Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN BÙI THỊ NGỌC TRÚC NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOSITE g-C3N4/BiVO4 LÀM CHẤT XÚC TÁC QUANG PHÂN HỦY CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Chun ngành: Hố Vơ Cơ Mã số: 8440113 Người hướng dẫn: TS Trần Thị Thu Phương PGS.TS Nguyễn Thị Diệu Cẩm e LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình kết nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu Tác giả luận văn Bùi Thị Ngọc Trúc e LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Trần Thị Thu Phương PGS.TS Nguyễn Thị Diệu Cẩm – người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, quan tâm tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt luận văn Em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến Q Thầy, Cơ Khoa Khoa học Tự nhiên Khu thí nghiệm thực hành A6 – Trường Đại học Quy Nhơn giúp đỡ, tạo điều kiện cho em thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè tập thể lớp Cao học Hố Vơ Cơ K21 ln động viên, khích lệ tinh thần suốt trình học tập nghiên cứu khoa học Mặc dù cố gắng thời gian thực luận vănnhưng cịn hạn chế kiến thức thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu nên không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận thơng cảm ý kiến đóng góp q báu từ q Thầy, Cơ để luận văn hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Bùi Thị Ngọc Trúc e MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Cấu trúc luận văn Chương TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu vật liệu xúc tác quang tiềm ứng dụng 1.2 Giới thiệu bismuth orthovanadate 14 1.2.1 Đặc điểm cấu tạo đặc tính BiVO4 14 1.2.2 Các phương pháp tổng hợp BiVO4 17 1.2.3 Cơ chế xúc tác quang vật liệu BiVO4 21 1.2.4 Ứng dụng BiVO4 22 1.3 Giới thiệu graphit cacbon nitrua 22 1.3.1 Đặc điểm cấu tạo 22 1.3.2 Phương pháp tổng hợp 23 1.3.3 Giới thiệu nguồn vật liệu urea dùng để tổng hợp g-C3N4 25 1.4 Giới thiệu vật liệu composite g-C3N4/BiVO4 26 1.5 Giới thiệu chất kháng sinh tetracycline hydrochloride (TC) 28 Chương TỔNG QUAN THỰC NGHIỆM 31 e 2.1 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 31 2.1.1 Hóa chất 31 2.1.2 Dụng cụ 31 2.2 Tổng hợp vật liệu xúc tác quang 32 2.2.1 Tổng hợp vật liệu BiVO4 phương pháp thủy nhiệt 32 2.2.2 Tổng hợp vật liệu g-C3N4 từ Urea 32 2.2.3 Tổng hợp vật liệu composite g-C3N4/BiVO4 phương pháp nhiệt pha rắn 32 2.3 Các phương pháp đặc trưng vật liệu 33 2.3.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 33 2.3.2 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 35 2.3.3 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 35 2.3.4 Phương pháp phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại – khả kiến (UV-Vis) 36 2.3.5 Phương pháp phổ lượng tia X (Energy Dispersive X-ray) 37 2.3.6 Phương pháp phổ huỳnh quang (PL – Photoluminescence) 38 2.4 Phân tích định lượng tetracycline hydrochloride(TC) 39 2.4.1 Nguyên tắc 39 2.4.2 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ TC 40 2.5 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu 41 2.5.