(Luận văn) nghiên cứu hiệu ưng quang xúc tác xử lý methylen xanh trong môi trường nước sử dụng vật liệu tổ hợp graphen zno chế tạo bằng phương pháp điện hóa plasma

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HÀ NAM PHƯƠNG lu an n va p ie gh tn to NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG QUANG XÚC TÁC XỬ LÝ METHYLEN XANH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC SỬ DỤNG VẬT LIỆU TỔ HỢP GRAPHEN/ZnO CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA PLASMA d oa nl w nf va an lu LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu THÁI NGUYÊN - 2020 n va ac th si ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HÀ NAM PHƯƠNG lu an n va p ie gh tn to NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG QUANG XÚC TÁC XỬ LÝ METHYLEN XANH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC SỬ DỤNG VẬT LIỆU TỔ HỢP GRAPHEN/ZnO CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA PLASMA w Ngành: Quang học d oa nl Mã số: 8440110 an lu nf va LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ z at nh oi lm ul Cán hướng dẫn khoa học: TS TRẦN QUANG PHÚ TS NGUYỄN THỊ LUYẾN z m co l gm @ an Lu THÁI NGUYÊN - 2020 n va ac th si i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Thị Luyến TS Trần Quang Phú trực tiếp hướng dẫn, bảo giúp đỡ em suốt trình làm đề tài Cảm ơn ban lãnh đạo Trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên, ban chủ nhiệm Khoa Vật lý Công nghệ tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em khóa học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đặng Văn Thành, Bộ môn Lý - Lý sinh y học, Trường Đại học Y - Dược, Đại học Thái Nguyên cho phép em lu an sử dụng sở vật chất trang thiết bị suốt trình nghiên cứu n va Em xin cảm ơn gia đình, bạn bè ủng hộ, giúp đỡ em tn to trình thực đề tài Mặc dù cố gắng, song thời gian khả gh thân hạn chế, nên kết nghiên cứu nhiều thiếu sót Em p ie mong nhận góp ý thầy bạn để đề tài em hoàn w thiện d oa nl Em xin chân thành cảm ơn! lu nf va an Thái Nguyên, ngày 30 tháng 11 năm 2020 Tác giả z at nh oi lm ul Hà Nam Phương z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM METHYLEN XANH lu an VÀ VẬT LIỆU TỔ HỢP G - ZnO n va 1.1 Thuốc nhuộm methylen xanh tn to 1.2 Ứng dụng tác hại methylen xanh gh 1.2.1.Ứng dụng methylen xanh p ie 1.2.2 Tác hại methylen xanh w 1.2.3 Thuốc nhuộm thuốc nhuộm methylen xanh nước thải oa nl công nghiệp d 1.3 Các phương pháp xử lý methylen xanh lu nf va an 1.3.1 Clo hóa 1.3.2 Phương pháp sinh học lm ul 1.3.3 Phương pháp oxi hóa dùng Ozone z at nh oi 1.3.4 Phương pháp keo tụ 1.3.5 Phương pháp hấp phụ z 1.3.6 Phương pháp quang xúc tác gm @ 1.4 Phương pháp chế tạo vật liệu graphen/ZnO l 1.4.1 Phương pháp đồng kết tủa m co 1.4.2.Trộn học sở dung dịch 10 an Lu 1.4.3 Phương pháp điện hóa 10 1.4.4 Điện ly plasma 10 n va ac th si iii 1.5 Tình hình nghiên cứu nước 12 1.5.1 Tình hình nghiên cứu giới 12 1.5.2 Tình hình nghiên cứu nước 15 Chương 2: THỰC NGHIỆM 18 2.1 Trang thiết bị hóa chất 18 2.2 Quá trình tiến hành nghiên cứu 19 2.2.1 Thực nghiệm 19 2.3 Các phương pháp khảo sát cấu trúc vật liệu 22 2.3.