Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tổng hợp g c3n4 pha tạp oxy làm chất xúc tác quang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN PHẠM CHÍ THÀNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP g-C3N4 PHA TẠP OXY LÀM CHẤT XÚC TÁC QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC Bình Định – Năm 2019 e BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN PHẠM CHÍ THÀNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP g-C3N4 PHA TẠP OXY LÀM CHẤT XÚC TÁC QUANG Chuyên ngành: HĨA VƠ CƠ Mã số: 8440113 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ VIỄN e LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình tơi Các số liệu kết sử dụng luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học khác e LỜI CẢM ƠN Tơi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Võ Viễn tận tâm hướng dẫn, hỗ trợ động viên suốt q trình nghiên cứu để hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Trần Doãn An, anh Nguyễn Văn Phúc giúp đỡ, tham vấn cho tơi q trình thực luận văn Ngồi ra, tơi xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Khoa Hóa, trường Đại học Quy Nhơn trang bị cho kiến thức hữu ích để tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè bên cạnh động viên giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn e MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu 3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Phƣơng pháp tổng hợp vật liệu 4.2 Phƣơng pháp đặc trƣng Đánh giá hoạt tính xúc tác quang Nội dung nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ XÚC TÁC QUANG 1.1.1 Khái niệm xúc tác quang 1.1.2 Phân loại xúc tác quang 1.1.3 Cơ chế phản ứng xúc tác quang 1.1.3.1 Cấu trúc vùng điện tử 1.1.3.2 Phân loại cấu trúc vùng cấm 1.1.3.3 Cơ chế phản ứng xúc tác quang 1.1.4 Nhiệt động học hình thành nhóm hoạt tính chứa oxy trình xúc tác quang 11 e 1.1.4.1 Nhiệt động học trình xúc tác quang 11 1.1.4.2 Sự hình thành nhóm hoạt tính chứa oxy hệ xúc tác quang 13 1.1.5 Động học phản ứng xúc tác quang 15 1.1.5.1 Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 15 1.1.5.2 Biểu thức tốc độ phản ứng cho hệ xúc tác quang dị thể 18 1.2 GIỚI THIỆU VỀ GRAPHIT CACBON NITRUA (g-C3N4) 23 1.2.1 Cấu trúc tinh thể g-C3N4 23 1.2.2 Phƣơng pháp tổng hợp g-C3N4 27 1.2.3 Vật liệu g-C3N4 biến tính 30 1.2.3.1 Pha tạp 31 1.2.3.2 Compozit 37 1.3 GIỚI THIỆU VỀ UREA 38 1.4 GIỚI THIỆU VỀ HYDROGEN PEROXIDE (H2O2) 38 1.5 GIỚI THIỆU VỀ RHODAMINE B 39 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 40 2.1 TỔNG HỢP VẬT LIỆU XÚC TÁC QUANG 40 2.1.1 Hóa chất 40 2.1.3 Tổng hợp vật liệu xúc tác quang 40 2.1.3.1 Tổng hợp vật liệu xúc tác quang g-C3N4 40 2.1.3.2 Tổng hợp vật liệu xúc tác quang g-C3N4 pha tạp oxy 41 2.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐẶC TRƢNG VẬT LIỆU 42 2.2.1 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 42 2.2.2 Phổ hồng ngoại (IR) 43 2.2.3 Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) 44 2.2.4 Phổ quang điện tử tia X (XPS) 45 2.2.5 Phổ phản xạ khuyếch tán tử ngoại - khả kiến (UV-Vis DRS) 47 2.2.6 Phổ huỳnh quang (PL) 50 e 2.3 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG 52 2.3.1 Cơ sở lý thuyết để phân tích định lƣợng rhodamine B 52 2.3.2 Xây dựng đƣờng chuẩn xác định nồng độ RhB 53 2.3.3 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu 54 2.3.4 Khảo sát hoạt tính xúc tác quang 55 2.3.4 Khảo sát chế xúc tác quang 56 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 3.1 ĐẶC TRƢNG VẬT LIỆU 58 3.1.1 Màu sắc vật liệu 58 3.1.