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ TC 41 2.5.2 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu theo thời gian với dung dịch TC 41 2.5.3 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu 42 2.5.4 Khảo sát khả xúc tác quang xử lý nước thải nuôi tôm vật liệu 42 2.6 Động học quang xúc tác 46 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 47 e 3.1 Đặc trưng vật liệu khảo sát hoạt tính quang xúc tác g-C3N4 47 3.1.1 Đặc trưng vật liệu g-C3N4 47 3.1.2 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu g-C3N4 50 3.2 Đặc trưng vật liệu khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu BiVO4 52 3.2.1 Đặc trưng vật liệu BiVO4 52 3.2.2 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu BiVO4 56 3.3 Đặc trưng vật liệu khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu composite g-C3N4/BiVO4 theo tỉ lệ khối lượng tiền chất khác 58 3.3.1 Đặc trưng vật liệu composite g-C3N4/BiVO4 tỉ lệ khối lượng tiền chất khác 58 3.3.2 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu composite gC3N4/BiVO4 tỉ lệ khối lượng tiền chất khác TC 63 3.4 Động học phản ứng quang xúc tác phân huỷ TC vật liệu composite GB-x 67 3.5 Đặc trưng vật liệu khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu composite GB-10 nhiệt độ nung khác 69 3.5.1 Đặc trưng vật liệu composite GB-10 nhiệt độ nung 69 3.5.2 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu composite GB-10-T với dung dịch TC 74 3.6 Khảo sát ảnh hưởng chất dập tắt gốc tự 76 3.7 Ảnh hưởng pH đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu GB-10-530 79 3.8 Khảo sát khả xử lý nước thải nuôi tôm vật liệu composite GB-10-530 81 3.9 Tái sử dụng chất xúc tác 82 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO) e DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GB g-C3N4/BiVO4 EDTA Ethylene Diamine Tetraacetic Acid BQ 1,4-Benzoquinone DMSO Dimethyl sulfoxide EDX X-ray energy scattering spectrum (Phổ tán xạ lượng tia X) Eg Band gap energy (Năng lượng vùng cấm) IR Infrared spectrum(Phổ hồng ngoại) PVP Polyvinylpyrrolidone PL Fluorescent spectrum (Phổ huỳnh quang) TC Tetracycline hydrochloride TBA Tert-butyl alcohol SEM Scanning electron microscopy method (Phương pháp kính hiển vi điện tử quét) XRD X-Ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) UV-Vis-DRS Visible diffuse reflectance spectrum (Phổ phản xạ VB khuếch tán tử ngoại khả kiến) Valance Band (Vùng hóa trị) e DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Thế khử chuẩn số tác nhân oxi hoá mạnh Bảng Độ dài liên kết Bi-O V-O BiVO4 dạng cấu trúc đơn tà 15 Bảng Tính chất vật lý thông số cấu trúc BiVO4dạng đơn tà 15 Bảng Danh mục hoá chất 31 Bảng 2 Danh mục Dụng cụ - Thiết bị 31 Bảng Sự phụ thuộc mật độ quang A vào nồng độ TC 40 Bảng Kết xây dựng đường chuẩn COD (mg/L) 44 Bảng Giá trị dung lượng hấp phụ thay đổi theo thời gian vật liệu g-C3N4 51 Bảng Giá trị dung lượng hấp phụ TC theo thời gian vật liệu BiVO4 56 Bảng 3 Năng lượng vùng cấm vật liệu g-C3N4, BiVO4 composite GB-x 62 Bảng Sự thay đổi nồng độ TC theo thời gian vật liệu g-C3N4, BiVO4 composite GB-x 64 Bảng Hằng số tốc độ k phân huỷ TC theo mơ hình Langmuir Hinshelwood 68 Bảng Năng lượng vùng cấm vật liệu g-C3N4, BiVO4 composite GB-10-530 71 Bảng Sự thay đổi nồng độ TC theo thời gian vật liệu GB-10-T 74 Bảng Giá trị COD nước thải hồ nuôi tôm ban đầu sau xử lý vật liệu composite GB-10-530 thời gian 180 phút 81 e DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Mơ q trình xúc tác quang Hình Quá trình quang xúc tác tách nước vật liệu xúc tác Hình Cơ chế xúc tác quang vật liệu g-C3N4/NiFe2O4 11 Hình Cơ chế xúc tác quang vật liệu SnO2/g-C3N4 12 Hình Cấu trúc tinh thể BiVO4 dạng monoclinic-scheelite (a) cấu trúc đa diện BiVO4 (b) 15 Hình Bột bismuth orthovanadate 16 Hình Độ rộng vùng cấm BiVO4 17 Hình Quá trình xúc