Đ�I H�C THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐỖ THỊ LIÊN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL MnxZn1 xFe2O4 (0 x 0,5) LUẬN VĂN THẠC[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐỖ THỊ LIÊN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL MnxZn1-xFe2O4 (0 x 0,5) LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2021 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ĐỖ THỊ LIÊN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL MnxZn1-xFe2O4 (0 x 0,5) Ngành: Hóa vơ Mã số: 440 113 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ TỐ LOAN THÁI NGUYÊN - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Tố Loan Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Đỗ Thị Liên Xác nhận củaTrưởng khoa Người hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Hiền Lan PGS.TS Nguyễn Thị Tố Loan i LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Tố Loan người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, giáo Ban giám hiệu, phịng Đào tạo, khoa Hóa học - trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài Luận văn nhận giúp đỡ thực phép đo phòng thí nghiệm Hóa vơ - trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, Khoa Hóa học - trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Phịng thí nghiệm siêu cấu trúc -Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương, Viện Khoa học Vật liệu Xin cảm ơn giúp đỡ quý báu Xin chân thành cảm ơn bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình thực nghiệm hồn thành luận văn Sau xin dành lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình tơi, bố mẹ tơi, anh em họ hàng cho tơi động lực tâm hồn thành luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2021 Tác giả luận văn Đỗ Thị Liên ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan …………………………………………………………………… .i Lời cảm ơn ……………………………………………………………………………ii Mục lục ………………………………………………………………………………iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt …………………………………………… v Danh mục bảng …………………………………………………………………vi Danh mục hình ……………………………………………………………… vii MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu vật liệu spinel 1.1.1 Cấu trúc vật liệu spinel …………………………………………… ….2 1.1.2 Một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano spinel ………………… … 1.1.2.1 Phương pháp đồng kết tủa 1.1.2.2 Phương pháp thủy nhiệt 1.1.2.3 Phương pháp sol-gel .4 1.1.2.4 Phương pháp tổng hợp đốt cháy 1.1.3 Tình hình nghiên cứu tổng hợp nano ferit tinh khiết ferit pha tạp ion kim loại .8 1.2 Giới thiệu metylen xanh ………………………………………… 10 1.3 Phương pháp oxi hóa nâng cao (AOPs) 10 1.3.1 Giới thiệu trình oxi hóa nâng cao .10 1.3.2 Tình hình nghiên cứu sử dụng xúc tác ferit q trình oxi hóa nâng cao .13 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 18 2.1 Dụng cụ, hoá chất 18 2.1.1 Dụng cụ, máy móc .18 2.1.2 Hóa chất 18 2.2 Tổng hợp hệ vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) phương pháp đốt cháy dung dịch ……………………………………………………………………… 18 iii 2.3 Các phương pháp nghiên cứu vật liệu …………………………………… 19 2.3.1 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen 19 2.3.2 Phương pháp phổ hồng ngoại 21 2.3.3 Phương pháp hiển vi điện tử quét hiển vi điện tử truyền qua 21 2.3.4 Phương pháp tán xạ lượng tia X 23 2.3.5 Phương pháp phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại-khả kiến .23 2.3.6 Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại- khả kiến .24 2.4 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 26 2.5 Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu nano spinel MnxZn1-xFe2O4 26 2.5.