lệ khác có cấu trúc khác nhau, việc ion kim loại vào vị trí Bi3+ hay v5+ làm thay đổi cấu trúc vật liệu Cụ the mầu pha tạp Cu thay vào Bi3+ với tỉ lệ pha tạp 0,12 mmol đến 1,2 mmol có cấu trúc s-m B1VO4 có chuyển pha tỉ lệ pha tạp 1,6 mmol Phương pháp phân tích SEM cho biết pha tạp Cu thay vào Bi3+ tỉ lệ 1,6 mmol làm vật liệu thay đổi hình dạng từ khối tinh thể có hình dạng khối tinh thể khơng đồng sang tinh thể dạng hình cầu Nhưng pha tạp Cu thay vào v5+ vật liệu có hình dạng khác khơng đồng qua tì lệ pha tạp Phương pháp ƯV-Vis DRS cho biết B1VO4 không pha tạp pha tạp kim loại hấp thụ tốt ánh sáng nhìn thấy Mầu B1VO4 pha tạp Cu với vật liệu có lượng pha tạp khác hấp thụ vùng ánh sáng nhìn thấy khác lượng pha tạp tăng vật liệu hấp thụ tốt khoảng bước sóng lớn Mầu B1VO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ với lượng pha tạp 0,12 mmol Cu hấp thụ tốt khoảng bước sóng 467-552 nm mẫu pha tạp 1,6 mmol Cu hấp thụ tốt khoảng bước sóng 467-586 nm mẫu B1VO4 pha tạp Cu thay vào v5+ với lượng pha tạp 0,12 mmol Cu có khả hấp thụ tốt vùng ánh sáng khoảng 467-541 nm mầu pha tạp 1,6 mmol Cu hấp thụ tốt ánh sáng bước sóng khoảng 467-543 nm Hoạt tính xúc tác quang hóa vật liệu phân hủy chất màu hữu MB ánh sáng nhìn thấy vật liệu BÌVO4 pha tạp Cu thay vào Bi3+ hiệu xử lý MB cao đạt cực đại mầu pha tạp 0,8 mmol với hiệu suất 96,15% Trong mẫu pha tạp vào v5+ đạt hiệu xử lý 88,64% mầu pha tạp 0,12 mmol Cu, mầu tỉ lệ pha tạp lớn hoạt tính quang hóa thấp Kiến nghị Những kết nghiên cứu cho thấy vật liệu B1VO4 pha tạp kim loại Cu có hoạt tính quang hóa tốt phản ứng phân hủy chất màu MB ánh sáng nhìn thấy, 49 ứng dụng vật liệu phản ứng phân hủy chất màu ô nhiễm khác nhu RhB, MO, cv Trong q trình nghiên cứu chúng tơi đua kiến nghị sau: - Nghiên cứu sâu vật liệu BÌVO4 pha tạp Cu thơng qua phương pháp phân tích khác PL, XPS; đồng thời đánh giá độ bền khả tái sử dụng vật liệu đe đạt hiệu cao kinh tế - Nghiên cứu việc ứng dụng vật liệu pha tạp Cu vào phản ứng khác đưa vào sử dụng thự tế để phân hủy chất màu nhiễm - Tối ưu hóa quy trình tổng hợp vật liệu đe tống hợp vật liệu pha tạp kim loại khác có hiệu cao xử lý chất ô nhiễm 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] R Ameta and s c Ameta, Photocatalysis: principles and applications CRC Press, 2017 [2] B Semiconductors, “Chapter Binary Semiconductors,” Photocatalysis, pp 1734, 2016 [3] N H Vinh, “Nghiên cứu tong họp ứng dụng xúc tác quang hóa BĨVO4 phân hủy hợp chất hữu co độc hại sử dụng ánh sáng nhìn thấy,” 2017 [4] V T H T Lê Thị Ngọc Tú, Trần Bá Toàn, “Thiết kế hệ thống thủy nhiệt chế tạo cấu trúc ống nano TĨO2,” Tạp chí khoa học Đại học Sư Phạm Thành phổ Hồ Chỉ Minh, vol 2, pp 31-39, 2015 [5] X Chen and s s Mao, “Titanium dioxide nanomaterials: Synthesis, properties, modifications and applications,” Chem Rev., vol 107, no 7, pp 2891-2959, 2007 [6] Y Yamashita, K Ishiguro, D Nakai, and M Fuji, “The synthesis of a porous- type of TiO2with rutile structure,” Adv Powder Technol., vol 29, no 10, pp 2521-2526, 2018 [7] M Bellardita, A Di Paola, B Megna, and L Palmisano, “Determination of the crystallinity of TiO2photocatalysts,” J Photochem Photobiol A Chern., vol 367, pp 312-320, 