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) 59 3.1.3 Phổ hồng ngoại (IR) 61 3.1.4 Phổ quang điện tử tia X (XPS) 63 3.1.5 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 72 3.1.6 Phổ phản xạ khuyếch tán tử ngoại - khả kiến (UV-Vis DRS) 73 3.1.7 Phổ huỳnh quang (PL) 77 3.2 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG 81 3.2.1 Xác định thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu 81 3.2.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác quang vật liệu 82 3.3 Đánh giá động học trình xúc tác quang 88 3.4 KHẢO SÁT CƠ CHẾ XÚC TÁC QUANG PHÂN HỦY RhB 89 KẾT LUẬN 93 KIẾN NGHỊ 95 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 e DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1,4-BQ 1,4-benzoquinone 2Na-EDTA Disodium ethylendiaminetetraacetate CB Vùng dẫn (Conduction band) CBM Cực tiểu vùng dẫn (Conduction band minimum) DMSO Dimethyl sulfoxide Eg Năng lượng vùng cấm (Band gap energy) OCN g-C3N4 biến tính H2O2 RhB Rhodamine B SEM Ảnh hiển vi điện tử quét (Scanning electron microscopy) HOMO Obital phân tử bị chiếm cao (Highest occupied molecular orbital) LUMO Obital phân tử không bị chiếm thấp (Lowest unoccupied molecular orbital) TBA Tert-Butanol UV-Vis DRS Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến VB Vùng hóa trị (Valence band) VBM Cực đại vùng hóa trị (Valence band maximum) XPS Phổ quang điện tử tia X (X-ray photoelectron spectroscopy) XRD Nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction) e DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang Thế khử chuẩn nhóm vơ quan trọng 12 bảng Bảng 1.1 hệ xúc tác quang Bảng 1.2 Khả oxy hóa nhóm hoạt tính 14 Bảng 2.1 Danh mục hóa chất dùng đề tài 40 Bảng 2.2 Kết xây dựng đường chuẩn rhodamine B 54 Bảng 3.1 Phần trăm nguyên tố mẫu g-C3N4, x-OCN 64 Bảng 3.2 Giá trị % diện tích pic C-O mẫu g-C3N4 67 x-OCN Bảng 3.3 Giá trị diện tích pic phổ XPS phân giải cao 71 N 1s Bảng 3.4 Tỉ lệ C/N tỉ lệ % diện tích pic phổ XPS 71 phân giải cao N 1s mẫu g-C3N4, x-OCN Bảng 3.5 Năng lượng vùng cấm g-C3N4 x-OCN với x = 76 20, 40, 60, 80, 100, 120 Bảng 3.6 Dung lượng hấp phụ q (mg/g) RhB nước theo 81 thời gian t (phút) mẫu g-C3N4, 40-OCN 80-OCN Bảng 3.7 Giá trị C/Co RhB theo thời gian chiếu sáng t 83 (phút) mẫu g-C3N4 x-OCN Bảng 3.8 Hiệu suất xúc tác quang phân hủy RhB nước 84 vật liệu g-C3N4 x-OCN Bảng 3.9 Hằng số tốc độ theo mơ hình Langmuir-Hinshewood e 89 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu hình vẽ, đồ thị Tên hình vẽ, đồ thị Trang Hình 1.1 Cấu trúc vùng lượng Hình 1.2 Các dạng vùng cấm Hình 1.3 Mơ hình quang hợp chế xúc tác quang 11 Hình 1.4 Cấu trúc vùng chất bán dẫn khác 11 Hình 1.5 Mơ hình nhiệt động học chuyển 13 electron sang chất hấp phụ Hình 1.6 Hợp chất chứa C N: (a) melamine, (b) 23 melam, (c) melem (d) melon Hình 1.7 Cấu trúc g-C3N4 dựa đơn vị s-triazine (a) 24 tri-s-triazine (b) Hình 1.8 Cấu trúc tinh thể dựa đơn vị heptazine (a) 25 kiểu xếp chồng ABAB tinh thể g-C3N4 Hình 1.9 Cấu trúc đơn lớp g-C3N4 26 Hình 1.10 Các nhóm chức g-C3N4 27 Hình 1.11 Con đường phản ứng để hình thành g-C3N4 28 Hình 1.12 Sơ đồ tổng hợp hạt nano bán dẫn rỗng (HCNS) 29 kim loại/HCNS Hình 1.13 Sơ đồ tổng hợp g-C3N4 phương pháp tự 30 xếp siêu phân tử Hình 1.14 