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ .26 2.5.2 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 3.1 Kết nghiên cứu vật liệu phương pháp nhiễu xạ Rơnghen……… 28 3.2 Kết nghiên cứu vật liệu phương pháp phổ hồng ngoại 29 3.3 Kết nghiên cứu hình thái học vật liệu .31 3.4 Kết nghiên cứu mẫu phương pháp phổ tán xạ lượng tia X 32 3.5 Kết đo phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại-khả kiến vật liệu………… 33 3.6 Kết nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu…………………………………………………………………………… 34 3.6.1 Kết xác định thời gian đạt cân hấp phụ 34 3.6.2 Kết nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu .35 3.6.3 Động học phản ứng phân hủy metylen xanh………………………… 39 KẾT LUẬN 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ CH Cacbohydrazin CS Combustion Synthesis EDX Energy dispersive X-ray Spectroscopy GPC Gas Phase Combustion IR Infrared spectra MB Methylene blue MDH Malonic dihydrazin acid ODH Oxalyl dihydrazin PGC Polimer Gel Combustion RhB Rhodamine B SEM Scanning Electron Microscopy SHS Self Propagating High Temperature Synthesis Process SSC Solid State Combustion TEM Transmission Electron Microscope TFTA Tetra formal trisazine UV-Vis Ultraviolet-Visible XRD X-Ray Diffraction AOPs Advanced oxidation process SC Solution combustion UV Ultral Visible DBP Di-n-butyl phthalate DRS Ultraviolet-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy VB Valence band CB Conductive band v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Thế oxi hoá số tác nhân oxi hoá thường gặp 11 Bảng 1.2 Một số phương pháp oxi hóa nâng cao phổ biến sử dụng xử lý nước thải 12 Bảng 1.3 Hiệu suất phân hủy chất hữu số hệ xúc tác ferit 14 Bảng 2.1 Lượng chất ban đầu hệ MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) 19 Bảng 2.2 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 26 Bảng 3.1 Kích thước tinh thể (r), số mạng (a) thể tích ô mạng sở (V) vật liệu MnxZn1-xFe2O4 29 Bảng 3.2 Số sóng liên kết M-O hốc tứ diện (ν1) bát diện (ν2) vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) 30 Bảng 3.3 Thành phần % khối lượng nguyên tố có vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,4) 33 Bảng 3.4 Hiệu suất phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x=0 ÷ 0,5), sau 240 phút chiếu sáng 37 Bảng 3.5 Bảng giá trị ln(Co/Ct) theo thời gian có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) 40 Bảng 3.6 Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) 40 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Minh họa cấu trúc tinh thể spinel Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo phổ Uv-Vis dung dịch metylen xanh 10 Hình 1.3 Sơ đồ minh họa chế phân hủy Orange II hệ ZnFe2O4/H2O2/Vis [11] .15 Hình 1.4 Vật liệu ZnFe2O4 trước sau có từ trường tác dụng [34] 16 Hình 1.5 Một số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác ferit 16 Hình 2.1 Sơ đồ minh họa bước tổng hợp vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) 19 Hình 2.2 Phổ UV-Vis dung dịch MB (a) đường chuẩn xác định nồng độ MB (b) .26 Hình 3.1 Giản đồ XRD vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) nung 500oC 28 Hình 3.2a Phổ IR vật liệu ZnFe2O4 (a) Mn0,1Zn0,9Fe2O4 (b) 30 Hình 3.2b Phổ IR vật liệu Mn0,2Zn0,8Fe2O4 (a) Mn0,3Zn0,7Fe2O4 (b) .30 Hình 3.2c Phổ IR vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 (a) Mn0,5Zn0,5Fe2O4 (b) .30 Hình 3.3 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) vật liệu ZnFe2O4 31 Hình 3.4 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 31 Hình 3.5 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) vật liệu ZnFe2O4 31 Hình 3.6 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 