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X 22 lu an 2.3.2 Phương pháp phổ tán xạ Raman 23 n va 2.3.3 Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) 24 tn to 2.3.4.Phương pháp phổ hồng ngoại (FT- IR) 24 gh 2.3.5 Phương pháp phổ hấp thụ UV-VIS 24 p ie 2.4 Lập đường chuẩn xác định nồng độ 26 w 2.5 Xác định điểm đẳng điện vật liệu tổ hợp graphen/ZnO (GZ) 28 oa nl 2.6 Quy trình xử lý methylen xanh 28 d 2.6.1 Cấu tạo mơ hình thí nghiệm 28 lu nf va an 2.6.2 Quy trình xử lý MBbằng vật liệu xúc tác G - ZnO 29 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 lm ul 3.1 Các đặc trưng vật liệu tổ hợp graphen/ZnO (GZ) 31 z at nh oi 3.2 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình quang xúc tác vật liệu tổ hợp graphen/ZnO (GZ) 36 z 3.2.1 Xác định điểm đẳng điện vật liệu GZ 37 gm @ 3.2.2 Xác định đường chuẩn MB(MB) 37 l 3.3.3 Nghiên cứu hiệu ứng quang xúc tác xử lý MB vật liêu GZ 40 m co KẾT LUẬN 49 an Lu TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 n va ac th si iv DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT lu an n va Graphen - ZnO HG Thanh graphite với độ tinh khiết 99,99% MB Methylen xanh XRD Chụp quang phổ nhiễu xạ Xray SEM Hiển vi điện tử quét TEM Hiển vi điện tử truyền qua UV-Vis Tử ngoại khả kiến Abs Độ hấp thụ FT - IR Hồng ngoại H Hiệu suất hấp phụ q Dung lượng hấp phụ Co Nồng độ MB ban đầu p ie gh tn to G/ZnO Nồng độ chất hấp thụ ánh sáng dung dịch Cx Nồng độ MB thời điểm khảo sát Lượng oxy hòa tan sử dụng để phân hủy chất hữu sử d oa nl w Ct BOD lu COD Nhu cầu oxy hóa hóa học (Chemical Oxygen Demand) TSS Tổng chất rắn lơ lửng (turbidity & suspendid solids) nf va an dụng (Biochemical oxygen Demand) z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Độc tính MB Bảng 3.1 Bảng xây dựng đường chuẩn dung dịch methylen xanh 39 Bảng 3.2 Hiệu suất quang xúc tác GZ, ZnO, MB hiệu suất hấp 40 Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH đến khả phân hủy MB 42 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nồng độ đến khả hấp thụ MB 43 Bảng 3.5 Ảnh hưởng khối lượng chất xúc tác đến khả phân hủy MB 45 lu an Bảng 3.6 So sánh kết quang xúc tác GZ với vật liệu khác 47 n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo MB Hình 1.2 Sử dụng điều trị bệnh thủy đậu Hình 1.3 Cơ chế quang xúc tác chất bán dẫn Hình 1.4 Sơ đồ thí nghiệm hệ điện ly plasma chất lỏng để chế tạo graphen .11 Hình 1.5 (a) Quy trình chế tạo vật liệu graphen/ZnO 13 Hình 1.5 (b) Cơ chế quang xúc tác vật liệu tổ hợp ZnO/rGO .14 Hình 1.6 Sự giảm nồng độ Cr(VI) ZnO, ZG-1, ZG-2, ZG-3 ZG-4 lu chiếu xạ tia UV Nồng độ Cr(VI) khối lượng vật an liệu xúc tác 10 mg/L g/L .15 n va Sơ đồ thí nghiệm ảnh chụp q trình thí nghiệm tạo hạt ZnO 20 Hình 2.2 Sơ đồ thí nghiệm chế tạo vật liệu PEG: 1- điện cực catot, 2- điện cực tn to Hình 2.1 gh anot, 3- vùng plasma, 4- bình điện phân, 5-con từ, 6- máy khuấy từ, p ie 7-nguồn điện chiều, 8- bình cung cấp dung dịch điện ly, 9-cặp w Các giai đoạn chế tạo vật liệu G - ZnO 21 oa nl Hình 2.3 nhiệt độ 21 Phản xạ tia X họ mặt mạng tinh thể 22 Hình 2.5 Cân điện tử cân điện tử số Mettler Toledo (a) máy đo phổ hấp phụ d Hình 2.4 nf va an lu phân tử UV-vis (b) 27 Ảnh chụp dung dịch MB nồng độ khác 27 Hình 2.7 Mơ hình thí nghiệm quang xúc tác xử lý MB nước sử dụng vật z at nh oi lm ul Hình 2.6 liệu G - ZnO, ảnh chụp hệ thí nghiệm 29 Giản đồ XRD GZ50, GZ75, GZ 100 .31 Hình 3.2 Giản đồ XRD vật liệu ZnO .31 Hình 3.3 Phổ Raman vật liệu GZ (a) ZnO (b) graphen (c) 33 Hình 3.4 Giản đồ FT-IR ZnO, graphen G/ZnO 34 Hình 3.5 Ảnh SEM (a) graphen, (b) ZnO, (c) GZ 35 Hình 3.6 Đồ thị xác định điểm đẳng điện vật liệu G/ZnO .37 Hình 3.7 Phổ UV-Vis MB 38 z Hình 3.1 m co l gm @ an Lu n va ac th si vii Hình 3.8 Đồ thị đường chuẩn xanh methylen .39 Hình 3.9 Hiệu suất xúc tác quang vật liệu tổ hợp GZ, ZnO hiệu suất phân hủy MB ảnh hưởng đèn, hiệu suất hấp phụ MB vật liệu tổ hợp GZ .40 Hình 3.10 Phổ UV_Vis dung dịch MB chiếu xạ giá trị pH khác 41 Hình 3.11 Hiệu suất phân hủy MB vật liệu GZ phụ thuộc pH chiếu sáng 42 Hình 3.12 Hiệu suất ảnh hưởng nồng độ MB tới khả quang xúc tác vật liệu GZ .44 lu an Hình 3.13 Hiệu suất phụ thuộc khối lượng GZ 45 va Hình 3.14 Hiệu suất phân hủy MB vật liệu sau lần thu hồi 46 n p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỞ ĐẦU Methylen xanh (MB) loại thuốc nhuộm sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp dệt may, giấy, mỹ phẩm, y tế… Do tính tan cao, thuốc nhuộm tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước hậu tổn hại đến người, sinh vật sống Do việc xử lý MB nước trước thải môi trường cần thiết Hiện có nhiều phương pháp để xử lý MB nước khác hóa học (ozon hóa, chlorin hóa), vật lý (hấp phụ), sinh học (phân hủy sinh học), quang xúc tác, Trong phương pháp sử dụng lu kim loại bán dẫn TiO2, CuWO4, ZnWO4, ZnO quang xúc tác phân hủy an MB nhiều người quan tâm Trong số đó, ZnO chất quang xúc tác va n mạnh dùng để oxy hóa chất hữu phẩm màu nhận quan tn to tâm nghiên cứu thời gian qua Ưu điểm sử dụng ZnO quang xúc tác ie gh xử lý MB giá thành rẻ, không độc hại, hiệu suất xử lý cao không đưa thêm p vào môi trường tác nhận độc hại Tuy nhiên, ứng dụng ZnO xử lý môi nl w trường nhiều hạn chế khả quang xúc tác xảy điều kiện d oa có tia xạ tử ngoại (chiếm - % xạ mặt trời) Một an lu phương án để mở rộng khả làm việc kết hợp ZnO với vật liệu cacbon nf va cấu trúc nano ống nano cacbon, fullerenes, graphen, than hoạt tính,… lm ul tăng cường hiệu suất quang xúc tác ZnO [1,2] Trong số họ vật liệu cacbon cấu trúc nano, vật liệu graphen có nhiều tính chất cơ, lý, hóa trội z at nh oi diện tích bề mặt riêng lớn; độ linh động điện tử cao trơ mặt hóa học Chính vậy, tổ hợp vật liệu ZnO graphen z lĩnh vực thu hút mạnh mẽ quan tâm nghiên cứu Tuy nhiên, nghiên @ l gm cứu trước tổ hợp ZnO với graphen đa số từ tiền chất graphen oxide dạng dung dịch, yêu cầu phải khử graphen oxide thành graphen co m Thêm vào đó, graphen oxide thường chế tạo dựa phương pháp an Lu Hummers sử dụng chất oxi hóa axit mạnh dẫn gây hại mơi trường [2,3,4] n va ac th si 40 3.3.3 Nghiên cứu hiệu ứng quang xúc tác xử lý MB vật liêu GZ Bảng 3.2 Hiệu suất quang xúc tác GZ, ZnO, MB hiệu suất hấp phụ Thời gian Hiệu suất (%) Hấp phụ MB ZnO GZ 30 3.42 1.90 24.43 62.73 60 4.65 4.64 36.14 76.18 90 4.95 5.34 47.32 84.49 120 7.62 6.48 53.41 85.74 180 10.59 19.01 61.69 91.23 lu (Phút) an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul Hình 3.9 Hiệu suất xúc tác quang vật liệu tổ hợp GZ, ZnO hiệu suất phân hủy MB ảnh hưởng đèn, hiệu suất hấp phụ MB vật liệu tổ hợp GZ z @ l gm Từ kết nghiên cứu cấu trúc tổ hợp vật liệu graphen/ZnO, lựa chọn mẫu vật liệu tốt GZ75 để tiến hành khảo sát hiệu ứng co m quang (gọi chung GZ) Hình 3.9 biểu thị so sánh hiệu suất xúc tác