Cấu trúc vùng biến đổi pha tạp bề mặt 32 pha tạp đồng Hình 1.15 Vị trí ngun tố pha tạp vào mạng g-C3N4 33 Hình 1.16 Phân loại hệ nối dị thể 37 e 99 [16] Fang, L J., Wang, X L., Zhao, J J., Li, Y H., Wang, Y L., Du, X L., Yang, H G (2016) One-step fabrication of porous oxygen-doped gC3N4 with feeble nitrogen vacancies for enhanced photocatalytic performance Chemical Communications, 52(100), 14408–14411 [17] Tang, R., Ding, R., & Xie, X (2018) Preparation of oxygen-doped graphitic carbon nitride and its visible-light photocatalytic performance on bisphenol a degradation Water Science and Technology, 78(5), 1023–1033 [18] Wei, F., Liu, Y., Zhao, H., Ren, X., Liu, J., Hasan, T., … Su, B.-L (2018) Oxygen self-doped g-C3N4 with tunable electronic band structure for unprecedentedly enhanced photocatalytic performance Nanoscale, 10(9), 4515–4522 [19] Liu, G., Niu, P., Sun, C., Smith, S C., Chen, Z., Lu, G Q (Max), & Cheng, H.-M (2010) Unique electronic structure induced high photoreactivity of sulfur doped graphitic C3N4 Journal of the American Chemical Society, 132(33), 11642–11648 [20] Sun, X., Zhang, Y., Song, P., Pan, J., Zhuang, L., Xu, W., & Xing, W (2013) Fluorine doped carbon blacks: Highly efficient metal free electrocatalysts for oxygen reduction reaction ACS Catalysis, 3(8), 1726–1729 [21] Liu, C., Zhang, Y., Dong, F., Reshak, A H., Ye, L., Pinna, N., … Huang, H (2017) Chlorine intercalation in graphitic carbon nitride for efficient photocatalysis Applied Catalysis B: Environmental, 203, 465– 474 [22] Lan, Z.-A., Zhang, G., & Wang, X (2016) A facile synthesis of Brmodified g-C3N4 semiconductors for photoredox water splitting Applied Catalysis B: Environmental, 192, 116–125 e 100 [23] Zhang, G., Zhang, M., Ye, X., Qiu, X., Lin, S., & Wang, X (2013) Iodine modified carbon nitride semiconductors as visible light photocatalysts for hydrogen evolution Advanced Materials, 26(5), 805– 809 [24] Hu, S., Li, F., Fan, Z., Wang, F., Zhao, Y., & Lv, Z (2015) Band gaptunable potassium doped graphitic carbon nitride with enhanced mineralization ability Dalton Transactions, 44(3), 1084–1092 [25] Zhang, J., Hu, S., & Wang, Y (2014) A convenient method to prepare a novel alkali metal sodium doped carbon nitride photocatalyst with a tunable band structure RSC Adv., 4(108), 62912–62919 [26] Zhang, J., Hu, S., & Wang, Y (2014) A convenient method to prepare a novel alkali metal sodium doped carbon nitride photocatalyst with a tunable band structure RSC Adv., 4(108), 62912–62919 [27] Tonda, S., Kumar, S., Kandula, S., & Shanker, V (2014) Fe doped and -mediated graphitic carbon nitride nanosheets for enhanced photocatalytic performance under natural sunlight Journal of Materials Chemistry A, 2(19), 6772 [28] Li, Z., Kong, C., & Lu, G (2015) Visible photocatalytic water splitting and photocatalytic two-electron oxygen formation over Cu and Fe-doped g-C3N4 The Journal of Physical Chemistry C, 120(1), 56–63 [29] Wang, J., Liu, R., Zhang, C., Han, G., Zhao, J., Liu, B., Zhang, Z (2015) Synthesis of g-C3N4 nanosheet/Au@Ag nanoparticle hybrids as SERS probes for cancer cell diagnostics RSC Advances, 5(105), 86803– 86810 [30] Xue, J., Ma, S., Zhou, Y., Zhang, Z., & He, M (2015) Facile photochemical synthesis of Au/Pt/g-C3N4 with plasmon enhanced e 101 photocatalytic activity for antibiotic degradation ACS Applied Materials & Interfaces, 7(18), 9630–9637 [31] Wang, Y., Wang, Y., Li, Y., Shi, H., Xu, Y., Qin, H.,Cui, L (2015) Simple synthesis of Zr-doped graphitic carbon nitride towards enhanced photocatalytic performance under simulated solar light irradiation Catalysis Communications, 72, 24–28 [32] Wang, Y., Li, Y., Bai, X., Cai, Q., Liu, C., Zuo, Y., … Cui, L (2016) Facile synthesis of Y doped graphitic carbon nitride with enhanced photocatalytic performance Catalysis Communications, 84, 179–182 [33] Jiang, L., Yuan, X., Pan, Y., Liang, J., Zeng, G., Wu, Z., & Wang, H (2017) Doping of graphitic carbon nitride for photocatalysis: A reveiw Applied Catalysis B: Environmental, 217, 388–406 [34] Rakshit Ameta, Suresh C Ameta (2017) Photocatalysis: Principles and Applications, CRC Press [35] Horst Kisch (2015) Semiconductor Photocatalysis: Principles and Applications, Wiley-CVH [36] Wen, J., Xie, J., Chen, X., & Li, X (2017) A review on g-C3N4 based photocatalysts Applied Surface Science, 391, 72–123 [37] Jenny Schneider, Detlef Bahnemann, Jinhua Ye, Jin (2016) Photocatalysis: Fundamentals and Perspectives, The Royal Society of Chemistry [38] Li, X., Yu, J., Low, J., Fang, Y., Xiao, J., & Chen, X (2015) Engineering heterogeneous semiconductors for solar water splitting Journal of Materials Chemistry A, 3(6), 2485–2534 [39] Liebig, J.V (1834) About some nitrogen compounds Ann Pharm, 10, 10 e 102 [40] Franklin, E C (1922) The ammono carbonic acids J Am Chem Soc 44, 486-509 [41] Teter, D M., & Hemley, R J (1996) Low compressibility carbon nitrides Science, 271(5245), 53–55 [42] Maeda, K., Wang, X., Nishihara, Y., Lu, D., Antonietti, M., & Domen, K (2009) Photocatalytic activities of graphitic carbon nitride powder for water reduction and oxidation under visible light The Journal of Physical Chemistry C, 113(12), 4940–4947 [43] Bojdys, M J., Müller, J.-O., Antonietti, M., & Thomas, A (2008) Ionothermal synthesis of crystalline, condensed, graphitic carbon nitride Chemistry-A European Journal, 14(27), 8177–8182 [44] Kroke, E., Schwarz, M., Horath-Bordon, E., Kroll, P., Noll, B., & Norman, A D (2002) Tri-s-triazine derivatives Part I From trichlorotri-s-triazine to graphitic C3N4 New Journal of Chemistry, 26, 508-512 [45] Ong, W.-J., Tan, L.-L., Ng, Y H., Yong, S.-T., & Chai, S.-P (2016) Graphitic carbon nitride (g-C3N4) based photocatalysts for artificial photosynthesis and environmental remediation: are we a step closer to achieving sustainability? Chemical Reviews, 116(12), 7159– 7329 [46] Sun, B., Yu, H., Yang, Y., Li, H., Zhai, C., Qian, D J., & Chen, M (2017) New complete assignment of X-ray powder diffraction patterns in graphitic carbon nitride using discrete Fourier transform and direct experimental evidence Physical Chemistry Chemical Physics, 19(38), 26072–26084 [47] Zuluaga, S., Liu, L.-H., Shafiq, N., Rupich, S M., Veyan, J.