Đang tải... (xem toàn văn)
Slide 1 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN VĂN HINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Tên đề tài “CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP CẤU TRÚC NANO ZnFe2O4/CARBON HOẠT TÍNH ĐỂ XỬ LÝ HẤP PHỤ CHẤT MÀU HỮU C[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN VĂN HINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ Tên đề tài “CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP CẤU TRÚC NANO ZnFe2O4/CARBON HOẠT TÍNH ĐỂ XỬ LÝ HẤP PHỤ CHẤT MÀU HỮU CƠ” Người hướng dẫn khoa học : TS NGUYỄN THỊ LUYẾN PGS.TS NGUYỄN VĂN ĐĂNG THÁI NGUYÊN, NĂM 2022 MỞ ĐẦU Ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Cơng nghệ nano Phương pháp hấp phụ Chế tạo vật liệu tổ hợp cấu trúc nano ZnFe2O4/carbon hoạt tính để xử lý hấp phụ chất màu hữu NỘI DUNG Chương 2: Chương 1: THỰC TỔNG NGHIỆM QUAN Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chất màu hữu gây ô nhiễm môi trường nước 1.2 Tổng quan vật liệu hấp phụ 1.3 Cơ chế loại bỏ chất màu hữu từ vật liệu tổ hợp NMO/AC 1.4 Lý thuyết phương pháp hấp phu ̣hiện CHƯƠNG : THỰC NGHIỆM 2.1 Công nghệ chế tạo mẫu 2.2 Khảo sát ảnh hưởng thông số đến khả hấp phụ DR79 2.3 Các phương pháp khảo sát đặc trưng vật liệu thực nghiệm Chương Vỏ lạc 2.1.Công nghệ chế tạo mẫu Vỏ lạc nghiền nhỏ trộn hóa chất Sau tạo kết tủa AgNO3, sấy khơ thu ZnFe2O4/ Carbon hoạt tính Cho mẫu vào lò nung điều chỉnh 500oC Giã nhỏ Chương 2.2 Khảo sát ảnh hưởng thông số đến khả hấp phụ DR79 vật liệu hấp phụ Tỷ lệ mol Zn Fe Nhiệt độ nhiệt phân Độ pH Xác định điểm đẳng điện Thời gian rung lắc Nồng độ DR79 Công thức cấu tạo thuốc nhuộm DR79 Chương 2.3 Các phương pháp khảo sát đặc trưng vật liệu Phương pháp phân tích phổ hấp thụ UV-Vis Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) Phương pháp hiển vi điện tử quét Sơ đồ khối hệ đo quang phổ RS XploRa Plus Hiển vi điện tử truyền qua Phương pháp BET Phương pháp tán xạ Raman Phương pháp hấp thụ hồng ngoại Hệ đo hấp phụ vật lý cồng (BET) Viện Hóa Học CHƯƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát đặc trưng mẫu hấp phụ 3.2 Khảo sát hấp phụ thuốc nhuộm màu đỏ DR79 mẫu hấp phụ 3.3 Phân tích, đánh giá phù hợp thực nghiệm lý thuyết Chương 3.1 Khảo sát đặc trưng mẫu hấp phụ 3.1.1.Hình thái, thành phần cấu trúc xốp Hình 3.1(a,b) vật liệu tổ hợp cấu trúc nano ZnFe2O4/carbon hoạt tính chế nhiệt độ nhiệt phân 700oC, tỷ lệ mol Zn:Fe = 0.5 Hình 3.1.(c)Giản đồ tán sắc lượng EDX Mẫu ZnFe2O4/AC 10 Thành phần nguyên tử (%) C O Cl Fe Zn 79.87 17.55 1.4 1.09 0.08 Chương 3.1 Khảo sát đặc trưng mẫu hấp phụ 3.1.1.Hình thái, thành phần cấu trúc xốp Hình 3.2(a,c) Đường đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp N2ở 77 K 11 Hình 3.2.