Tổng hợp vật liệu co uio 66 và ứng dụng hấp phụ một số chất màu hữu cơ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM BÙI THỊ KIM NGÂN TỔNG HỢP VẬT LIỆU Co-UiO-66 VÀ ỨNG DỤNG HẤP PHỤ MỘT SỐ CHẤT MÀU HỮU CƠ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Đà Nẵng - Năm 2023 \ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM BÙI THỊ KIM NGÂN TỔNG HỢP VẬT LIỆU Co-UiO-66 VÀ ỨNG DỤNG HẤP PHỤ MỘT SỐ CHẤT MÀU HỮU CƠ Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 8440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN ĐỨC MẠNH Đà Nẵng - Năm 2023 \ v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii DANH MỤC TÊN VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu Đối tượng, phạm vi nghiên cứu giới hạn đề tài Đóng góp đề tài Nội dung nghiên cứu .2 Ý nghĩa lý luận thực tiễn Cấu trúc đề tài CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu khung kim loại - hữu (MOFs) 1.1.1 Giới thiệu chung vật liệu khung kim loại – hữu (MOFs) 1.1.2 Cấu trúc vật liệu MOFs .5 1.1.3 Tính chất bật 1.2 Vật liệu University of Oslo-66 (UiO-66) .8 1.3 Phương pháp tổng hợp vật liệu Co-UiO-66 .11 1.3.1 Giới thiệu vật liệu biến tính Co-UiO-66 .11 1.3.2 Phương pháp thuỷ nhiệt 11 1.3.3 Ứng dụng Co-UiO-66 12 1.4 Giới thiệu chất màu hữu Rhodamine B (RhB) Xanh methylene (MB) 12 1.4.1 Giới thiệu sơ lược chất màu hữu .12 1.4.2 Nguồn gốc tác hại nguồn nước nhiễm chất màu hữu 13 1.4.3 Tình trạng nhiễm nguồn nước chất màu hữu 14 1.4.4 Giới thiệu chất màu hữu Rhodamine B (RhB) 15 1.4.5 Giới thiệu chất màu hữu Xanh methylene (MB) 17 1.5 Tổng quan phương pháp hấp phụ - giải hấp 18 1.5.1 Khái niệm hấp phụ - giải hấp 18 1.5.2 Hấp phụ môi trường nước 19 1.5.3 Động lực học hấp phụ 20 1.5.4 Các mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ 21 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 23 2.1 Phương pháp nghiên cứu 23 \ vi 2.1.1 Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu 23 2.1.2 Phương pháp phân tích phổ UV-VIS 27 2.2 Thực nghiệm 28 2.2.1 Hoá chất dụng cụ 28 2.2.2 Tổng hợp vật liệu 29 2.3 Xây dựng đường chuẩn Rhdamine B (RhB) Xanh methylene (MB) .32 2.4 Thử khả hấp phụ Co-UiO-66 so với UiO-66 33 2.4.1 Trong Xanh methylene .33 2.4.2 Trong Rhodamine B 33 2.5 Khảo sát trình hấp phụ Rhodamine B (RhB) Xanh methylene (MB) vật liệu Co-UiO-66 34 2.5.1 Thời gian đạt hấp phụ cân 34 2.5.2 Ảnh hưởng hàm lượng vật liệu 34 2.5.3 Ảnh hưởng nồng độ 35 2.5.4 Ảnh hưởng pH 35 2.6 Giải hấp tái sử dụng vật liệu 36 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Kết xác định đặc trưng vật liệu 37 3.1.1 Phổ hồng ngoại chuyển hoá fourier (FT-IR) 37 3.1.2 Giãn đồ nhiễu xạ tia X (XRD) 37 3.1.3 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 39 3.2 Kết xây dựng đường chuẩn MB RhB .40 3.3 Thử khả hấp phụ mẫu vật liệu Co-UiO-66 so với UiO-66 41 3.4 Khảo sát trình hấp phụ Xanh methylene (MB) với mẫu vật liệu 42 3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ vật liệu .42 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng hấp phụ vật liệu hấp phụ 45 3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ hợp chất màu 46 3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng pH dung dịch hấp phụ 49 3.5 Khảo sát trình hấp phụ Rhodamine B (RhB) với mẫu vật liệu 51 3.5.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ .51 3.5.2 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng vật liệu 53 3.5.