-F., Chabal, Y J., & Thonhauser, T (2015) Structural band gap tuning in g-C3N4 Physical Chemistry Chemical Physics, 17(2), 957–962 e 103 [48] Zhu, B., Zhang, J., Jiang, C., Cheng, B., & Yu, J (2017) First principle investigation of halogen-doped monolayer g-C3N4 photocatalyst Applied Catalysis B: Environmental, 207, 27–34 [49] Gillan, E G (2000) Synthesis of nitrogen-rich carbon nitride networks from an energetic molecular azide precursor Chemistry of Materials, 12(12), 3906–3912 [50] Gillan, E G (2000) Synthesis of nitrogen-rich carbon nitride networks from an energetic molecular azide precursor Chemistry of Materials, 12(12), 3906–3912 [51] Yang, Z., Zhang, Y., & Schnepp, Z (2015) Soft and hard templating of graphitic carbon nitride Journal of Materials Chemistry A, 3(27), 14081–14092 [52] Shalom, M., Inal, S., Fettkenhauer, C., Neher, D., & Antonietti, M (2013) Improving carbon nitride photocatalysis by supramolecular preorganization of monomers Journal of the American Chemical Society, 135(19), 7118–7121 [53] Liao, Y., Zhu, S., Ma, J., Sun, Z., Yin, C., Zhu, C., Zhang, D (2014) Tailoring the morphology of g-C3N4 by self-assembly towards high photocatalytic performance Chem Cat Chem, 6(12), 3419–3425 [54] Wang, Y., Zhang, J., Wang, X., Antonietti, M., & Li, H (2010) Boron and fluorine-containing mesoporous carbon nitride polymers: Metal free catalysts for cyclohexane oxidation Angewandte Chemie International Edition, 49(19), 3356–3359 [55] Sun, J., Zhang, J., Zhang, M., Antonietti, M., Fu, X., & Wang, X (2012) Bioinspired hollow semiconductor nanospheres as photosynthetic nanoparticles Nature Communications, 3(1), 1139-1142 e 104 [56] Bhunia, M K., Yamauchi, K., & Takanabe, K (2014) Harvesting solar light with crystalline carbon nitrides for efficient photocatalytic hydrogen evolution Angewandte Chemie, 126(41), 11181–11185 [57] Wang, Y., Rao, L., Wang, P., Guo, Y., Guo, X., & Zhang, L (2019) Porous oxygen-doped carbon nitride: supramolecular preassembly technology and photocatalytic degradation of organic pollutants under low-intensity light irradiation Environmental Science and Pollution Research, 26(15), 15710-15723 [58] Asahi, R (2001) Visible light photocatalysis in nitrogen-doped titanium oxides Science, 293(5528), 269–271 [59] Liu, G., Wang, L., Yang, H G., Cheng, H M., & (Max) Lu, G Q (2010) Titania based photocatalysts crystal growth, doping and heterostructuring J Mater Chem., 20(5), 831–843 [60] Satoh, N., Nakashima, T , Kamikura, K , & Yamamoto, K (2008) Quantum size effect in TiO2 nanoparticles prepared by finely controlled metal assembly on dendrimer templates Nature Nanotechnology, 3(2), 106–111 [61] Acharya, S., Martha, S., Sahoo, P C., & Parida, K (2015) Glimpses of the modification of perovskite with graphene-analogous materials in photocatalytic applications Inorganic Chemistry Frontiers, 2(9), 807823 [62] Wei, J., Shen, W., Zhao, J., Zhang, C., Zhou, Y., & Liu, H (2018) Boron doped g-C3N4 as an effective metal free solid base catalyst in knoevenagel condensation Catalysis Today, 316, 199-205 [63] Su, Q., Yao, X., Cheng, W., & Zhang, S (2017) Boron doped melaminederived carbon nitrides tailored by ionic liquids for catalytic conversion of CO2 into cyclic carbonates Green Chemistry, 19(13), 2957–2965 e 105 [64] Li, H., Li, F., Wang, Z., Jiao, Y., Liu, Y., Wang, P., … Huang, B (2018) Fabrication of carbon bridged g-C3N4 through supramolecular self-assembly for enhanced photocatalytic hydrogen evolution Applied Catalysis B: Environmental, 229, 114–120 [65] Li, Y., Wu, S., Huang, L., Wang, J., Xu, H., & Li, H (2014) Synthesis of carbon doped g-C3N4 composites with enhanced visible-light photocatalytic activity Materials Letters, 137, 281–284 [66] Dong, G., Zhao, K., & Zhang, L (2012) Carbon self doping induced high electronic conductivity and photoreactivity of g-C3N4 Chemical Communications, 48(49), 6178 [67] Hu, Che-Chia & Wang, Mao-Sheng & Chen, Chien-Hua & Chen, Yi-Rui & Tung, Kuo-Lun & Huang, Hsuan (2019) Phosphorus doped g-C3N4 integrated photocatalytic membrane reactor for wastewater treatment Journal of Membrane Science, 580, 1-11 [68] Lee, E Z., Jun, Y.