tác quang xảy vật liệu BiVO4 21 Hình Triazin (a) mơ hình kết nối tảng tri-s-triazin (b) dạng thù hình g-C3N4 23 Hình 10 Sơ đồ điều chế g-C3N4 cách ngưng tụ NH(NH2)2 24 Hình 11 Cấu trúc phân tử urea 25 Hình 12 Ảnh chụp TEM vật liệu BiVO4/g-C3N4 27 Hình 13 Cơ chế hoạt động hệ xúc tác quang BiVO4/g-C3N4 27 Hình 1.14 Cơng thức cấu tạo tetracycline hydrochloride tinh thể tetracycline hydrochloride 28 Hình Sự phản xạ bề mặt tinh thể 34 Hình 2 Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi điện tử quét 35 Hình Sơ đồ nguyên lý phổ EDX 38 Hình Sơ đồ chuyển mức Jablonskii 39 Hình Đồ thị đường chuẩn TC 40 Hình Đồ thị đường chuẩn COD 45 Hình Ảnh chụp urea (a) vật liệu g-C3N4 (b) 47 Hình Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu g-C3N4 48 Hình 3 Phổ hồng ngoại vật liệu g-C3N4 49 e Hình Phổ UV-Vis mẫu rắn (a) đồ thị phụ thuộc hàm KubelkaMunk theo lượng ánh sáng bị hấp thụ vật liệu g-C3N4(b) 50 Hình Ảnh SEM vật liệu g-C3N4 50 Hình Đồ thị biểu diễn phụ thuộc dung lượng hấp phụ vào thời gian vật liệu g-C3N4 51 Hình Sự thay đổi nồng độ TC theo thời gian phản ứng vật liệu 52 Hình Hình ảnh vật liệu BiVO4 53 Hình Giản đồ XRD vật liệu BiVO4 54 Hình 10 Phổ UV-Vis mẫu rắn BiVO4 (a) đồ thị phụ thuộc hàm Kubelka-Munk theo lượng ánh sáng bị hấp thụ 54 Hình 11 Phổ hồng ngoại vật liệu BiVO4 55 Hình 12 Ảnh SEM vật liệu BiVO4 55 Hình 13 Sự thay đổi dung lượng hấp phụ TCtheo thời gian vật liệu BiVO4 56 Hình 14 Sự thay đổi nồng độ TC theo thời gian phản ứng vật liệu BiVO4 57 Hình 15 Hình ảnh mẫu vật liệu composite GB-x 58 Hình 16 Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu g-C3N4; BiVO4 composite GB-x 59 Hình 17 Phổ UV-Vis mẫu rắn vật liệu g-C3N4; BiVO4 composite GB-x 60 Hình 18 Đồ thị phụ thuộc hàm Kubelka-Munk theo lượng ánh sáng bị hấp thụ vật liệu composite GB-x 61 Hình 19 Phổ huỳnh quang vật liệu BiVO4 composite GB-x 63 Hình 21 Sự phụ thuộc dung lượng hấp phụ TC theo thời gian vật liệu composite GB-x 65 Hình 22 Sự thay đổi nồng độ TC theo thời gian phản ứng mẫu vật liệu g-C3N4, BiVO4 composite GB-x 66 Hình 23 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xúc tác quang 66 e 83 Hình 38 Sự thay đổi nồng độ TC(10mg/L) theo thời gian phản ứng vật liệu composite GB-10-530 sau lần thu hồi Vật liệu GB có khả xúc tác quang ánh sáng khả kiến sử dụng quay vòng nhiều lần Cụ thể hiệu suất phân hủy TC ban đầu 74,68%, thu hồi lần sử dụng đạt 65,10%; thu hồi lần sử dụng đạt 62,15%.Từ kết tái sinh vật liệu GB-10-530 rằng, vật liệu composite GB tái sử dụng nhiều lần cho trình quang xúc tác phân hủyTC Điều mở triển vọng nghiên cứu ứng dụng vật liệu composite sở g-C3N4 BiVO4 thực tế xử lí nước thải bị nhiễm chất hữu khó sinh hủy e 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết thu trên, số kết luận rút sau: Đã tổng hợp thành công vật liệu g-C3N4 phương pháp nhiệt pha rắn vật liệu BiVO4 phương pháp thuỷ nhiệt Kết đặc trưng phương pháp phân tích đại cho thấy vật liệu g-C3N4 BiVO4 hình thái, cấu trúc lượng vùng cấm phù hợp với tài liệu công bố Đã đặc trưng vật liệu tổng hợp phương pháp hoá lý đại nhiễu xạ tia X, hiển vi điện tử quét, phổ hồng ngoại, phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại – khả kiến, phổ huỳnh quang Các kết cho phép khẳng định, tổng hợp thành công vật liệu nano composite g-C3N4/BiVO4 phương pháp nhiệt pha rắn Đã khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ tiền chất nhiệt độ nung đến khả quang xúc tác vật liệu composite