32 Hình 3.7 Phổ EDX vật liệu ZnFe2O4 32 Hình 3.8 Phổ EDX vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 .33 Hình 3.9 Phổ DRS vật liệu ZnFe2O4 Mn0,4Zn0,6Fe2O4 34 Hình 3.10 Sự phụ thuộc giá trị (αhν)2 vào lượng photon ánh sáng hấp thụ hν vật liệu ZnFe2O4 Mn0,4Zn0,6Fe2O4 .34 Hình 3.11 Hiệu suất hấp phụ MB theo thời gian có mặt vật liệu ZnFe2O4 35 Hình 3.12 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian có mặt H2O2 (a), ZnFe2O4 + chiếu sáng (b) 36 Hình 3.13 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,1) 36 vii Hình 3.14 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,2 0,3) 37 Hình 3.15 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,4 0,5) 37 Hình 3.16 Minh họa chế quang xúc tác phân hủy RhB chất xúc tác ZnFe2O4 [33] .38 Hình 3.17 Sự phụ thuộc ln (Co/Ct) vào thời gian có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) 40 viii Hình 3.6 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 3.4 Kết nghiên cứu mẫu phương pháp phổ tán xạ lượng tia X Phổ tán xạ lượng tia X (EDX) vật liệu hình 3.7-3.8 Kết cho thấy, vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,4) xuất pic đặc trưng Zn, Fe, O Mn vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 Ngồi ra, vật liệu khơng thấy xuất pic đặc trưng cho nguyên tố khác Điều chứng tỏ vật liệu thu tinh khiết Hình 3.7 Phổ EDX vật liệu ZnFe2O4 32 Hình 3.8 Phổ EDX vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 Thành phần phần trăm khối lượng nguyên tố vật liệu thu tương đối phù hợp với kết tính theo lý thuyết (bảng 3.3) Bảng 3.3 Thành phần % khối lượng nguyên tố có vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,4) % nguyên tố ZnFe2O4 Zn LT Fe TT LT O TT LT Mn TT 26,97 25,39 46,47 45,72 26,56 28,89 LT TT 0 Mn0,4Zn0,6Fe2O4 16,46 12,19 47,26 42,13 27,00 37,20 9,28 8,48 3.5 Kết đo phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại - khả kiến vật liệu Phổ DRS vật liệu hình 3.9 Từ hình 3.9 cho thấy, vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,4) hấp thụ mạnh vùng ánh sáng khả kiến Kết xác định lượng vùng cấm hình 3.10 Kết cho thấy, giá trị lượng vùng cấm vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 1,48 eV, nhỏ so với vật liệu ZnFe2O4 tinh khiết (1,95 eV) 33 Hình 3.9 Phổ DRS vật liệu ZnFe2O4 Mn0,4Zn0,6Fe2O4 Hình 3.10 Sự phụ thuộc giá trị (αhν)2 vào lượng photon ánh sáng hấp thụ hν vật liệu ZnFe2O4 Mn0,4Zn0,6Fe2O4 3.6 Kết nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu 3.6.1 Kết xác định thời gian đạt cân hấp phụ Hiệu suất hấp phụ MB sau 50 phút có mặt vật liệu ZnFe2O4, bóng tối đưa hình 3.11 Sau 30 phút hiệu suất hấp phụ metylen xanh đạt 8,21% Từ 30 đến 50 phút, hiệu suất hấp phụ tăng không đáng kể Từ kết chọn thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu 30 phút 34 Hình 3.11 Hiệu suất hấp phụ MB theo thời gian có mặt vật liệu ZnFe2O4 3.6.2 Kết nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu Phổ UV-Vis dung dịch metylen xanh điều kiện thí nghiệm khác đưa hình 3.12-3.15 Kết tính tốn cho thấy, H2O2 có khả phân hủy MB, sau 240 phút, hiệu suất phân hủy MB đạt 13,8% Khi có mặt vật liệu ZnFe2O4, hiệu suất phân hủy MB đạt 26,59% sau 240 phút chiếu sáng Với có mặt đồng thời H2O2 chất xúc tác ZnFe2O4, sau 240 phút chiếu sáng hiệu suất phân hủy MB đạt tới 76,57% Trong điều kiện có mặt H2O2 chiếu sáng, hiệu suất phân hủy MB tăng từ 81,47% lên 98,35% có mặt vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,1÷0,4) giảm xuống 88,69% có mặt vật liệu Mn0,5Zn0,5Fe2O4 Như vậy, vật liệu ZnFe2O4 pha tạp ion Mn2+ có hoạt tính quang xúc tác cao so với vật liệu ZnFe2O4 tinh khiết 35 Hình 3.12 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian có mặt H2O2 (a), ZnFe2O4 + chiếu sáng (b) Hình 3.13 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,1) 36 Hình 3.14 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,2 0,3) Hình 3.15 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,4 0,5) Bảng 3.4 Hiệu suất phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x=0 ÷ 0,5), sau 240 phút chiếu sáng Vật liệu MnxZn1-xFe2O4 H (%) x=0 x=0,1 x=0,2 x=0,3 x=0,4 x=0,5 76,57 81,47 84,18 95,27 98,35 88,69 37 Tác giả [33] đưa chế phản ứng phân hủy hợp chất hữu chất xúc tác ferit ZnFe2O4 sau (hình 3.16): Dưới tác động xạ ánh sáng mặt trời, electron vùng hóa trị (VB) ZnFe2O4 bị kích thích tới vùng dẫn (CB) tạo cặp electron - lỗ trống ℎ (e-cb/h+(vb)): ZnFe2O4 → e- + h+ Tại vùng dẫn (CB): Electron (e-) bề mặt chất xúc tác tác dụng với O2 để tạo supeoxit gốc anion ●O2 ion ●O2 hình thành tiếp tục phản ứng với H2O, tạo gốc hydroxyl ●OH e- + O ● O2 - ● O2- + H2O → ●HO2 + OHˉ ● HO2 + H2O → H2O2 + ●OH H2O2 → 2●OH Tại vùng hóa trị (VB): Lỗ trống mang điện dương h+ dễ dàng tác dụng với anion hydroxyl bề mặt chất xúc tác tạo thành gốc hydroxyl tự h+ + OHˉ → ●OH Các gốc ●OH có tính oxi hóa mạnh khơng chọn lọc nên có mặt chất xúc tác điều kiện chiếu sáng, oxi hóa nhiều hợp chất hữu cơ: ●OH + RhB → CO2 + H2O Hình 3.16 Minh họa chế quang xúc tác phân hủy RhB chất xúc tác ZnFe2O4 [33] Theo tác giả [24,25], dùng chất oxi hóa H2O2 có mặt ferit, điều kiện chiếu sáng, ngồi q trình quang xúc tác cịn xảy q trình Fenton dị thể Cụ thể trình Fenton dị thể diễn sau: 38 Các ion sắt bề mặt ferit phản ứng với H2O2 theo phương trình sau: Fe(III)+ H2O2 →Fe(II) +•OOH+ H+ Fe(III)+ •OOH→ Fe(II) +O2 + H+ Fe(II)+ H2O2 → Fe(III) +OH•+OH¯ RhB + (OH•, •OOH) → sản phẩm phân hủy CO2, H2O Do chu trình Fe (II, III), tính ổn định hệ thống ferit trì trình phân hủy tác nhân oxi hóa tạo liên tục Khi pha tạp ion kim loại, phân bố ion mạng tinh thể tính chất điện, từ, quang hoạt tính xúc tác ferit bị thay đổi [24,25,26] Trong trường hợp này, có mặt ion Mn2+ mạng tinh thể ferit làm tăng hiệu suất quang xúc tác vật liệu ZnFe2O4 Theo tác giả [25,27,31], có mặt ion pha tạp mạng ferit làm giảm tái tổ hợp electron lỗ trống Do đó, hiệu suất quang xúc tác vật liệu pha tạp tăng cường Trong mẫu pha tạp Mn2+, vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 có hiệu suất quang xúc tác đạt cao (98,35%) sau 240 phút chiếu sáng có mặt H2O2 Nguyên nhân vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 có kích thước tinh thể nhỏ (bảng 3.1) [16] 3.6.3 Động học phản ứng phân hủy metylen xanh Để xác định yếu tố động học phản ứng, tiến hành tính đại lượng ln(Co/Ct) theo thời gian Kết bảng 3.5 mô tả hình 3.17 Kết hình 3.17 cho thấy, đại lượng ln(Co/Ct) phụ thuộc tuyến tính vào thời gian Điều chứng tỏ phản ứng phân hủy MB chất xúc tác MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) tn theo phương trình động học bậc Khi có mặt ion Mn2+ mạng tinh thể ZnFe2O4, giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy MB tăng đạt giá trị cao với vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 (bảng 3.6) 39 Bảng 3.5 Bảng giá trị ln(Co/Ct) theo thời gian có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) t (phút) ln(Co/Ct) x=0 x=0,1 x=0,2 x=0,3 x=0,4 x=0,5 0 0 0 30 0,18 0,25 0,28 0,16 0,24 0,13 60 0,20 0,33 0,56 0,36 0,56 0,31 90 0,39 0,57 0,82 0,53 1,20 0,54 120 0,49 0,77 0,92 0,78 1,59 0,77 150 0,71 0,98 1,16 1,38 2,37 1,02 180 0,93 1,19 1,42 2,09 2,85 1,24 210 1,19 1,48 1,65 2,76 3,18 1,69 240 1,45 1,69 1,84 3,05 4,11 2,18 Hình 3.17 Sự phụ thuộc ln (Co/Ct) vào thời gian