2018 [8] R Singh and s Dutta, “A review on H2production through photocatalytic reactions using TiO2/TiO2-assisted catalysts,” Fuel, vol 220, no January, pp 607-620, 2018 [9] K Hashimoto, H Irie, and A Fujishima, “TiO Photocatalysis: A Historical Overview and Future Prospects,” Jpn J Appl Phys., vol 44, no 12, pp 8269- 8285, 2005 [10] R Khan and T J Kim, “Preparation and application of visible-light-responsive Ni-doped and SnO2-coupled TiO2nanocomposite photocatalysts,” J Hazard Mater., vol 163, no 2-3, pp 1179-1184, 2009 51 [11] A A Ismail and D w Bahnemann, “Photochemical splitting of water for hydrogen production by photocatalysis: A review,” Sol Energy Mater Sol Cells, vol 128, pp 85-101, Sep 2014 [12] s Tokunaga, H Kato, and A Kudo, “Selective preparation of monoclinic and tetragonal BiVO4with scheelite structure and their photocatalytic properties,” Chetn Mater., vol 13, no 12, pp 4624-4628, 2001 [13] K Ding, B Chen, z Fang, and Y Zhang, “Density functional theory study on the electronic and optical properties of three crystalline phases of BĨVO4,” Theor Chern Ace., vol 132, no 5, pp 1-7, 2013 [14] M Ni, M K H Leung, D Y c Leung, and K Sumathy, “A review and recent developments in photocatalytic water-splitting using TĨO2 for hydrogen production,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol 11, no Pergamon, pp 401-425, 01-Apr-2007 [15] A Kudo, K Omori, and H Kato, “A novel aqueous process for preparation of crystal form-controlled and highly crystalline BĨVO4 powder from layered vanadates at room temperature and its photocatalytic and photophysical properties,” J Am Chern Soc., vol 121, no 49, pp 11459-11467, 1999 [16] Y Li et al., “BiVO4semiconductor sensitized solar cells,” Sei China Chern., vol 58, no 9, pp 1489-1493,2015 [17] K E Kweon and G s Hwang, “Hybrid density functional study of the structural, bonding, and electronic properties of bismuth vanadate,” Phys Rev B, vol 86, no 16, p 165209, 2012 [18] A Malathi, J Madhavan, M Ashokkumar, and p Arunachalam, “A review on BiVO4photocatalyst: Activity enhancement methods for solar photocatalytic applications,” Appl Catal A Gen., vol 555, no February, pp 47-74, 2018 [19] M F R Samsudin, s Sufian, and B H Hameed, “Epigrammatic progress and perspective on the photocatalytic properties of BiVO4-based photocatalyst in photocatalytic water treatment technology: A review,” Journal of Molecular Liquids, vol 268 Elsevier B.V., pp 438-459, 15-Oct-2018 52 [20] J p Deebasree, V Maheskumar, and B Vidhya, “Investigation of the visible light photocatalytic activity of BiVO4prepared by sol gel method assisted by ultrasonication,” Ultrason Sonochem., vol 45, pp 123-132, 2018 [21] S.-H Feng and G.-H Li, “Hydrothermal and Solvothermal Syntheses,” Mod Inorg Synth Chern., pp 73-104, Jan 2017 [22] B.-X Lei, p Zhang, S.-N Wang, Y Li, G.-L Huang, and Z.