Kết phân tích tỷ lệ khối lượng tiền chất 10% g-C3N4/BiVO4với nhiệt độ nung 530oC thích hợp điều kiện khảo sát để tổng hợp composite Đã xác định điểm đẳng điện vật liệu GB-10-530 (pH = 6,0) khảo sát ảnh hưởng pH đến khả phân huỷ quang TC vật liệu GB-10-530 Kết cho thấy vật liệu có khả hoạt động quang khoảng pH rộng, khả quang xúc tác thể tốt pH = 7,5 Đã khảo sát ảnh hưởng gốc tự đến trình xúc tác quang cách sử dụng chất dập tắt gốc tự Kết cho phép khẳng định chế phản ứng quang xúc tác với tác nhân hoạt động lỗ trống quang sinh gốc tự do∙O2- Đã xử lý nước thải ni tơm Bình Định vật liệu GB-10-530, kết thu cho thấy, giá trị COD mẫu nước thải giảm mạnh sau 180 phút xử lý Kết cho thấy tiềm ứng dụng vật liệu composite e 85 g-C3N4/BiVO4 xử lý nước nuôi trồng thuỷ sản Kiến nghị Do hạn chế thời gian nghiên cứu, nên nhiều vấn đề chưa giải luận văn Do chúng tơi có số kiến nghị: Mở rộng nghiên cứu ứng dụng vật liệu tổng hợp dùng để xử lý nhiều loại nước thải thực tế chứa chất hữu khó sinh hủy Khảo sát hoạt tính xúc tác quang vật liệu composite g-C3N4/ BiVO4 điều kiện ánh sáng mặt trời để chứng tỏ tính thực tiễn đề tài DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Bùi Thị Ngọc Trúc, Hồ Minh Thiện, Nguyễn Thanh Việt, Phan Thị Diệu, Trần Thị Thu Phương, Cao Văn Hoàng, Nguyễn Thị Diệu Cẩm (Trường Đại học Quy Nhơn), Mai Hùng Thanh Tùng (Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TPHCM), Phạm Thanh Đồng (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội), “Tổng hợp vật liệu xúc tác quang g-C3N4/BiVO4 ứng dụng xử lý chất kháng sinh môi trường nước”, Tạp chí Phân tích Hóa-Lý Sinh học e 86 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt [1] Nguyễn Văn Nội (2017), “Vật liệu xúc tác quang vùng khả kiến ứng dụng xử lý môi trường”, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội [2] Phuong Mai Dao Thi, Ngoc Tuyen Tran (2015), “Nghiên cứu tổng hợp bột màu vàng (Bi, Ca, Zn)VO4 BiVO4 dùng sản xuất sơn thân thiện với môi trường”, Đại học Huế, pp 3-4 [3] Võ Viễn (2018), “Vật liệu ứng dụng lượng môi trường”, Tài liệu giảng mơn học, Khoa Hóa, Trường ĐH Quy Nhơn Tài liệu Tiếng Anh [4] An Tran Doan, Xuan Dieu Nguyen Thi, Phi Hung Nguyen, Viet Nga Nguyen Thi, Sung Jin Kim, Vo Vien (2014), “Graphitic g-C3N4-WO3 Composite Synthesis and Photocatalytic Properties”, Bull Korean Chem Soc., 35(6), pp 1794 – 1798 [5] B Cheng, W Wang, L Shi, J Zhang, J Ran, and H Yu (2012), “One-pot template-free hydrothermal synthesis of monoclinic BiVO4 hollow microspheres and their enhanced visible-light photocatalytic activity”,International Journal ofPhotoenergy, vol 2012, pp 28–33 [6] Duy Trinh, Nguyen; Seong Soo, Hong (2018), “Synthesis of needlelike BiVO4 with improved photocatalytic activity under visible-light irradiation”, Journal of nanoscience and nanotechnology, vol 19, No 12, pp 7696–7761 [7] F Chen, Q Yang, Y Wang, J Zhao, D Wang, X Li, Z Guo, H Wang, Y Deng, C Niu, G Zeng (2017), “Novel ternary heterojunctionphotcocatalyst e of Ag nanoparticles and g- 87 C3N4nanosheetscomodified BiVO4 for wider spectrum visible-light photocatalytic degradation of refractory pollutant”, Applied Catalysis B: Environmental., 205, pp 133-147 [8] F Chen, Q Yang, Y Wang, J Zhao, D Wang, X Li, Z Guo, H Wang,Y Deng, C Niu, G Zeng (2017), “Novel ternary heterojunction photcocatalyst of Ag nanoparticles and g-C3N4 nanosheets co modified BiVO4 for wider spectrum visible-light photocatalytic