quang an Lu vật liệu GZ với ZnO, ảnh hưởng đèn tới phân hủy MB (khơng có vật liệu) n va ảnh hưởng hấp phụ MB vật liệu tổ hợp GZ sau thời gian 180 phút, ac th si 41 nồng độ MB 11 ppm, 1000 ml MB 500mg vật liệu Kết GZ có hiệu quang xúc tác cao nhiều so với vật liệu ban đầu ZnO Do đó, GZ lựa chọn để sử dụng cho nghiên cứu tiếp Ảnh hưởng pH đến khả phân hủy MB Sự thay đổi pH môi trường dẫn đến thay đổi chất trình quang xúc tác, nhóm chức bề mặt, dạng tồn hợp chất Vì pH ln yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới tất trình xử lý nước [53] Độ pH dung dịch xác định tính chất bề mặt vật liệu Do đó, nghiên cứu lu ảnh hưởng pH lên hấp thụ quang xúc tác quan trọng Kết trình an bày Hình 3.10, Hình 3.11 Bảng 3.3 n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z khác m co l gm @ Hình 3.10 Phổ UV_Vis dung dịch MB chiếu xạ giá trị pH an Lu n va ac th si 42 lu an n va (60 phút biểu thị trình hấp phụ 60 phút trước tiến hành quang xúc tác) tn to Hình 3.11 Hiệu suất phân hủy MB vật liệu GZ phụ thuộc pH chiếu sáng Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH đến khả phân hủy MB gh pH5 ie pH3 C0 Ccb Thời C0 Ccb H (%) H (%) (mg/L) (mg/L) gian (mg/L) (mg/L) 11.55 11.40 1.26 60 12.49 11.65 6.685 11.55 10.28 10.97 90 12.49 11.51 7.798 11.55 10.13 12.23 120 12.49 11.14 10.776 11.55 9.83 14.81 150 12.49 10.11 19.006 11.55 9.79 15.22 180 12.49 9.66 22.664 11.55 9.14 20.78 pH pH 60 11.099 10.59 4.54 60 11.09 11.03 0.47 90 11.099 4.13 62.73 90 11.09 4.72 57.39 120 11.099 2.64 76.17 120 11.09 2.89 73.89 150 11.099 1.72 84.48 150 11.09 2.21 80.04 180 11.099 1.58 85.73 180 11.09 1.68 84.83 240 11.099 0.97 91.23 240 11.09 1.19 89.25 pH 11 60 9.20 6.95 24.43 90 9.20 0.54 94.04 120 9.20 0.35 96.13 150 9.20 0.33 96.35 180 9.20 0.21 97.72 240 9.20 0.14 98.43 (60 phút biểu thị trình hấp phụ 60 phút trước tiến hành quang xúc tác) p Thời gian 60 90 120 150 180 240 d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si 43 Kết Hình 3.10, Hình 3.11 Bảng 3.3 cho thấy hiệu suất quang xúc tác vật liệu GZ tăng lên tăng giá trị pH từ đến pH 11 Sau thời gian chiếu xạ 180 phút hiệu suất quang xúc tác đạt thấp pH cao pH 9, 20,78% 98,43% Hiệu hấp thụ MB sau thời gian chiếu xạ 30 phút giá trị pH 7, pH pH 11 cao nhiều so với hiệu suất pH 3, giá trị pH 11, sau thời gian 30 phút chiếu xạ tới 180 phút hiệu suất quang xúc tác tăng lên không đáng kể gần đạt tới cân bằng, cụ thể hiệu suất quang xúc tác tăng từ 94,04% lên 98,43% Khảo sát ảnh hưởng pH tới trình quang xúc tác GZ pH pH cho thấy sau thời gian 90 phút lu an trình quang xúc tác đạt tới giá trị cân bằng, hiệu suất hấp phụ tăng lên n va tăng lên không đáng kể từ 84,48% tới 91,23% sau 180 phút giá trị pH tn to tăng chậm từ 80,04% lên 89,25% pH Tuy nhiên để phù hợp với môi gh trường thực tế dung dịch xung quanh pH – pH 8, p ie lựa chọn để tiến hành khảo sát yếu tố khác pH w Ảnh hưởng nồng độ MB đến hiệu xử lý quang xúc tác oa nl Quá trình quang xúc tác vật liệu tổ hợp GZ khảo sát nồng d độ khác Kết thực nghiệm ảnh hưởng nồng độ MB với vật liệu lu nf va an GZ trình bày Bảng 3.4, Hình 3.12 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nồng độ đến khả hấp thụ MB 15.81 mg/l Co Ccb 32.72 mg/l Co Ccb (phút) Co (mg/l) 60 9.20 6.95 23.82 15.81 13.55 14.25 32.72 27.68 15.39 90 9.20 0.52 