-F Sun, “Additive- free hydrothermal synthesis of novel bismuth vanadium oxide dendritic structures as highly efficient visible-light photocatalysts,” Mater Sei Semicond Process., vol 30, pp 429-434, Feb 2015 [23] s Obregon, A Caballero, and G Colon, “Applied Catalysis B : Environmental Hydrothermal synthesis of BiVO : Structural and morphological influence on the photocatalytic activity,” "Applied Catal B, Environ., vol 117-118, pp 5966, 2012 [24] Y Lu, Y Luo, H Xiao, and s Fu, “Novel core - shell structured BiVO hollow spheres with an ultra-high surface area as visible-light-driven catalyst,” pp 60596065, 2014 [25] M Han, X Chen, T Sun, K Tan, and M Siu, “CrystEngComm Synthesis of mono-dispersed m -BiVO octahedral nano-crystals with enhanced visible light photocatalytic properties f,” vol 3, no 3, pp 6674-6679, 2011 [26] B Wang, “RSC Advances,” 2016 [27] M R Hoffmann, s T Martin, w Choi, and D w Bahnemann, “Environmental Applications of Semiconductor Photocatalysis,” Chem Rev., vol 95, no 1, pp 69-96, 1995 [28] E E Ammar Houas, Hinda Lachheb, Mohamed Ksibi and J.-M H Chantal Guillard, “Photocatalytic degradation pathway of methylene blue in water,” vol 31, no Lesson 5, pp 145-157, 2001 [29] w Yin, w Wang, L Zhou, s Sun, and L Zhang, “CTAB-assisted synthesis of monoclinic BÍVO4 photocatalyst and its highly efficient degradation of organic dye under visible-light irradiation,” J Hazard Mater., vol 173, no 1-3, pp 194— 53 199, 2010 [30] Y Sun, c Wu, R Long, Y Cui, s Zhang, and Y Xie, “Synthetic loosely packed monoclinic BĨVO4 nanoellipsoids with novel multiresponses to visible light, trace gas and temperature,” Chem Commun., no 30, p 4542, 2009 [31] J s L Suk Joon Hong, Seungok Lee, Jum Suk Jang, “Heterojunction B1VO4/WO3 electrodes for enhanced photoactivity of water oxidation,” Light Eng., vol 4, no 2, pp 1781-1787, 2011 [32] Y Wang et al., “Photocatalytic properties of the g-C3N4/{010} facets BiVO4interface Z-Scheme photocatalysts induced by BiVO4surface heterojunction,”^/?/?/ Catal B Environ., vol 234, no April, pp 37-49, 2018 [33] s ưsai, s Obrego, A I Becerro, and G Colo, “Monoclinic - Tetragonal Heterostructured Bi VO by Yttrium Doping with Improved Photocatalytic Activity,” vol 3, 2013 [34] c Yin, s Zhu, z Chen, w Zhang, J Gu, and D Zhang, “One step fabrication of C-doped BĨVO4 with hierarchical structures for a high-performance photocatalyst under visible light irradiation,” J Mater Chern A, vol 1, no 29, pp 8367-8378, 2013 [35] J Q Li, z Y Guo, H Liu, J Du, and z F Zhu, “Two-Step hydrothermal process for synthesis of F-doped BiVO4spheres with enhanced photocatalytic activity,” J Alloys Compel., vol 581, pp 40-45, 2013 [36] M Guo et al., “Enhanced photocatalytic activity of S-doped BiVO photocatalysts,” RSC Adv., vol 5, no 72, pp 58633-58639, 2015 [37] B Zhou, X Zhao, H Liu, J Qu, and c p Huang, “Synthesis of visible-light sensitive M - BiVO ( M = Ag , Co , and Ni) for the photocatalytic degradation of organic pollutants,” Sep Purif Technol., vol 77, no 3, pp 275-282, 2011 [38] Y Geng, p Zhang, N Li, and z Sun, “Synthesis of Co doped BĨVO4 with enhanced visible-light photocatalytic activities,” J Alloys Compd., vol 651, pp 744-748, 2015 [39] A Zhang and J Zhang, “Characterization and photocatalytic properties of 54 Au/BiVO4composites,” J Alloys Compd., vol 491, no 1-2, pp 631-635, 2010 [40] A Manuscript, “Catalysis Science & Technology,” 2015 [41] M Wang et al., “Effects of Cu dopants on the structures and photocatalytic performance of cocoon-like