-S., Hong, W H., Thomas, A., & Jin, M M (2010) Cubic mesoporous graphitic carbon (IV) nitride: An all-in-one chemosensor for selective optical sensing of metal ions Angewandte Chemie International Edition, 49(50), 9706–9710 [69] Yan, S C., Li, Z S., & Zou, Z G (2009) Photodegradation performance of g-C3N4 fabricated by directly heating melamine Langmuir, 25(17), 10397–10401 [70] Liu, J., Zhang, T., Wang, Z., Dawson, G., & Chen, W (2011) Simple pyrolysis of urea into graphitic carbon nitride with recyclable adsorption and photocatalytic activity Journal of Materials Chemistry, 21(38), 14398 [71] Jiang, Y., Sun, Z., Tang, C., Zhou, Y., Zeng, L., & Huang, L (2018) Enhancement of photocatalytic hydrogen evolution activity of porous e 106 oxygen doped g-C3N4 with nitrogen defects induced by changing electron transition Applied Catalysis B: Environmental, 240, 30-38 [72] Yu, K., Yang, S., He, H., Sun, C., Gu, C., & Ju, Y (2009) Visible LightDriven photocatalytic degradation of rhodamine B over NaBiO3: pathways and mechanism The Journal of Physical Chemistry A, 113(37), 10024–10032 [73] P Larkin (2011) Infrared and raman spectroscopy: principles and spectral interpretation Academic Press, Elsevier [74] Liao, G., Chen, S., Quan, X., Yu, H., & Zhao, H (2012) Graphene oxide modified g-C3N4 hybrid with enhanced photocatalytic capability under visible light irradiation J Mater Chem., 22(6), 2721–2726 [75] Wei, Z., Liu, M., Zhang, Z., Yao, W., Tan, H., & Zhu, Y Efficient visible light driven selective oxygen reduction to hydrogen peroxide by oxygen enriched graphitic carbon nitride polymers Energy & Environmental Science 11, 2018, 2581-2589 [76] Khabashesku, V N., Zimmerman, J L., & Margrave, J L (2000) Powder synthesis and characterization of amorphous carbon nitride Chemistry of Materials, 12(11), 3264–3270 [77] Zhao, Z., Dai, Y., Lin, J., & Wang, G (2014) Highly ordered mesoporous carbon nitride with ultrahigh surface area and pore volume as a superior dehydrogenation catalyst Chemistry of Materials, 26(10), 3151–3161 [78] Thomas, A., Fischer, A., Goettmann, F., Antonietti, M., Müller, J.-O., Schlögl, R., & Carlsson, J M (2008) Graphitic carbon nitride materials: variation of structure and morphology and their use as metalfree catalysts Journal of Materials Chemistry, 18(41), 4893 e 107 [79] Raymundo-Piđero, E., Cazorla-Amorós, D., Linares-Solano, A., Find, J., Wild, U., & Schlögl, R (2002) Structural characterization of Ncontaining activated carbon fibers prepared from a low softening point petroleum pitch and a melamine resin Carbon, 40(4), 597–60 [80] You, R., Dou, H., Chen, L., Zheng, S., & Zhang, Y (2017) Graphitic carbon nitride with S and O codoping for enhanced visible light photocatalytic performance RSC Advances, 7(26), 15842–15850 [81] Hu, C., Hung, W.-Z., Wang, M.-S., & Lu, P.