(b,d) đường phân bố kích thước lỗ xốp theo BJH mẫu ZnFe2O4/AC α-Fe2O3/AC Chương 3.1 Khảo sát đặc trưng mẫu hấp phụ 3.1.2.Cấu trúc tinh thể Giản đồ nhiễu xạ tia X của: ZnFe2O4/carbon hoạt tính chế tạo 500oC, tỷ lệ mol Zn:Fe thay đổi từ đến 12 (b) ZnFe2O4/carbon hoạt tính chế tạo tỷ lệ mol Zn:Fe = 0.5 thay đổi nhiệt độ từ 400 – 800oC (c) so sánh giản đồ nhiễu xạ tia X α-Fe2O3/carbon hoạt tính ZnFe2O4/carbon hoạt tính Chương ▪ 3.1 Khảo sát đặc trưng mẫu hấp phụ 3.1.3.Khảo sát tính chất dao động Phổ FT-IR ZnFe2O4/carbon hoạt tính chế tạo tại: (a) cố định nhiệt độ 500oC, tỷ lệ mol Zn:Fe thay đổi từ đến 2; (b) cố định tỷ lệ mol Zn:Fe = 0.5 thay đổi nhiệt độ từ 400 – 800 oC; 13 Chương ▪ 3.1 Khảo sát đặc trưng mẫu hấp phụ 3.1.4.Khảo sát tính chất dao động (a) Phổ tán xạ Raman vật liệu ZnFe2O4/carbon hoạt tính chế tạo nhiệt độ 500oC, tỷ lệ mol Zn:Fe = 0.5; 14 (b) So sánh phổ tán xạ RS ZnFe2O4/carbon hoạt tính sử dụng nguồn laser khác Chương 3.2 Xử lý hấp phụ thuốc nhuộm màu đỏ DR79 3.2.1.Xây dựng đường chuẩn DR79 Hình 3.7a Phổ hấp thụ dung dịch DR79 nồng độ khác Hình 3.7 b.Đường chuẩn dung dịch DR79 C(mg/L) 10 13 16 Abs 0.0098 0.0244 0.0387 0.0518 0.0724 0.0927 0.1144 Bảng 3.3 Kết đo độ hấp thụ quang dung dịch DR79 với nồng độ khác 15 Chương 3.2.Xử lý hấp phụ thuốc nhuộm màu đỏ DR79 3.2.2.Khảo sát khả hấp phụ DR79 vật liệu ZnFe 2O4/carbon hoạt tính Hình 3.9 (a) hiệu suất hấp phụ (b) dung lượng hấp phụ DR79 vật liệu ZnFe2O4/carbon hoạt tính chế tạo nhiệt độ nhiệt phân 500 oC, tỷ lệ mol Zn:Fe thay đổi từ đến 16 Chương 3.2.Xử lý hấp phụ thuốc nhuộm màu đỏ DR79 3.2.3.Khảo sát ảnh hưởng thông số đến khả hấp phụ DR79 Độ pH Hình 3.10 (a) Sự phụ thuộc hiệu suất dung lượng hấp phụ DR79 vào pH; (b) điểm đẳng điện vật liệu hấp phụ ZnFe2O4/carbon hoạt tính; 17 Chương 3.2.Xử lý hấp phụ thuốc nhuộm màu đỏ DR79 3.2.3.Khảo sát ảnh hưởng thông số đến khả hấp phụ DR79 Ảnh hưởng thời gian Hình 3.11 Sự phụ thuộc hiệu suất dung lượng hấp phụ DR79 vào thời gian rung lắc Điều kiện khảo sát nồng độ ban đầu DR79 200 mg/L, khối lượng VLHP 25 mg; thể tích dung dịch 25 mL, nhiệt độ 30oC 18 Chương 3.2.Xử lý hấp phụ thuốc nhuộm màu đỏ DR79 3.2.3.Khảo sát ảnh hưởng thông số đến khả hấp phụ DR79 Ảnh hưởng nồng độ nhiệt độ khác 19 Hình 3.12 (a,b) tương ứng ảnh hưởng nồng độ DR79 ban đầu đến hiệu suất dung lượng hấp phụ DR79 VLHP ZnFe2O4/carbon hoạt tính nhiệt độ khác nhau, thời gian rung lắc 120 phút, khối lượng chất hấp phụ 25 mg Chương 3.3.Khảo sát chế q trình hấp phụ DR79 theo mơ hình khác Khảo sát nhiệt học hấp phụ DR79 20 Hình 3.13 (a, b, c) tương ứng mơ hình nhiệt học hấp phụ DR79 ZnFe 2O4/carbon hoạt tính nhiệt độ khác nhau: 30oC, 40oC, 50oC; khối lượng chất hấp phụ 25 mg/25 mL, thời gian rung lắc 120 phút ... hợp cấu trúc nano ZnFe2O4/carbon hoạt tính để xử lý hấp phụ chất màu hữu NỘI DUNG Chương 2: Chương 1: THỰC TỔNG NGHIỆM QUAN Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chất... Phương pháp hấp thụ hồng ngoại Hệ đo hấp phụ vật lý cồng (BET) Viện Hóa Học CHƯƠNG : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát đặc trưng mẫu hấp phụ 3.2 Khảo sát hấp phụ thuốc nhuộm màu đỏ DR79 mẫu hấp... lạc nghiền nhỏ trộn hóa chất Sau tạo kết tủa AgNO3, sấy khô thu ZnFe2O4/ Carbon hoạt tính Cho mẫu vào lị nung điều chỉnh 500oC Giã nhỏ Chương 2.2 Khảo sát ảnh hưởng thông số đến khả hấp phụ DR79