91.92 15.81 0.93 94.10 32.72 3.50 89.28 120 9.20 0.35 93.74 15.81 @ z at nh oi Ccb lm ul 9.2 mg/l Thời gian 0.92 94.18 32.72 3.16 90.34 180 9.20 0.33 93.96 15.81 0.66 95.77 32.72 2.58 92.10 240 9.20 0.21 95.29 15.81 0.63 95.98 32.72 1.90 94.19 (mg/l) H (%) (mg/l) (mg/l) H (%) H (%) (mg/l) (mg/l) z m co l gm an Lu (60 phút biểu thị trình hấp phụ 60 phút trước tiến hành quang xúc tác) n va ac th si 44 lu an va (60 phút biểu thị trình hấp phụ 60 phút trước tiến hành quang xúc tác) n Hình 3.12 Hiệu suất ảnh hưởng nồng độ MB tới khả quang xúc tác to ie gh tn vật liệu GZ Hình 3.12 biểu thị ảnh hưởng nồng độ MB tới trình quang xúc tác p vật liệu GZ Nồng độ MB khảo sát từ mg/L tới 32 mg/L Kết nl w cho thấy hiệu suất quang xúc tác đạt kết cao sau thời gian 30 phút d oa nồng độ MB Kết quang xúc tác sau 120 phút lên tới 95,29 % an lu nồng độ mg/L 94,19% nồng độ 32 mg/L Kết cho thấy tiềm nf va quang xúc tác tổ hợp vật liệu GZ xử lý dung dịch thuốc nhuộm lm ul nồng độ cao z at nh oi Ảnh hưởng khối lượng đến khả quang xúc tác MB Trong trình xúc tác quang, khối lượng vật liệu sử dụng sau trình xúc tác quang nồng độ chất ô nhiễm đảm bảo yêu z @ cầu đầu lợi ích kinh kế cao trình nghiên cứu tìm l gm lượng chất xúc tác vật liệu mà hiệu suất đạt hiệu cao Kết m Bảng 3.5 Hình 3.13 co xúc tác quang MB vật liệu GZ phụ thuộc vào khối lượng thể an Lu n va ac th si 45 Bảng 3.5 Ảnh hưởng khối lượng chất xúc tác đến khả phân hủy MB Thời gian H (%) lu an n va (phút) 200 mg 300 mg 500 mg 0 0 60 37.9 4.5 24.5 90 67.2 62.7 92 120 79.5 76.1 93.5 150 81.7 84.4 94.3 180 83 85.7 95 210 85.6 88.9 93.8 240 88.3 91.2 93.5 p ie gh tn to (60 phút biểu thị trình hấp phụ 60 phút trước tiến hành quang xúc tác) d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z @ gm Hình 3.13 Hiệu suất phụ thuộc khối lượng GZ l Khảo sát ảnh hưởng khối lượng GZ tới trình quang xúc tác vật m co liệu tiến hành pH 7, nồng độ 10 mg/L MB, khảo sát khối lượng GZ từ an Lu 200 mg; 300 mg; 500 mg hoạt tính quang xúc tác vật liệu tăng mạnh Điều giải thích sau: Trong trình hấp phụ trước tiến hành n va ac th si 46 trình xúc tác quang, phần MB hấp phụ bề mặt vật liệu, tăng khối lượng vật liệu hiệu suất hấp phụ tăng, nhiên hiệu suất tăng nhẹ, cụ thể 4,05 %, 7.9% 10.8% sử dụng 200 mg, 300 mg 500 mg vật liệu GZ sau 60 phút hấp phụ Dưới tác dụng tia UVA phân tử GZ hoạt hóa trở thành chất xúc tác hoạt động, tạo gốc tự có khả oxy hóa mạnh hợp chất hữu tạo CO2 H2O Khi khối lượng vật liệu tăng tạo nhiều gốc tự có khả oxy hóa mạnh làm cho dung dịch MB bị quang hóa nhiều Khi tăng khối lượng GZ từ 200-500 mg hiệu suất hấp thụ MB tăng nhanh từ 88,3 tới lu an 93,5 % Vì vậy, lựa chọn khối lượng GZ 300 mg khối lượng tối n va ưu cho trình quang xúc tác vật liệu GZ p ie gh tn to Hiệu xử lý MB vật liệu GZ thu hồi d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z gm @ Hình 3.14 Hiệu suất phân hủy MB vật liệu sau lần thu hồi Vật liệu sau trình quang xúc tác thu hồi cách lọc, rửa l co với nước cất nhiều lần sấy khô nhiệt độ 800C Vật liệu sau thu hồi m đem tiến hành nghiên cứu khả quang xúc tác MB với số vòng lặp an Lu 1, vòng Kết đồ thị 3.14, kết n va ac th si 47 khả quang xúc tác vật liệu sau thu thồi cao giảm sau vòng lặp Hiệu suất quang xúc tác giảm từ 95,29 % xuống 92% sau lần lặp lại hệ vật liệu GZ Điều chứng minh khả tái sử dụng vật liệu lớn tiềm để sử dụng để xử lý thuốc nhuộm thực tế So sánh kết xúc tác quang vật liệu GZ với hệ vật liệu khác Bảng 3.6 So sánh kết quang xúc tác GZ với vật liệu khác Thời gian chiếu xạ (phút) Khối lượng lu Hiệu suất Dung dịch/nồng phâ độ/ thê tích n hủy (%) Nguồn đèn Ref an n va 500 W50 mg 120 gh tn to ZnO-RGO Đèn MB/10 mg/L/ pressure 100mL 80 [54] 85,5 [55] 80 [56] 99.5 [57] 96 [58] ie mercury A 300W p composites 20 mg 120 d oa composites mg/L 60 nf va MB/10 μg.ml / light 30 mL sáng MB/20 mg.L-1/ nhìn 30 mL z at nh oi 90 -1 UV ánh lm ul 30 mg an lu 1000 en 100mL mercury ZnO/rGO ZnO/graph MB/3.2 ppm/ Đèn nl w ZnO- RGO thấy hybrid mg/L 16W Đèn UVA MB/11 ppm/ 1000mL Nghiên 91,2 cứu m (8 W) 50 mL co 120 MO/10 ppm/ l mg/L Đèn UV gm G/ZnO 500 120 @ 400 z G/ZnO an Lu n va ac th si 48 Bảng 3.6 biểu thị kết so sánh quang xúc tác vật liệu tổ hợp graphen/ZnO chế tạo với hệ vật liệu chế tạo phương pháp khác sử dụng nguồn đèn khác Quá trình quang xúc tác phụ thuộc nhiều vào yếu tố pH, nồng độ thuốc nhuộm, thời gian chiếu xạ, nguồn đèn, khối lượng vật liệu… việc so sánh hiệu suất phân hủy vật liệu mang tính chất tương đối Tuy nhiên, từ bảng so sánh kết vật liệu G/ZnO chế tạo có hiệu suất phân hủy MB cao so với nghiên cứu trước [4,45] lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si 49 KẾT LUẬN Dựa vào kết thực nghiệm, em rút số kết luận sau: Đã chế tạo thành công vật liệu tổ hợp graphen/ZnO phương pháp điện hóa plasma Plasma đóng vài trị gắn nhóm chức graphen với hạt ZnO để tạo vật liệu tổ hợp Hình thái học bề mặt, cấu trúc thành phần hóa học vật liệu chế tạo được khảo sát chi tiết thông qua ảnh hiển vi điện tử quét, giản đồ XRD, phổ Raman FTIR Kết cho thấy hạt ZnO phân bố xen kẽ nằm lu bề mặt graphene dẫn đến giảm kết tập mảnh graphene tạo điều kiện an thuận lợi cho ứng dụng quang xúc tác va n Xác định khả quang xúc tác hấp thụ MB vật liệu GZ tn to đạt 91,23 % pH với nồng độ MB 11ppm, 1000 mL, khối lượng vật liệu Việc sử dụng GZ để quang xúc tác xử lý MB cho kết tốt Các kết p ie gh tối ưu tìm 300mg nl w thu sở cho định hướng nghiên cứu nhằm tìm kiếm ứng dụng GZ d oa việc xử lý nguồn nước bị ô nhiễm phẩm nhuộm hữu khác nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO L.-L Tan, S.-P Chai, A.R Mohamed, ChemSusChem (2012) 1868 10.1002/cssc.201200480 Q Zhou, W Chen, L Xu, S Peng, Sensors 13 (2013) 6171 X Bai, C Sun, D Liu, X Luo, D Li, J Wang, N Wang, X Chang, R Zong, Y Zhu, Applied Catalysis B: Environmental 204 (2017) 11 D Fu, G Han, Y Chang, J Dong, Materials Chemistry and Physics 132 (2012) 673 Lê Hữu Thiềng, Ngô Thị Lan Anh, Đào Hồng Hạnh, Nguyễn Thị Thúy lu (2010), "Nghiên cứu khả hấp phụ metylen xanh dung dịch an va nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía", Tạp chí Khoa Học & n Công Nghệ Đại học Thái Nguyên tập 78(số 2), tr Tr 45-50 base of methylene green in benzene to facilitate identification and p ie Senior W (November 1969) "Staining of animal tissues with the dye gh tn to of selection material" Stain Technol 44 (6): 269–71 Rogers, David A.; Gallegos, Jillian M.; Hopkins, Megan D.; Lignieres, d oa nl w doi:10.3109/10520296909063364 PMID 4187577 an lu Austin A.; Pitzel, Amy K.; Lamar, Angus A (September 2019) "Visible- nf va light