-J (2018) Phosphorus and sulfur codoped g-C3N4 as an efficient metal-free photocatalyst Carbon, 127, 374–383 [82] Zhang, Y., Pan, Q., Chai, G., Liang, M., Dong, G., Zhang, Q., & Qiu, J (2013) Synthesis and luminescence mechanism of multicolor emitting gC3N4 nanopowders by low temperature thermal condensation of melamine Scientific Reports, 1943 (2013) [83] Mark Fox Optical properties of solids Oxford University Press, 2001 [84] Akbar Isari, A., Payan, A., Fattahi, M., Jorfi, S., & Kakavandi, B (2018) Photocatalytic degradation of rhodamine B and real textile wastewater using Fe doped TiO2 anchored on reduced graphene oxide (Fe-TiO2/rGO): Characterization and feasibility, mechanism and pathway studies Applied Surface Science, 462, 549-564 [85] Guo, X., Zhu, H., & Li, Q (2014) Visible-light-driven photocatalytic properties of ZnO/ZnFe2O4 core/shell nanocable arrays Applied Catalysis B: Environmental, 160-161, 408–414 [86] Samoilova, R I., Crofts, A R., & Dikanov, S A (2011) Reaction of superoxide radical with quinone molecules The Journal of Physical Chemistry A, 115(42), 11589–11593 e 108 [87] Byrne, J A., & Eggins, B R (1998) Photoelectrochemistry of oxalate on particulate TiO2 electrodes Journal of Electroanalytical Chemistry, 457(1-2), 61–72 [88] Li, W., Li, D., Lin, Y., Wang, P., Chen, W., Fu, X., & Shao, Y (2012) Evidence for the active species involved in the photodegradation process of methyl orange on TiO2 The Journal of Physical Chemistry C, 116(5), 3552–3560 [89] Zeng, Y., Liu, X., Liu, C., Wang, L., Xia, Y., Zhang, S., … Pei, Y (2018) Scalable one-step production of porous oxygen doped g-C3N4 nanorods with effective electron separation for excellent visible-light photocatalytic activity Applied Catalysis B: Environmental, 224, 1–9 [90] Tang, R., & Xie, X.(2018) Preparation of oxygen-doped graphitic carbon nitride and its visible-light photocatalytic performance on bisphenol a degradation Water Science and Technology,78(5),1023–33 [91] Qu, X., Hu, S., Bai, J., Li, P., Lu, G., & Kang, X (2018) A facile approach to synthesize oxygen doped g-C3N4 with enhanced visible light activity under anoxic conditions via oxygen-plasma treatment New Journal of Chemistry, 42(7), 4998–5004 [92] Ha, Tran & Nguyen, Dieu & Nguyen Van, Kim & Kim, Sung & Vo, Vien.(2019) A facile synthesis of MoS2/g-C3N4 composite as an anode material with improved lithium storage sapacity Materials 12.17303-07 [93] Wu, H.-Z., Liu, L.-M., & Zhao, S.-J (2014) The effect of water on the structural, electronic and photocatalytic properties of graphitic carbon nitride Physical Chemistry Chemical Physics, 16(7), 3299 [94] Umar Ibrahim Gaya (2014) Heterogeneous photocatalysis using inorganic semiconductor solids Springer e 109 PHỤ LỤC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - g-C3N4 600 d=3.252 500 Lin (Cps) 400 300 200 100 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: PhucQNU gC3N4.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 79.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X 1) Left Angle: 23.830 ° - Right Angle: 31.150 ° - Left Int.: 149 Cps - Right Int.: 107 Cps - Obs Max: 27.398 ° - d (Obs Max): 3.253 - Max Int.: 431 Cps - Net Height: 303 Cps - FWHM: 1.390 ° - Chord Mid.: 27.402 ° - Int Bre Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 20-OCN 600 d=3.248 500 Lin (Cps) 400 300 200 100 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: PhucQNU 20-OCN.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 79.