có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) Bảng 3.6 Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) Vật liệu x=0 x=0,1 x=0,2 x=0,3 x=0,4 x=0,5 k.102 (phút-1) 0,59 0,698 0,753 1,350 1,721 0,874 R2 0,96 0,99 0,99 0,93 0,98 0,96 40 KẾT LUẬN Căn vào kết đạt đưa kết luận sau đây: Đã tổng hợp 06 vật liệu oxit spinel MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) phương pháp đốt cháy dung dịch với chất ure Đã nghiên cứu đặc trưng vật liệu tổng hợp số phương pháp vật lí hóa lí Cụ thể sau: - Bằng phương pháp nhiễu xạ Rơnghen cho thấy, nung vật liệu 500oC thu đơn pha ZnFe2O4 Kích thước tinh thể vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,1 ÷ 0,5) nhỏ so với vật liệu ZnFe2O4 Đã xác định giá trị số mạng thể tích mạng sở vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) - Đã xác định số sóng đặc trưng cho dao động liên kết kim loại-oxi hốc tứ diện bát diện vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) - Nghiên cứu hình thái học cho thấy, vật liệu ZnFe2O4 Mn0,4Zn0,6Fe2O4 thu có dạng hình đa giác, phân bố đồng Vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 có kích thước hạt nhỏ so với vật liệu ZnFe2O4 - Bằng phương pháp phổ tán xạ lượng tia X, xác định vật liệu ZnFe2O4 Mn0,4Zn0,6Fe2O4 tinh khiết - Đã xác định giá trị lượng vùng cấm vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 ZnFe2O4 tinh khiết Kết cho thấy, có mặt ion Mn2+ vật liệu làm giảm lượng vùng cấm ZnFe2O4 Đã nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh 06 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) với có mặt H2O2 chiếu sáng đèn Led Kết cho thấy, vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,1 ÷ 0,5) có hiệu suất phân hủy metylen xanh cao vật liệu ZnFe2O4 tinh khiết Hiệu suất phân huỷ metylen xanh đạt cao 98,35% sau 240 phút chiếu sáng có mặt vật liệu Mn0,4Zn0,6Fe2O4 H2O2 Phản ứng phân hủy metylen xanh chiếu sáng, có mặt H2O2 vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = ÷ 0,5) tuân theo phương trình động học bậc Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy metylen xanh có mặt vật liệu MnxZn1-xFe2O4 (x = 0,1 ÷ 0,5) cao vật liệu ZnFe2O4 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 Tiếng Việt Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, Nhà xuất Giáo dục Vũ Đăng Độ (2001), “Các phương pháp vật lý hóa học”, Nhà xuất Giáo dục Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV - Vis, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa học nano - Công nghệ vật liệu nguồn, Nhà xuất khoa học Tự nhiên Công nghệ Cao Hữu Trượng, Hồng Thị Lĩnh (1995), Hóa học thuốc nhuộm, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật Tiếng Anh Andrew R Barron (2011), Physical Methods in Inorganic and Nano Chemistry, Rice University, Houston, Texas A Manikandan, L John Kennedy, M Bououdina, J Judith Vijaya (2014), Synthesis, optical and magnetic properties of pure and Co-doped ZnFe2O4 nanoparticles by microwave combustion method, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 349, 249-258 A Manikandan, J Judith Vijaya, M Sundararajan, C Meganathan, L John Kennedy, M Bououdina (2013), Optical and magnetic properties of Mg-doped ZnFe2O4 nanoparticles prepared by rapid microwave combustion method, Superlattices and Microstructures, 64, 118-131 Aparna Nadumane, Krushitha Shetty, K.S Anantharaju, H.P Nagaswarupa, Dinesh Rangappa, Y.S Vidya, H Nagabhushana, S.C Prashantha (2019), “Sunlight photocatalytic performance of Mg-doped nickel ferrite synthesized by a green sol-gel route”, Journal of Science: Advanced Materials and Devices, 4(1), 89-100 10 A Ashok, T Ratnaji, L John Kennedy, J Judith