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ hợp chất màu 54 3.5.4 Khảo sát ảnh hưởng pH dung dịch hấp phụ 57 3.6 Tái sử dụng vật liệu 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .59 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 \ vii DANH MỤC TÊN VIẾT TẮT BDC Cầu hữu 1,4 – benzen dicaboxylat BL Cobalt university of Oslo-66 tỉ lệ 8:1 Co-UiO-66 Cobalt university of Oslo-66 Cobalt university of Oslo-66 tỉ lệ 4:1 DMF N,N – diethylformamide IR Phổ hồng ngoại (IR- Infrared spectroscopy) IRMOF Isorecticular Metal Organic Framework MB Hợp chất màu hữu Xanh methylene MOFs Vật liệu khung kim loại – hữu PCPs Porous coordination polymers RhB Hợp chất màu hữu Rhodamine B SBUs Secondary building unit SEM Hiển vi điện tử quét (scanning electron microscoppy) UiO-66 University of Oslo-66 UV – VIS Phân tích đo quang XRD Nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction) ZIF Zeolite – Imidazolate Framework \ vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng biểu Trang Bảng 1.1 Mô tả cấu trúc hình học SBUs nghiên cứu Bảng 2.1 Hoá chất sử dụng nghiên cứu 28 Bảng 3.1 \ Tên bảng Các tham số phương trình động học biểu kiến dung dịch Xanh methylen hai mẫu vật liệu 45 Bảng 3.2 Các tham số đẳng nhiệt dạng tuyến tính khảo sát khả hấp phụ mẫu vật liệu Xanh methylene 49 Bảng 3.3 Các tham số phương trình động học biểu kiến dung dịch Rhodamine B hai mẫu vật liệu 53 Bảng 3.4 Các tham số đẳng nhiệt dạng tuyến tính khảo sát khả hấp phụ mẫu vật liệu Rhodamine B 56 iu ~o ~ 1u.~ ya1i f£q-c vzn; ova- dl-l]~' eli /2JP1 LJ ~ 'l'" d-:wl £&, ~;;;.f v,,~~ 1-1?~ riM, *h, y P£ 1ht2u11tL~ ,k,a, ~e'0c.$:.: ~" f~ $/: N,6c;- Jrr.i.J, e,u,i h £':;;' -h~ 1'7' Btll nlll 'p /Lt'th N~~ 0fl.t ~ b) Yeu c~u chinh, sua v~ n(>idung: c) Cac y kien khac: d) Di~m danh gia: Bang sf,: 13, Tac gift luan van phat bieu g" Bang chtr: cJ,,;; rrzif= y ki~n 14 Chu tich Hoi d6ng tuyen bf, b~ mac THU KY no: DONG CHU TICH HQI DONG L/ CQNG HoA XA HQI CHU NGHiA VI~T NAM DQc I~p - T\I' - Hanh phuc D~I HQC DA NANG TRUONGD~IHQCSUPH~M CAU HOI vA TRA.LOJ: Kern thea Bien him h9P Hoi d6ng cham luan van thac si Cua h9C vien Bui Thi Kim Ngan Cll~ A;J;.' %.~ 7:) f?l~~ V,0'; n.~,~ :c- i"o.5.a:1, JC/;./.l1i ~.~ ~ £t:ek AA~ -2 J?t).~ JCL~ ", *" ( c:.li ~.~.s:'uf.? ~:-;/!,yj;J~ r:.-:.?a ~ G !J ~ ()C0 J:r::.1 iii : ~ ,,- fu, uc;« c::.M./.YLJ~ ~/~ ~ ef> [oL~ ilso; 6.{ A.(.': ~.~ ·bJ··dhd !?'~.~~;~ {£~L~.d.'!.;d; Ca~ .A.~~.e~ ~:::~~::~:::l0:14::::lVp:~:::&;::~::;;fl ~J.PJ?1.~r ~ THVKY HOI DONG CONG HoA XA HOI CHV NGHiA VItT NAM DQc l~p - TV - H~nh phuc BIEN BAN KIEM PHIEU CVA HOI DONG CHAM LU~N VAN TH~C st Cho h9C vien: BiIi Thi Kim Ngan V~ d~ tai: Tong hop v~t lieu Co-UiO-66 va ung dung hfip phu mot s6 chat mau huu ca Bao v~ tai: Truong Dai h9C Su pham - Dai h9C Da N~ng Thai gian: vi tJ gia 12 thang nam :l cJ2~ Tham gia ki€m phieu gom: GS TS Dinh Quang Khi~u Chu tich H(Ji a6ng TS Mai Van Bay Uy vien Thu kf K~t qua kiem phieu: - S6 phieu phat ra:_ O.: : f _ - S6 phieu thu v~:_O_r= - T6ng s6 di~m : -,4~!)._:_·!t L, - Di€m trung binh: :_ _ _ 1L !.'-'-~_tt+ _ Da Nang, 1tthang THU KY HOI DONG 2- nam 2tJg_ CHU TlCH HOI DONG I CONG H(')A XA HOI CHi! NGl-liA Vl~T NAM Oi)c I~p - Tl}' - Hanh phuc -000 NH~N XET ellA NcHOI HlfONG DAN KHOA HQC len d~ tai luan van: Tang h!!p v{itli~u Co-UiO-66 va linl{ dung /lap ph~lm{jt s(} chat mau Mi'u co' huyen nganh: Boa HUll co a chuyen nganh: 8440114 en hoc vien: Bui Thi Kim Ngan 1Q va ten nguoi huong d~n: Tran Dire Manh loc ham hoc vi: Ti~n ST ;O'i cong iac: Khoa Hoa 11Qc,Truong Dai hoc Su pham - Dai hoc Da N~ng '() dicn ihoai lien he: 0934796127 NOI DUNG NH~N XET / Danh gia chung v~ lu~n vin: _P~.ty_~ ~.fr.~~.-"'~ 1!.9 i~.~~~~ Y.~ l!.~!l!: thirc Ll " _ _ _ _._ _ _ 1/ Tinh th§n, thai di) cua hoc vien: r p.r~ )./1 ,,::., : ·fJ/U1 t: L CI /"' '- »; wi·~···~ f{~.tal'" eao vjt,fo lJ:.2t CO' sO' khoa hoc va thU'e ti~n: .J::~iJi·:APf····v.;if;f: R.tt2 &.cc /Jt '.().-:-£6' /£.htf1 .~c e£C1- ~F ~daq 0.~.lUf~/2./' .'Df ·1d.:.Sir ~ ~ .~ ~&.tr.7 - )J d /' / D /J /) va.~ ~ ' &.u.-:./P.l:~.!/.".c.~ ~ ~wfJ···~~·-t·~Cm i1.{~ r /' /) , '.' ' Phurrng phap nghien CU11: .'7u.~94.