degradation of refractory pollutant”, Applied Catalysis B: Environmental., 205, pp 133-147 [9] F.Q Zhou, J.C Fan, Q.J Xu, Y.L Min (2017), “BiVO4 nanowires decorated with CdS nanoparticles as Z-scheme photocatalyst with enhanced H2 generation”, Applied Catalysis B: Environmental, vol 201, pp 77-83 [10] G Dai, T Wang, S Liu, W Xu (2016), “Self-Generated Macrochannel-StructureTiO2/g-C3N4 with High Photocatalytic Activity”, Australian Journal of Chemistry, 69(4), pp 478-484 [11] G Hitoki, A Ishikawa, T Takata, J Kondo, M Hara and K Domen (2002),“Ta3N5 as a novel visible light-driven photocatalyst (λ < 600 nm)”, Chem Lett.,31, pp 736–737 [12] G Zhang, G Kim, and W Choi (2014), “Visible light driven photocatalysis mediated via ligand-to-metal charge transfer (LMCT): an alternative approach to solar activation of titania”, Energyof environmental Science, vol 7, pp 954–966 [13] H Katsumata, T Sakai, T Suzuki and S Kaneco (2014), “Highly efficient photocatalytic activity of g-C3N4/Ag3PO4 hybrid photocatalysts through Z-scheme photocatalytic mechanism under visible light”, Industrial & Engineering Chemistry Research, 53(19), e 88 pp 8018 – 8025 [14] H Li, H Ji, X Jing, Y Xu, J Yan, Y Li, L Huang, Q Zhang and H Xu (2015), “‘Magnetic g-C3N4/NiFe2O4 hybrids with enhanced photocatalytic activity”, RSC Adv, 5, pp 57960-57967 [15] H Luo, T Takata, Y Lee, J Zhao, K Domen, and Y Yan (2004), “Photocatalytic activity enhancing for titanium dioxide by co-doping with bromine and chlorine”, Chem Mater., no 13, pp 846–849 [16] H M Fan, D J Wang, L L Wang, H Y Li, P Wang, T F Jiang, T F Xie (2011), “Hydrothermal synthesis and photoelectric properties of BiVO4 with different morphologies: an efficient visible-light photocatalyst”, Appl Surf Sci., 257(17), pp 7758–7762 [17] H Luo, T Takata, Y Lee, J Zhao, K Domen, and Y Yan (2004), “Photocatalytic activity enhancing for titanium dioxide by co-doping with bromine and chlorine”, Chem Mater., no 13, pp 846–849 [18] Haimei Liu, Ryuhei Nakamura and Yoshihiro Nakato, “Promoted Photo-oxidation Reactivity of Particulate BiVO4 Photocatalyst Prepared by a Photoassisted Sol-gel Method”,Journal of The Electrochemical Society, 2005, p 1-2 [19] J A Zhang (2009), “The effect of hydrothermal temperature on the synthesis of monoclinic bismuth vanadate powders”,Materials Science-Poland, vol 27, no 4, pp 1015–1023 [20] Jianqing, Xiaotong Wang, Shuo Zhao, Xiao Chen, Ying Yu (2018), “Synergistic effect of adsorption and visible-light photocatalysis for organic pollutant removal over BiVO4/carbon sphere nanocomposites”, Applied Surface Science, vol 453, pp 394-404 [21] J Bedia, V Muelas-Ramos, M Penas-Garzón, A Gómez-Avilés, J J Rodríguez, and C Belver (2019), “A review on the synthesis and e 89 characterization of metal organic frameworks for photocatalytic water purification”,Catalysts, vol 9, no 1, pp 52 [22] J H Li, W Zhao, Y Guo, Z B Wei, M S Han, H He, S G Yang, C Sun (2015), “Facile synthesis and high activity of novel BiVO4/FeVO4 heterojunction photocatalyst for degradation of metronidazole”, Applied Surface Science, vol 351, pp 270–279 [23] J Safaei, H Ullah, N.A Mohamed, M.F Mohamad Noh, M.F Soh, A.A Tahir, N Ahmad Ludin, M.A Ibrahim, W.N.R Wan Isahak, M.A Mat Teridi (2018), “Enhanced photoelectrochemical performance of Z-scheme g-C3N4/BiVO4 photocatalyst”, Applied Catalysis B: Environmental, vol 234, pp 296-310 [24] J Su, X X Zou, G D Li, X