Vijaya (2020), Magnetically separable Zn1-xCuxFe2O4 (0 ≤ x ≤ 0.5) nanocatalysts for the transesterification of waste cooking oil, Advanced Powder Technology, 31(6), 2573-2585 11 Chun Cai, Zhuoyue Zhang, Jin Liu, Ni Shan, Hui Zhang, Dionysios D Dionysiou 42 (2016), Visible light-assisted heterogeneous Fenton with ZnFe2O4 for the degradation of Orange II in water, Applied Catalysis B: Environmental, 182, 456-468 12 Darrell J Irvine, Melissa C Hanson, Kavya Rakhra and Talar Tokatlian (2015), “Synthetic Nanoparticles for Vaccines and Immunotherapy”, ACS Publications, 115 (19), 11109-11146 13 E Ranjith Kumar, Ch Srinivas, M.S Seehra, M Deepty, I Pradeep, A.S Kamzin, M.V.K Mehar, N Krisha Mohan (2018), “Particle size dependence of the magnetic, dielectric and gas sensing properties of Co substituted NiFe2O4 nanoparticles”, Sensors and Actuators A: Physical, 279, 10-16 14 Farzana Majid, Javeria Rauf, Sadia Ata, Ismat Bibi, Abdul Malik, Sobhy M Ibrahim, Adnan Ali, Munawar Iqbal (2021), Synthesis and characterization of NiFe2O4 ferrite: Sol–gel and hydrothermal synthesis routes effect on magnetic, structural, and dielectric characteristics, Materials Chemistry and Physics, 258, 123888 15 Guozhong Cao (2011), “Nanostructures and nanomaterials: synthesis, Properties and Applications”, published by: Imperial College press 16 G Padmapriya, A Manikandan, V Krishnasamy, Saravana Kumar Jaganathan, S Arul Antony (2016), Spinel NixZn1−xFe2O4 (0.0 ≤ x ≤ 1.0) nano-photocatalysts: Synthesis, characterization and photocatalytic degradation of methylene blue dye, Journal of Molecular Structure, 1119, 39-47 17 Kebede K Kefeni, Bhekie B Mamba, Titus A.M Msagati (2017), Application of spinel ferrite nanoparticles in water and wastewater treatment: A review, Separation and Purification Technology, 188, 399-422 18 K C Patil, M S Hegde, Tanu Rattan, S T Aruna (2008), Chemistry of Nanocrystalline Oxide Materials: Combustion synthesis, Properties and Applications, World Scientific Publishing Co Pte Ltd 19 Kashinath C Patil S T A, Tanu Mimani (2002), "Combustion synthesis: an update", Current Opinion in Solid State annd Materials Science, 6, 507-512 20 K Kombaiah, J Judith Vijaya, L John Kennedy, K Kaviyarasu (2019), Catalytic studies of NiFe2O4 nanoparticles prepared by conventional and microwave 43 combustion method, Materials Chemistry and Physics, 221, 11-28 21 Loan T T Nguyen, Lan T H Nguyen, Nhuong Chu Manh, Dung Nguyen Quoc, Hai Nguyen Quang, Hang T T Nguyen, Duy Chinh Nguyen, Long Giang Bach (2019), A Facile Synthesis, Characterization, and Photocatalytic Activity of Magnesium Ferrite Nanoparticles via the Solution Combustion Method, Journal of Chemistry, Vol 2019, 1-8 22 Loan T T Nguyen, Lan T H Nguyen¸ N T T Hang, Nguyen Quang Hai, Vu Thi Hau, Duy Trinh Nguyen, To-Uyen T Dao (2019), Influence of fuel on the structure, morphology, magnetic properties, and photocatalytic activity of NiFe2O4 nanoparticles, Asian Journal of Chemistry, 31(12), 2865-2870 23 M Madhukara Naik, H.S Bhojya Naik, G Nagaraju, M Vinuth, K Vinu, R Viswanath (2019), Green synthesis of zinc doped cobalt ferrite nanoparticles: Structural, optical, photocatalytic, and antibacterial studies, NanoStructures & Nano-Objects, 19, 100322 24 M Sundararajan, L John Kennedy, P Nithya, J Judith Vijaya, M Bououdina (2017), Visible light driven photocatalytic degradation of rhodamine B using Mg doped cobalt ferrite spinel nanoparticles synthesized by microwave combustion method, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 108, 61-75 25 M Sundararajan, V Sailaja, L John Kennedy, J Judith Vijaya (2017), Photocatalytic degradation of rhodamine B under visible light using nanostructured zinc doped cobalt ferrite: Kinetics and mechanism, Ceramics International, 43, 540-548 26 P Annie Vinosha, S Jerome Das (2018), Investigation on the role of pH for the structural, optical, and magnetic properties of cobalt ferrite nanoparticles and its effect on the photo-fenton activity, Materials Today: Proceedings, 5(2), 8662-8671 27 Rimi Sharma, Sonal Singhal (2013), Structural, magnetic, and electrical properties of zinc doped nickel ferrite and their application in photo catalytic degradation of methylene blue, Physica B, 414, 83-90 28 Sandeep B Somvanshi, Mangesh V Khedkar, Prashant B Kharat, K.M Jadhav (2020), Influential diamagnetic magnesium (Mg2+) ion substitution in nano-spinel 44 zinc ferrite (ZnFe2O4): Thermal, structural, spectral, optical and physisorption analysis, Ceramics International, 46(7), 8640-8650 29 Sidra Zawar, Shahid Atiq, Saira Riaz, Shahzad Naseem (2016), Correlation between particle size and magnetic characteristics of Mn-substituted ZnFe2O4 ferrites, Superlattices and Microstructures, 93, 50-56 30 Sidra Zawar, Shahid Atiq, Maida Tabasum, Saira Riaz, Shahzad Naseem (2019), Highly stable dielectric frequency response of chemically synthesized Mn-substituted ZnFe2O4, Journal of Saudi Chemical Society, 23(4), 417-426 31 Ting Luo, Xianhua Hou, Qian Liang, Guangzu Zhang, Fuming Chen, Yingchun Xia, Qiang Ru, Lingmin Yao, Yuping Wu (2018), The influence of manganese ions doping on nanosheet assembly NiFe2O4 for the removal of Congo red, Journal of Alloys and Compounds, 763, 771-780 32 Wei Zhang, Yanbai Shen, Jin Zhang, Hongshan Bi, Sikai Zhao, Pengfei Zhou, Cong Han, Dezhou Wei, Na Cheng (2019), Low-temperature H2S sensing performance of Cu-doped ZnFe2O4 nanoparticles with spinel structure, Applied Surface Science, 470, 581-590 33 Xiaoli Xu, Lingbo Xiao, Yanmin Jia, Yuantign Hong, Jiangping Ma and Zheng Wu (2018), “Strong Visible Light Photocatalytic Activity of Magnetically Recyclable Sol–Gel-Synthesized ZnFe2O4 for Rhodamine B Degradation”, Journal of Electronic Materials, 47(1), 536-541 34 Xiaoqin Tang, Xianhua Hou, Lingmin Yao, Shejun Hu, Xiang Liu, Liangzhong Xiang (2014), Mn-doped ZnFe2O4 nanoparticles with enhanced performances as anode materials for lithium-ion batteries, Materials Research Bulletin, 57, 127134 35 Xinyang Zhang, Zhaofeng Chen, Junying Liu, Sheng Cui (2021), Synthesis and characterization of ZnFe2O4 nanoparticles on infrared radiation by xerogel with sol-gel method, Chemical Physics Letters, 764, 138265 36 Yanbin Xiang, Yanhong Huang, Bing Xiao, Xiaoyong Wu, Gaoke Zhang (2020), Magnetic yolk-shell structure of ZnFe2O4 nanoparticles for enhanced visible light 45 photo-Fenton degradation towards antibiotics and mechanism study, Applied Surface Science, 513, 145820 37 Yiwen Zhong, Kaimin Shih, Zenghui Diao, Gang Song, Minhua Su, Li'an Hou, Diyun Chen, Lingjun Kong (2021), Peroxymonosulfate activation through LEDinduced ZnFe2O4 for levofloxacin degradation, Chemical Engineering Journal, 417, 129225 38 Ying Zhao, Hongze An, Guojun Dong, Jing Feng, Yueming Ren, Tong Wei (2020), Elevated removal of di-n-butyl phthalate by catalytic ozonation over magnetic Mn-doped ferrospinel ZnFe2O4 materials: Efficiency and mechanism, Applied Surface Science, 505, 144476 39 Zhengru Zhu, Feiya Liu, Hongbo Zhang, Jinfeng Zhang and Lu Han (2015), “Photocatalytic Degradation of 4-Chlorophenol over Ag/MFe2O4 (M = Co, Zn, Cu and Ni) Prepared by a Modified Chemical Co-precipitation Method: A Comparative Study”, RSC Advances, 5, 55499-55512 46