photocatalytic activation of N-chlorosuccinimide by organic dyes for the chlorination of arenes and heteroarenes" Tetrahedron 75 (36): lm ul 130498 doi:10.1016/j.tet.2019.130498 Bùi Xuân Vững Ngô Văn Thông (2015), "Nghiên cứu hấp phụ màu z at nh oi methylen xanh vật liệu bã cà phê từ tính", Tạp chí phân tích Hóa, z Lý Sinh học tập 20(số 3), tr Tr 370-376 @ British national formulary: BNF 69 (ấn 69) British Medical l “Methylene Blue” The American Society of Health-System co 10 gm Association 2015 tr 34 m Pharmacists Bản gốc lưu trữ ngày 10 tháng năm 2017 Truy cập an Lu ngày tháng năm 2017 n va ac th si 51 11 World Health Organization model list of essential medicines: 21st list 2019 Geneva: World Health Organization WHO/MVP/EMP/IAU/2019.06 License: CC BY-NC-SA 3.0 IGO 12 Ramsay RR; Dunford, C.; Gillman, C.K (tháng năm 2007) “Methylene blue and serotonin toxicity: inhibition of monoamine oxidase A (MAO A) confirms a theoretical prediction.” Br J Pharmacol 152 (6): 946–951 13 M A Barakat (2011), "New trends in removing heavy metals from industrial wastewater", Arabian Journal of Chemistry 4(4), tr 361-377 lu an 14 Ivan Bezares, Adolfo del Campo, Pilar Herrasti, Alexandra Muñoz- n va Bonilla (2015), "A simple aqueous electrochemical method to synthesize gh tn to TiO2 nanoparticles", Physical Chemistry Chemical Physics 17(43), tr Satoshi Fukuzaki (2006), "Mechanisms of Actions of Sodium p ie 15 29319-29326 Hypochlorite in Cleaning and Disinfection Processes", Biocontrol w M A Barakat (2011), "New trends in removing heavy metals from d 16 oa nl Science 11(4), tr 147-157 lu 17 nf va an industrial wastewater", Arabian Journal of Chemistry 4(4), tr 361-377 Rashed M Nageeb, Mohamed ElMontaser Soltan, Mahasen Mohamed lm ul Ahmed, Ahmed Negem Eldean Abdou (2017), "Removal of Heavy z at nh oi Metals from Wastewater from Chemical Activation of Sewage Sludge", Environmental Engineering and Management Journal 16(7), Trần Thị Đông (2018), Chế tạo vật liệu nano ZnO phương pháp hóa gm @ 18 z tr 1531-1542 Thanh D Van., Li L J., Chu C W., Yen P J., Wei K H., RSC Adv an Lu (2014) 6946 m co 19 l siêu âm định hướng ứng dụng, Trường Đại Học Sư Phạm Thái Nguyên n va ac th si 52 20 S Dutta, S Chattopadhyay, A Sarkar, M Chakrabarti, D Sanyal, D Jana, Progress in Materials Science 54 (2009) 89 21 K Wetchakun, N Wetchakun, S Sakulsermsuk, Journal of Industrial and Engineering Chemistry 71 (2019) 19 https://doi.org/10.1016/j.jiec.2018.11.025 22 Yonggang Peng Junling Ji Dajun Chen, Appl Surf Sci 356, 762 (2015) 23 S Prabhu, S Megala, S Harish, M Navaneethan, P Maadeswaran, S Sohila, R Ramesh, Applied Surface Science 487 (2019) 1279 https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.05.086 lu 24 C.N Peter, W.W Anku, R Sharma, G.M Joshi, S.K Shukla, P.P an Govender, Ionics 25 (2019) 327 10.1007/s11581-018-2571-x va n 25 X Liu, L Pan, Q Zhao, T Lv, G Zhu, T Chen, T Lu, Z Sun, C Sun, tn to Chemical Journal 183 (2012) 238 https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.12.068 X Liu, L Pan, T Lv, T Lu, G Zhu, Z Sun, C Sun, Catalysis Science p ie gh 26 Engineering & Technology (2011) 1189 10.1039/C1CY00109D w T.X Nguyen, M.T Nguyen, H Van Nguyen, H Van Hoang, Asian oa nl 27 d Journal of Chemistry 28 (2016) lu Q.T Tran, T.M.H