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 23.830 ° - Right Angle: 31.420 ° - Left Int.: 161 Cps - Right Int.: 113 Cps - Obs Max: 27.460 ° - d (Obs Max): 3.245 - Max Int.: 413 Cps - Net Height: 276 Cps - FWHM: 1.493 ° - Chord Mid.: 27.376 ° - Int Bre e 80 110 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 40-OCN 600 d=3.251 500 Lin (Cps) 400 300 200 100 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: PhucQNU 40-OCN.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 79.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 23.470 ° - Right Angle: 31.600 ° - Left Int.: 137 Cps - Right Int.: 103 Cps - Obs Max: 27.412 ° - d (Obs Max): 3.251 - Max Int.: 420 Cps - Net Height: 299 Cps - FWHM: 1.317 ° - Chord Mid.: 27.418 ° - Int Bre Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 60-OCN 600 d=3.246 500 Lin (Cps) 400 300 200 100 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: PhucQNU 60-OCN.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 79.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 22.960 ° - Right Angle: 30.910 ° - Left Int.: 158 Cps - Right Int.: 117 Cps - Obs Max: 27.395 ° - d (Obs Max): 3.253 - Max Int.: 354 Cps - Net Height: 219 Cps - FWHM: 1.612 ° - Chord Mid.: 27.362 ° - Int Bre e 80 111 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 80-OCN 600 d=3.250 500 Lin (Cps) 400 300 200 100 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: PhucQNU 80-OCN.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 79.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 23.950 ° - Right Angle: 32.170 ° - Left Int.: 164 Cps - Right Int.: 115 Cps - Obs Max: 27.419 ° - d (Obs Max): 3.250 - Max Int.: 383 Cps - Net Height: 239 Cps - FWHM: 1.383 ° - Chord Mid.: 27.441 ° - Int Bre Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 100-OCN d=3.247 600 500 Lin (Cps) 400 300 200 100 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: PhucQNU 100-OCN.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 79.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 23.380 ° - Right Angle: 32.230 ° - Left Int.: 158 Cps - Right Int.: 95.0 Cps - Obs Max: 27.490 ° - d (Obs Max): 3.242 - Max Int.: 454 Cps - Net Height: 326 Cps - FWHM: 1.395 ° - Chord Mid.: 27.389 ° - Int Bre Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - 120-OCN 600 d=3.247 500 Lin (Cps) 400 300 200 100 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: PhucQNU 120-OCN.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 79.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 14 s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 23.470 ° - Right Angle: 32.230 ° - Left Int.: 159 Cps - Right Int.: 104 Cps - Obs Max: 27.389 ° - d (Obs Max): 3.254 - Max Int.: 363 Cps - Net Height: 229 Cps - FWHM: 1.605 ° - Chord Mid.: 27.387 ° - Int Bre e 80 112 e 113 e ... xúc tác quang Từ vấn đề lý thuyết thực tiễn trên, chọn đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp g- C3N4 pha tạp oxy làm chất xúc tác quang? ?? Mục tiêu nghiên cứu Tổng hợp g- C3N4 pha tạp oxy làm chất xúc tác quang. .. 2.1.1 Hóa chất 40 2.1.3 Tổng hợp vật liệu xúc tác quang 40 2.1.3.1 Tổng hợp vật liệu xúc tác quang g- C3N4 40 2.1.3.2 Tổng hợp vật liệu xúc tác quang g- C3N4 pha tạp oxy ... (RhB) 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Tổng hợp g- C3N4 pha tạp oxy làm chất xúc tác quang vùng ánh sáng khả kiến e 4 Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Phƣơng pháp tổng hợp vật liệu - Tổng hợp thu thập tài liệu