Cu-BiVO4prepared via ethylene glycol solvothermal method,” J Alloys Compd., vol 691, pp 8-14, Jan 2017 [42] z Y Bian, Y Q Zhu, J X Zhang, A z Ding, and H Wang, “Visible-light driven degradation of ibuprofen using abundant metal-loaded BiVO4photocatalysts,” Chemosphere, vol 117, no 1, pp 527-531, 2014 [43] A c Regmi, Y K Kshetri, and T Kim, “Fabrication of Ni-doped BiVO semiconductors with enhanced visible-light photocatalytic performances for wastewater treatment,” Appl Surf Sei., 2017 [44] s Chala, K Wetchakun, s Phanichphant, B Inceesungvom, and N Wetchakun, “Enhanced visible-light-response photocatalytic degradation of methylene blue on Fe-loaded BiVO4photocatalyst,” J Alloys Compd., vol 597, pp 129-135, 2014 [45] c Regmi, Y K Kshetri, R p Pandey, T H Kim, G Gyawali, and s w Lee, “Understanding the multifunctionality in Cu-doped BiVO4semiconductor photocatalyst,” J Environ Sei (China), no 2017, pp 1-14, 2018 [46] A Malathi, J Madhavan, M Ashokkumar, and p Arunachalam, “A review on BiVO4photocatalyst: Activity enhancement methods for solar photocatalytic applications,”^/?/?/ Catal A Gen., vol 555, pp 47-74, 2018 [47] Đ V Thắng, “Che tạo vật liệu BiFeO3, pha tạp nghiên cứu mơt số tính chất,” Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội, 2017 [48] X Chen, L Li, T Yi, w Zhang, X Zhang, and L Wang, “Microwave assisted synthesis of sheet-like Cu/BiVO and its activities of various photocatalytic conditions,” J Solid State Chern., vol 229, pp 141-149, 2015 [49] R L Frost, D A Henry, M L Weier, and w Martens, “Raman spectroscopy of three polymorphs of BiVO 4: clinobisvanite , dreyerite and pucherite , with comparisons to ( VO ) -bearing minerals: namibite , pottsite and 55 schumacherite,” no January, pp 722-732, 2006 [50] D Zhou et al., “In fl uence of Ce Substitution for Bi in BiVO and the Impact on the Phase Evolution and Microwave Dielectric Properties,” 2014 [51] s Obregon and G Colon, “Applied Catalysis B : Environmental Heterostructured Er + doped BiVO with exceptional photocatalytic performance by cooperative electronic and luminescence sensitization mechanism,” "Applied Catal B, Environ., vol 158-159, pp 242-249, 2014 [52] M Wang, p Guo, T Chai, Y Xie, J Han, and M You, “Effects of Cu dopants on the structures and photocatalytic performance of cocoon-like CU-BÍVO4 prepared via ethylene glycol solvothermal method,” J Alloys Compd., 2016 [53] R Kontic and G R Patzke, “Journal of Solid State Chemistry Synthetic trends for BiVO photocatalysts: Molybdenum substitution vs TiO and SnO heterojunctions,” vol 189, pp 38-48, 2012 56 ... số nghiên cứu pha tạp kim loại vào xúc tác quang BÌVO4 15 Bảng 1.2 Tổng hợp số nghiên cứu pha tạp kim loại vào xúc tác quang B1VO4 Loại Phương pháp tổng vật • liệu • BiVO4- 5% họp Điều kiện • khảo... liệu quang xúc tác BÍVƠ4 pha tạp Cu ứng dụng làm xúc tác quang hóa phân hủy họp chất màu hữu tác dụng ánh sáng nhìn thấy Nội dung nghiên cứu 2.2 Nội dung 1: Nghiên cứu ? ?ánh giá tong quan Cu- BiVƠ4... tính vật liệu Các phương pháp thường sử dụng để tổng họp vật liệu xúc tác quang phương pháp thủy nhiệt, dung nhiệt, sol-gel, 10 microwave, nung nhiệt Thủy nhiệt phương pháp tổng họp phản ứng