Wei, C Yan, Y N Wang, J Zhao, L J Zhou, and J S Chen (2011), “Macroporous V2O5-BiVO4 Composites: Effect of Heterojunctiononthe Behavior of Photogenerated Charges”, Journal of Physical Chemistry, 115 (16), pp 8064–8071 [25] J Su, X X Zou, G D Li, X Wei, C Yan, Y N Wang, J Zhao, L J Zhou, and J S Chen (2011), “Macroporous V2O5 − BiVO4 Composites: Effect of Heterojunction on the Behavior of Photogenerated Charges”, The Journal of Physical Chemistry C, vol 115, issue 16, pp 8064–8071 [26] K Nagaveni, M S Hegde, and G Madras (2004), “Structure and photocatalytic activity of Ti1− x M xO2 (M = W, V, Ce, Zr, Fe, and Cu) synthesized by solution combustion method”, J Phys Chem B, vol 108, no 52, pp 20204–20212 [27] Lirong Yang, Xiaoyu Liu, Zhigang Liu, Chunmei Wang, Gang Liu, Qinglong Li, Xiaoxin Feng, “Enhanced photocatalytic activity of g- e 90 C3N4 2D nanosheets through thermal exfoliation using dicyandiamide as precursor”, Ceramics International, pp 20613-20619 (2018) [28] Miao Wang, Zisheng Zhang,Wenquan Cui and Hong Sui (2017), “Synthesis and characterization of a core–shell BiVO4/g-C3N4 photocatalyst with enhanced photocatalytic activity under visible light irradiation”, RSC Advances,vol 7, pp 8167–8177 [29] M.F.R Samsudin, S Sufian, B.H Hameed (2018), “Epigrammatic progress and perspective on the photocatalytic properties of BiVO 4based photocatalyst in photocatalytic water treatment technology”, Journal of Molecular Liquids, vol 268, pp 438-459 [30] P Dong, X Xi, X Zhang, G Hou, and R Guan (2016), “Templatefree synthesis of monoclinic BiVO4 with porous structure and its high photocatalytic activity”,Materials, pp 1–11 [31] R A Suresh C Ameta (2018),“Advanced oxidation processes for wastewater treatment”, Energing green chemical technology, p.p 3-415 [32] R Chen , C Zhu , J Lu , J Xiao , Y Lei, Z Yu (2017), “BiVO4/α-Fe2 O3catalytic degradation of gaseous benzene: Preparation, characterization and photocatalytic properties”, Applied Surface Science, 427, pp 141-147 [33] R Chen , C Zhu , J Lu , J Xiao , Y Lei, Z Yu (2017), “BiVO4/αFe2O3 catalytic degradation of gaseous benzene: Preparation, characterization and photocatalytic properties”, Applied Surface Science, vol 427, pp 141-147 [34] R Huo, X L Yang, Y Q Liu, Y H Xu (2017), “Visible light photocatalytic degradation of glyphosate over BiVO4 prepared by different co-precipitation Bulletin., 88, pp 56-61 e methods”, Materials Research 91 [35] R Jaiswal, J Bharambe, N Patel, A Dashora, D.C Kothari, A Miotello (2015), “Copper and Nitrogen co-doped TiO2 photocatalyst with enhanced optical absorption and catalytic activity”, Applied Catalysis B: Environmental, 168-169, 333-341 [36] R Sharma, U Ma, S Singh, A Verma, M Khanuja (2016), “Visible light induced bactericidal and photocatalytic activity of hydrothermally synthesized BiVO4 nano-octahedrals”, Journal of Photochemistry & Photobiology B: Biology., 162, pp 266-272 [37] R Sun, Q Shi, M Zhang, L Xie, J Chen, X Yang, M Chen, W Zhao (2017), “Enhanced photocatalytic oxidation of toluene with a coral-like direct Z-scheme BiVO4/g-C3N4 photocatalyst”, Journal of Alloys and Compounds, vol 714, pp 619-626 [38] S Khanchandani, S Kundu, A Patra, A K Ganguli (2013), “Band gap tuning of ZnO/In2S3 core/shell nanorod arrays for enhanced visible-light-driven photocatalysis” - The Journal of Physical, 117, 5558–5567 [39] Su-Hua Chen, Yong-Siang Jiang and Hsin-yu Lin (2020), “Easy