Huynh, D.T Tong, N.D Nguyen, Advances in an 28 M.N Dang, T.D.T Ung, H.N Phan, Q.D Truong, T.H Bui, M.N Phan, lm ul 29 nf va Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology (2013) 045012 z at nh oi L.Q Nguyen, P.D Tran, Materials Letters 194 (2017) 145 https://doi.org/10.1016/j.matlet.2017.02.018 30 P Van Trinh, N.N Anh, B.H Thang, N.T Hong, N.M Hong, P.H Khoi, z P.N Minh, P.N Hong, RSC Advances (2017) 318 @ Đ.P Thảo, T.T Thúy, T.T Mai, X.T Nguyễn, (2014) 32 T.T Tiên, L.V Quyền, Â.V Tuyền, H.H Nhi, N.H.K Hưng, H.T.K co l gm 31 H.T.H Huế, N.Đ Bảng, B.T.Á Nguyệt, Vietnam Journal of Chemistry 53 (2015) 301 an Lu 33 m Xuân, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ 16 (2013) 05 n va ac th si 53 M.T Thanh, Đ.Q Khiếu, B.T.M Châu, H.V Thành, Hue University 34 Journal of Science: Natural Science 126 (2017) 59 N.X Trường, N.T.M Diệp, T.T Quỳnh, H.Đ Chính, Vietnam Journal 35 of Chemistry 53 (2015) 289 36 V.T Khải, NXB Đại học khoa học Huế, 2014 37 Đ.Q Thắng, Luận văn thạc sĩ (2013) 38 N.V Tú, N.B Cường, VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology 32 (2016) 72 39 Ngo Lieu Thi, Tran Toan Phuoc , Ngo Vo Ke Thanh , Do Quyet Huu, lu Advances in Natural Sciences 10 (2019) an 40 W Guo, T Liu, H Zhang, R Sun, Y Chen, W Zeng, Z Wang, Sensors va n and Actuators B: Chemical 166 (2012) 492 J Huang, Y Wu, C Gu, M Zhai, K Yu, M Yang, J Liu, Sensors and tn to 41 42 43 N Song, H Fan, H Tian, Applied Surface Science 353 (2015) 580 p ie gh Actuators B: Chemical 146 (2010) 206 A Ghosh, T Bhowmick, S Majumder, Journal of Applied Physics 123 w oa nl (2018) 084501 O Akhavan, ACS nano (2010) 4174 45 S.P Lonkar, V Pillai, A Abdala, Applied Surface Science 465 (2019) d 44 nf va H Jiang, X Zhang, W Gu, X Feng, L Zhang, Y Weng, Chemical lm ul 46 an lu 1107 47 z at nh oi Physics Letters 711 (2018) 100 B Ahmed, S Dwivedi, M.Z Abdin, A Azam, M Al-Shaeri, M.S Khan, Q Saquib, A.A Al-Khedhairy, J Musarrat, Scientific reports (2017) @ M.F Khan, A.H Ansari, M Hameedullah, E Ahmad, F.M Husain, Q gm 48 z 40685 m (2016) 27689 co l Zia, U Baig, M.R Zaheer, M.M Alam, A.M Khan, Scientific reports an Lu n va ac th si 54 49 A Raja, P Rajasekaran, K Selvakumar, M Arunpandian, K Kaviyarasu, S.A Bahadur, M Swaminathan, Separation and Purification Technology 233 (2020) 115996 50 Y.-L Chen, Z.-A Hu, Y.-Q Chang, H.-W Wang, Z.-Y Zhang, Y.-Y Yang, H.-Y Wu, The Journal of Physical Chemistry C 115 (2011) 2563 51 Y Zhu, S Murali, W Cai, X Li, J.W Suk, J.R Potts, R.S Ruoff, Advanced materials 22 (2010) 3906 52 Y Peng, J Ji, D Chen, Applied Surface Science 356 (2015) 762 53 C.H Cho, D.K Kim, D.H Kim, Journal of the American Ceramic lu Society 86 (2003) 1138 an 54 A Di Mauro, M Cantarella, G Nicotra, G Pellegrino, A Gulino, M.V va n Brundo, V Privitera, G Impellizzeri, Scientific reports (2017) 40895 Y Feng, N Feng, Y Wei, G Zhang, RSC advances (2014) 7933 tn to 55 X Li, J Wang, J Yang, J Lang, M Wei, X Meng, S Lü, Y Sui, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 378 (2013) p ie gh 56 57 X Zhang, J Qin, R Hao, L Wang, X Shen, R Yu, S Limpanart, M w H Wang, Y Ni, Materials Research Bulletin 103 (2018) 96 d 58 oa nl Ma, R Liu, The Journal of Physical Chemistry C 119 (2015) 20544 nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si