Synthesis of BiVO4 for Photocatalytic Overall Water Splitting”, ACS Omega 2020, 5, pp 8927 – 8933 [40] Thi Dieu Cam Nguyen, Thi Phuong Le Chi Nguyen, Hung Thanh Tung Mai, Van Duong Dao, Minh Phuong Nguyen, Van Noi Nguyen (2017), “Novel photocatalytic conversion of CO by vanadium-doped tantalum nitride for valuable solar fuel production”, Journal of Catalysis, 352, pp 67 – 74 [41] V Rajalingam (2015), BiVO4nanostructured “Synthesis and materials : photocataly”,University of Maine, pp 1–150 e characterization of application to 92 [42] Williams Kweku Darkwah and Yanhui Ao (2018), “Mini Review on the Structure and Properties (Photocatalysis), and Preparation Techniques of Graphitic Carbon Nitride Nano-Based Particle, and Its Applications”, Nano review pp [43] X Li, J Zhang, L Shen (2009), “Preparation and characterization of graphitic carbon nitride through pyrolysis of melamine”, Applied Physics A,94 (2), pp 387–392 [44] X Xu, W Song (2017), “Synthesis and photocatalytic activity of heterojunction ZnFe2O4–BiVO4”, Materials Technology, vol 32, pp 1–8 [45] X Zou, Y Dong, X Zhang, and Y Cui (2016), “Synthesize and characterize of Ag3VO4/TiO2 nanorods photocatalysts and its photocatalytic activity under visible light irradiation,” Appl Surf Sci., vol 366, pp 173–180 [46] Y Deng, L Tang, G Zeng, J Wang, Y Zhou, J Wang, J Tang, L Wang, C Feng (2018) ,”Facile fabrication of mediator-free Z-scheme photocatalyst of phosphorous-doped ultrathin graphitic carbon nitride nanosheets and bismuth vanadate composites with enhanced tetracycline degradation under visible light”,J Colloid Interface Sci., 509, 219-234 [47] Y Jing Lia, Xihua Dub, Zhiqiang Zhouc (2016), “Hydrothermal synthesis and visible-light photocatalytic activity of SnS2/TiO2 composite nanoflakes”,Environment and Chemical Science, pp 115–119 [48] Y Zhang, J Liu, G Wu, W Chen (2012), “Porous graphitic carbon nitride synthesized via direct polymerization of urea for efficient sunlight-driven photocatalytic hydrogen production”, Nanoscale, 4(17), pp 5300-5303 e 93 [49] Z M El-Bahy, A A Ismail, and R M Mohamed (2009), “Enhancement of titania by doping rare earth for photodegradation of organic dye (Direct Blue)”, J Hazard Mater., 166 (1), 138–143 [50] Zhanying Zhang, Jianliang Cao, Cong Qin, Yan Wang, Bo Zhang, Yuxiao Gong, Huoli Zhang, Guang Sun, Hari (2017), “Calcination Method Synthesis of SnO2/g-C3N4 composites for a High-Performance Ethanol Gas Sensing Application”,Nanomaterials, pp 1-2 [51] Zhilin Li, Chongyue Jin, Min Wang, Jin Kang, Zengmin Wu, Daien Yang, Tong Zhu, “Novel rugby-like g-C3N4/BiVO4 core/shell Zscheme composites prepared via low-temperature hydrothermal method for enhanced photocatalytic performance, Separation and Purification Technology, (2020) [52] Zisheng Zhang, Miao Wang, Wenquan Cui and Hong Sui (2017), “Synthesis and characterization of a core–shell BiVO4/g-C3N4 photocatalyst with enhanced photocatalytic activity under visible light irradiation”, RSC Advances,vol 7, pp 8167–8177 [53] Zisheng Zhang, Miao Wang, Wenquan Cui and Hong Sui (2017), “Synthesis and characterization of a core–shell BiVO4/g-C3N4 photocatalyst with enhanced photocatalytic activity under visible light irradiation”, RSC Advances,vol 7, pp 8167–8177 e PL-1 PHỤ LỤC Phụ lục Bảng giá trị C/Co TC theo thời gian t (phút) vật liệu GB-x với x = 5%, 10%, 15%, 20%, 25% Thời gian (phút) 15 30 45 60 75 90 105 120 GB-5 0,881 0,777 0,693 0,633 0,559 0,539 0,489 0,465 GB-10 0,604 0,483 0,391 0,378 0,310 0,282 0,257 0,253 C/Co GB-15 0,702 0,527 0,493 0,468 0,404 0,353 0,331 0,314 GB-20 0,847 0,665 0,559 0,459 0,435 0,425 0,411 0,401 GB-25 0,860 0,738 0,697 0,686 0,598 0,592 0,557 0,528 Phụ lục Bảng giá trị C/Co TC theo thời gian t (phút) vật liệu g-C3N4 BiVO4 Thời gian (phút) C/Co g-C3N4 0,935 0,890 0,802 0,696 0,604 0,509 0,448 0,437 15 30 45 60 75 90 105 120 e BiVO4 0,977 0,927 0,814 0,755 0,652 0,609 0,596 0,589 PL-2 Phụ lục Bảng giá trị C/Co TC theo thời gian t (phút) vật liệu GB-10-T với T = 500, 530, 560 oC Thời gian (phút) 15 30 45 60 75 90 105 120 GB-10-500 0,976 0,956 0,922 0,807 0,782 0,695 0,647 0,642 C/Co GB-10-530 0,604 0,483 0,391 0,378 0,310 0,282 0,257 0,253 GB-10-560 0,891 0,809 0,549 0,540 0,486 0,468 0,431 0,427 Phụ lục Bảng giá trị ln (Co/C) TC theo thời gian t (phút) vật liệu g-C3N4, BiVO4, GB-x với x = 5%, 10%, 15%, 20%, 25% Thời gian (phút) ln (Co/C) GB-5 GB-10 GB-15 0 0 0 0 15 0,127 0,503 0,354 0,166 0,151 0,067 0,023 30 0,252 0,727 0,640 0,408 0,304 0,117 0,076 45 0,367 0,940 0,707 0,581 0,361 0,221 0,206 60 0,457 0,972 0,760 0,779 0,377 0,363 0,281 75 0,582 1,172 0,907 0,833 0,514 0,504 0,428 90 0,618 1,268 1,042 0,855 0,524 0,675 0,496 105 0,714 1,357 1,105 0,890 0,584 0,803 0,518 120 0,766 1,373 1,158 0,913 0,638 0,828 0,529 e GB-20 GB-25 g-C3N4 BiVO4 PL-3 Phụ lục Bảng giá trị C/Co TC theo thời gian t (phút) mẫu GB-10-530 sử dụng chất dập tắt Thời gian C/Co (phút) Mẫu trắng EDTA BQ TBA DMSO 1 1 15 0,604 0,961 0,886 0,770 0,673 30 0,483 0,950 0,882 0,644 0,493 45 0,391 0,901 0,824 0,561 0,354 60 0,378 0,893 0,771 0,427 0,314 75 0,310 0,877 0,730 0,415 0,302 90 0,282 0,809 0,716 0,344 0,294 105 0,257 0,803 0,715 0,282 0,291 120 0,253 0,788 0,706 0,274 0,283 Phụ lục 6: Bảng giá trị C/Co TC vật liệu GB-10-530 sau hai lần thu hồi C/Co Thời gian (phút) Lần Lần Lần 1 30 0,483 0,586 0,689 60 0,378 0,506 0,616 90 0,353 0,481 0,549 120 0,310 0,424 0,502 150 0,282 0,382 0,489 180 0,253 0,349 0,378 e PL-4 Phụ lục 7: Bảng giá trị CODCr nước thải nuôi tôm thời gian xúc tác mẫu vật liệu GB-10-530 Thời gian CODCr COD/COD0 Sau 2h hấp phụ bóng tối 757,797 Sau 1h chiếu sáng 523,086 0,690 Sau 2h chiếu sáng 447,293 0,590 Sau 3h chiếu sáng 341,007 0,450 Phụ lục Bảng giá trị C/Co TC theo thời gian t (phút) vật liệu GB-10-530 pH khác Thời C/Co gian pH=1.5 pH=3.0 pH=4.5 pH=6.0 pH=7.5 pH=9.0 pH=10 pH=11 (phút) 1 1 1 1 30 0,866 0,857 0,850 0,903 0,457 0,633 0,805 0,841 60 0,757 0,673 0,735 0,609 0,333 0,407 0,798 0,791 90 0,764 0,615 0,647 0,502 0,317 0,365 0,705 0,630 120 0,728 0,569 0,543 0,543 0,359 0,388 0,656 0,671 150 0,687 0,444 0,493 0,537 0,362 0,387 0,599 0,605 180 0,728 0,450 0,439 0,438 0,326 0,364 0,540 0,590 e ... lý luận trên, chọn nghiên cứu đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp vật liệu composite g- C3N4/ BiVO4 làm chất xúc tác quang phân huỷ hợp chất hữu ô nhiễm môi trường nước? ?? Mục tiêu nghiên cứu đề tài Tổng hợp. .. hợp vật liệu composite g- C3N4/ BiVO4 nhằm ứng dụng làm chất xúc tác quang phân huỷ chất hữu ô nhiễm môi trường nước Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu -Vật liệu g- C3N4 -Vật liệu. .. - Tổng hợp vật liệu BiVO4 từ Bi(NO3)3.5H2O NH4VO3 - Tổng hợp vật liệu g- C3N4 - Tổng hợp vật liệu composite g- C3N4/ BiVO4 - Đặc trưng vật liệu tổng hợp - Khảo sát khả quang xúc tác vật liệu tổng
Ngày đăng: 27/03/2023, 06:47
Xem thêm:
