Nghiên cứu tổng hợp vật liệu ninio từ phức chất của ni2+ và imidazole và ứng dụng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA HỌC  - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU Ni/NiO TỪ PHỨC CHẤT CỦA Ni2+ VÀ IMIDAZOLE VÀ ỨNG DỤNG Người hướng dẫn : TS Vũ Thị Duyên Sinh viên thực : Phan Thị Kim Ngân Lớp : 19SHH Đà Nẵng, tháng năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu tơi nhóm nghiên cứu hướng dẫn TS Vũ Thị Duyên, Khoa Hóa, Trường Đại học Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng Các số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố cơng trình khác Tác giả i LỜI CẢM ƠN Lời xin chân thành cảm ơn đến TS Vũ thị Duyên, người tận tình giúp đỡ hướng dẫn tơi suốt q trình tơi thực khóa luận tốt nghiệp Cơ người lái đị đưa tơi sang sơng, nhờ có tơi u mơn Hóa Cơ hướng dẫn tơi nhiệt tình, giúp đỡ tơi chút một, quan tâm q trình tơi nghiên cứu Chân thành cảm ơn Tơi xin chân thành cảm ơn Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư Phạm - Đại học Đà Nẵng, tạo điều kiện cho tơi q trình học tập hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tơi xin cảm ơn q Thầy/Cơ mơn Hóa Lý phương pháp giảng dạy, Hóa phân tích vơ cơ, Khoa Hóa, Trường Đại học Sư Phạm - Đại học Đà Nẵng giúp đỡ suốt thời gian làm nghiên cứu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè tạo điều kiện, động viên giúp đỡ suốt trình học tập nghiên cứu Đà Nẵng, tháng 05 năm 2023 Tác giả Phan Thị Kim Ngân ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Sơ lược vật liệu 1.1.1 Phức chất nickel 1.1.2 Vật liệu Ni/NiO .4 1.2 Sơ lược chất màu 1.2.1 Giới thiệu chất màu RhB 1.2.1.1 Cấu tạo, tính chất, độc tính .6 1.2.1.2 Ứng dụng nguy ô nhiễm RhB 1.2.2 Giới thiệu chất màu MB .8 1.2.2.1 Cấu tạo, tính chất, độc tính .8 1.2.2.2 Ứng dụng nguy ô nhiễm MB 1.3 Sơ lược phương pháp hấp phụ .11 1.3.1 Khái niệm hấp phụ 11 1.3.2 Động học trình hấp phụ 13 1.3.3 Các mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ .14 1.4 Sơ lược xúc tác quang phân hủy 15 1.4.1 Cơ chế xúc tác quang .15 1.4.2 Một số chất xúc tác quang thông dụng 17 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 18 2.1 Hóa chất dụng cụ .18 2.1.1 Hóa chất 18 2.1.2 Dụng cụ thiết bị 18 2.2 Phương pháp tổng hợp vật liệu 18 2.3 Phương pháp xác định đặc trưng lý hóa vật liệu 20 2.4 Phương pháp xác định nồng độ chất màu hữu .20 2.4.1 Phương pháp trắc quang (UV – VIS) 20 2.4.2 Phương pháp xây dựng đường chuẩn MB RhB 21 2.5 Đánh giá khả hấp phụ chất màu hữu vật liệu Ni/NiO 22 2.5.1 Thử khả hấp phụ RhB MB 22 iii 2.5.2 Khảo sát ảnh hưởng điều kiện tổng hợp đến khả hấp phụ vật liệu 23 2.6 Đánh giá khả xúc tác quang phân hủy chất màu hữu có mặt H2O2 xúc tác Ni/NiO 23 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 Kết xác định cấu trúc tinh thể vật liệu 25 3.2 Kết xây dựng phương trình đường chuẩn MB RhB 25 3.3 Kết đánh giá khả hấp phụ chất màu vật liệu Ni/NiO 28 3.3.1 Kết thử khả hấp phụ chất màu RhB MB vật liệu 28 3.3.2 Kết khảo sát điều kiện tổng hợp vật liệu 29 3.3.3 Kết thử khả xúc tác quang phân hủy RhB MB có mặt H2O2 vật liệu .32 iv DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Tên mục Trang Hình ảnh mơ cấu trúc phức chất Ni(II) với imdazole Cơng thức hóa học Rhodamine B Tinh thể Rhodamine B Cơng thức hóa học Methylene Blue Dạng oxy hóa dạng khử Methylene Blue Dung dịch Methylene Blue 10 Tác hại thuốc nhuộm MB 11 Hấp phụ vật lý 12 Hấp phụ hóa học 12 Các trình diễn hạt bán dẫn bị chiếu sáng 16 Quy trình tổng hợp vật liệu Ni/NiO 19 Giai đoạn đốt cháy gel thu vật liệu Ni/NiO 19 Máy Perkin Elmer Lambda 365 UV – VIS Spectrophotometer 20 Sơ đồ khối tổng quát thiết bị đo quang 21 Phổ XRD mẫu Ni/NiO 25 Phổ UV – VIS dung dịch RhB MB 26 Đồ thị phụ thuộc mật độ quang vị trí 664 nm 554 nm 27 vào nồng độ MB RhB dung dịch hỗn hợp MB RhB Hiệu suất hấp phụ RhB MB vật liệu Ni/NiO 28 Dung lượng hấp phụ RhB MB vật liệu Ni/NiO 29 Hiệu suất hấp phụ RhB MB dung dịch hỗn hợp 30 vật liệu nung sau khoảng thời gian khác nhau: 10 phút; 15 phút; 20 phút; 30 phút; 60 phút Hình 3.7 Hiệu suất hấp phụ RhB MB dung dịch hỗn hợp 31 vật liệu nung chọn từ thí nghiệm có tỉ lệ imidazole khác (1:4; 1:5; 1:6; 1:7; 1:8) Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Dung lượng hấp phụ RhB MB dung dịch hỗn hợp vật liệu nung chọn từ thí nghiệm có tỉ lệ imidazole khác (1:4; 1:5; 1:6; 1:7; 1:8) Sự thay đổi nồng độ RhB Sự thay đổi nồng độ MB Hiệu suất xúc tác quang phân hủy RhB có mặt H2O2 vật liệu Hiệu suất xúc tác quang phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu Hằng số tốc độ phân hủy Rhodamine B theo mơ hình Langmuir 31 33 33 34 34 36 – Hinshelwood Hình 3.14 Hằng số tốc độ phân hủy Methylene Blue theo mơ hình v 37 Langmuir – Hinshelwood vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT RhB Rhodamine B MB Methylen blue XRD Phổ nhiễu xạ tia X (X – ray diffraction) UV – VIS Phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến (Ultra Violet-Visible) vii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Oxide kim loại bán dẫn cấu trúc nano nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu cho nhiều lĩnh vực ứng dụng xúc tác [1], hấp phụ [2], cảm biến [3], sinh học [4] Cho tới oxide kim loại bán dẫn loại n Fe2O3, SnO2 , ZnO, TiO2 , bán dẫn loại p gồm Co3O4, CuO, NiO với kích thước nano nghiên cứu tính chất ưu việt so với dạng cấu trúc khối truyền thống [5] Tuy nhiên, oxide kim loại bán dẫn loại p cịn nhận ý so với oxide bán dẫn loại n [6] Trong số oxide kim loại bán dẫn loại p, NiO oxide kim loại có lượng vùng cấm rộng (Eg = 3,6 – 4,0 eV), độ bền cao, lượng oxi hấp thụ bề mặt thường cao nên nghiên cứu cho nhiều lĩnh vực xúc tác, điện cực, vật liệu từ, cảm biến khí … [7] Phương pháp sol – gel áp dụng cho tổng hợp vật liệu có độ đồng cao q trình trộn lẫn cho phép đạt đến qui mô phân tử, nguyên tử Quá trình hình thành hệ vi dị thể sol gel dung dịch muối oxide kim loại qua phản ứng thủy phân ngưng tụ, hạt rắn tạo thành khung chiều, pha lỏng nằm lỗ trống khung ba chiều [8] Bằng kỹ thuật sol – gel người ta tổng hợp vật liệu siêu mịn (cỡ nanomet micromet), bề mặt riêng lớn, vật liệu cấu trúc dạng màng mỏng nano sợi nano [9] Xuất phát từ lý trên, chọn đề tài “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu Ni/NiO từ phức chất Ni2+ imidazole ứng dụng” Mục tiêu nghiên cứu - Tổng hợp vật liệu Ni/NiO phương pháp đốt cháy gel, sử dụng phối tử imidazole - Đánh giá sơ khả hấp phụ xúc tác quang vật liệu tạo thành Đối tượng nghiên cứu - Vật liệu Ni/NiO - Dung dịch chất màu hữu methylene blule (MB) rhodamine b (RhB) Phương pháp nghiên cứu 4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Sơ lược vật liệu Ni/NiO - Sơ lược chất màu - Sơ lược phương pháp hấp phụ - Sơ lược xúc tác quang phân hủy 4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Vật liệu Ni/NiO tổng hợp phương pháp đốt cháy gel - Phương pháp phân tích đặc trưng vật liệu: XRD - Phương pháp phân tích cơng cụ: phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (UV – VIS) để xác định nồng độ chất màu hữu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Cung cấp thêm tư liệu ứng dụng vật liệu Ni/NiO Cấu trúc luận văn Luận văn bố cục sau: - Mở đầu - Chương Tổng quan - Chương Thực nghiệm - Chương Kết thảo luận - Kết luận kiến nghị - Tài liệu tham khảo (S2th )554 = 0,000289 (S2th )664 = 0,000255 Trong phương sai tương thích: (S2tt )554 = 0,00023 (S2tt )664 = 0,000664 Suy ra: F554 = (S2tt )554 (S2th ) = 0,9 F664 = 554 (S2tt )664 (S2th ) = 2,3 664 So sánh với giá trị F0,95(21;2) = 19,5 suy hai phương trình hồi quy tương thích với thực nghiệm nên sử dụng phương trình hồi quy thu làm phương trình đường chuẩn để xác định nồng độ MB RhB dung dịch hỗn hợp 3.3 Kết đánh giá khả hấp phụ chất màu vật liệu Ni/NiO 3.3.1 Kết thử khả hấp phụ chất màu RhB MB vật liệu Vật liệu hấp phụ sau chế tạo Ni/NiO đem thử khả hấp phụ chất màu rhodamine b methylene blue Hiệu suất hấp phụ chất màu RhB MB thể Hình 3.4 40 35 MB RhB 30 H(%) 25 20 15 10 4:0 3:1 2:2 C(MB): C(RhB) 1:3 0:4 Hình 3.4 Hiệu suất hấp phụ RhB MB vật liệu Ni/NiO 28 Kết thăm dò cho thấy Ni/NiO có khả hấp phụ MB rhB dung dịch đơn dung dịch hỗn hợp RhB MB (Hình 3.4) Cho thấy, hiệu suất hấp phụ RhB vật liệu Ni/NiO lớn đáng kể so với hiệu suất hấp phụ MB dung dịch đơn dung dịch hỗn hợp Điều chứng tỏ vật liệu Ni/NiO có lực với chất màu RhB mạnh MB 3.3.2 Kết khảo sát điều kiện tổng hợp vật liệu 3.3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đốt gel Vật liệu nung khoảng thời gian khác từ 10 phút đến 60 phút, hiệu suất dung lượng hấp phụ rhodamine b methylene blue vật liệu Ni/NiO tăng nhanh sau thay đổi chậm, thể Hình 3.5 35 RhB MB 30 25 H (%) 20 15 10 10 15 Thời gian 20 nung (min) 30 60 Hình 3.5 Hiệu suất hấp phụ RhB MB dung dịch hỗn hợp vật liệu nung sau khoảng thời gian khác nhau: 10 phút; 15 phút; 20 phút; 30 phút; 60 phút 29 0.012 0.01 G(mol/g) 0.008 0.006 0.004 0.002 0 10 20 30 40 50 Thời gian nung (min) 60 70 Hình 3.6 Dung lượng hấp phụ RhB MB dung dịch hỗn hợp vật liệu nung sau khoảng thời gian khác nhau: 10 phút; 15 phút; 20 phút; 30 phút; 60 phút Tăng thời gian nung hiệu suất hấp phụ chất màu tăng, đạt cực đại t = 20 phút, sau giảm dần Tổng dung lượng hấp phụ vật liệu tăng, sau giảm dần Dung lượng lớn đạt đươc t = 20 phút Điều chứng tỏ trình nung làm xốp vật liệu, nhiên thời gian nung > 20 vật liệu bị phá vỡ cấu trúc nên giảm độ xốp dẫn đến giảm dung lượng hấp phụ Như vậy, vật liệu Ni/NiO có dung lượng hấp phụ RhB MB gần Thời gian hấp phụ lựa chọn cho khảo sát chất màu thời gian nung 20 phút 3.3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ số mol muối nickel nitrate imidazole khác Đồ thị phụ thuộc hiệu suất hấp phụ rhodamine b methylene blue dung dịch hỗn hợp vật liệu nung sau thời gian chọn từ thí nghiệm khảo sát có tỉ lệ imidazole khác (1:4; 1:5; 1:6; 1:7; 1:8) thể Hình 3.7 3.8 30 40 35 RhB MB H (%) 30 25 20 15 10 1:04 1:05 1:06 1:07 1:08 Tỉ lệ Hình 3.7 Hiệu suất hấp phụ RhB MB dung dịch hỗn hợp vật liệu nung chọn từ thí nghiệm có tỉ lệ imidazole khác (1:4; 1:5; 1:6; 1:7; 1:8) q (mg/g) 3.5 2.5 1.5 1:04 1:05 Tỉ lệ 1:06 1:07 1:08 Hình 3.8 Dung lượng hấp phụ RhB MB dung dịch hỗn hợp vật liệu nung chọn từ thí nghiệm có tỉ lệ imidazole khác (1:4; 1:5; 1:6; 1:7; 1:8) 31 Từ kết thực nghiệm cho thấy, vật liệu nung theo tỉ lệ 1:7 ảnh hưởng lớn đến hiệu suất hấp phụ dụng lượng hấp phụ RhB, vật liệu nung theo tỉ lệ 1:5 ảnh hưởng lớn đến hiệu suất hấp phụ dung lượng hấp phụ MB Ở vật liệu theo tỉ lệ 1:7 sau 30 phút hấp phụ hiệu suất RhB đạt 37,8 % mg/ 20 mL Ở vật liệu theo tỉ lệ 1:5 sau 30 phút hấp phụ hiệu suất MB đạt 22,8 % mg/ 20 mL Thấy rằng, hiệu suất hấp phụ MB RhB tăng, sau giảm dần, đạt giá trị lớn tỉ lệ 1:5 MB 1:7 RhB Điều này, giải thích tăng imidazole dẫn đến hiệu suất hấp phụ tăng Trong dung dịch hỗn hợp RhB MB tăng tỉ lệ imidazole dung lượng hấp phụ tổng cộng tăng mạnh theo tỉ lệ 1:5 Do vậy, khảo sát chọn vật liệu theo tỉ lệ 1:5 3.3.3 Kết thử khả xúc tác quang phân hủy RhB MB có mặt H2O2 vật liệu Để thử khả xúc tác quang phân hủy rhodamine b methylene blue có mặt H2O2 vật liệu Ni/NiO tiến hành thí nghiệm song song: Thí nghiệm 1: Có chất màu MB 7,5 ppm + RhB 7,5 ppm + H2O2 0,5 M + khơng chiếu sáng Thí nghiệm 2: Có chất màu MB 7,5 ppm + RhB 7,5 ppm + H2O2 0,5 M + chiếu sáng Thí nghiệm 3: Có chất màu MB 7,5 ppm + RhB 7,5 ppm + H2O2 0,5 M + vật liệu 0,3 g/L + không chiếu sáng Đồ thị biễu diễn thay đổi nồng độ RhB MB theo thời gian chiếu sáng thí nghiệm thể Hình 3.9 Hình 3.10 Kết thực nghiệm cho thấy, hiệu suất quang phân hủy RhB MB sau 100 phút chiếu sáng (Hình 3.11 Hình 3.12) 32 Rhb C/C0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 t (h) Chất màu + H2O2 Chất màu + H2O2 + vl Chất màu + H2O2 + cs Chất màu + H2O2 + vl +cs Hình 3.9 Sự thay đổi nồng độ RhB theo thời gian chiếu sáng MB 0.8 C/C0 0.6 0.4 0.2 0 t (h) Chất màu + H2O2 Chất màu + H2O2 + vl Chất màu + H2O2 + cs Chất màu + H2O2 + vl +cs Hình 3.10 Sự thay đổi nồng độ MB theo thời gian chiếu sáng 33 90 Rhb 80 70 H (%) 60 50 40 30 20 10 chất màu + H202 chất màu+ H202 (ko cs) (cs) Chất màu + H202+vl (cs) chất màu+ H202+vl ( ko cs) Hình 3.11 Hiệu suất xúc tác quang phân hủy RhB có mặt H2O2 vật liệu sau 5h chiếu sáng 90 MB 80 70 H(%) 60 50 40 30 20 10 chất màu + H202 chất màu+ H202 (ko cs) (cs) chất màu+ H202+vl (ko cs) Chất màu + H202+vl (cs) Hình 3.12 Hiệu suất xúc tác quang phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu sau 5h chiếu sáng Kết thực nghiệm cho thấy: 34 Thí nghiệm 1, không sử dụng vật liệu Ni/NiO, sử dụng dung dịch hỗn hợp có mặt H2O2 điều kiện không chiếu sáng Thực nghiệm cho thấy, nồng độ dung dịch RhB giảm nhiều so với MB, tốc độ thay đổi liên tục Thí nghiệm 2, khơng sử dụng vật liệu Ni/NiO, sử dụng dung dịch hỗn hợp có mặt H2O2 điều kiện chiếu sáng Kết thu nồng độ dung dịch chất màu giảm dần theo thời gian Thí nghiệm 3, sử dụng vật liệu Ni/NiO, sử dụng dung dịch hỗn hợp có mặt H2O2 điều kiện không chiếu sáng Thực nghiệm cho thấy, nồng độ dung dịch MB RhB tăng không đáng kể Hiệu suất nồng độ dung dịch MB tăng từ 10% - 60%, RhB tăng từ 14% - 66% Thấy rằng, RhB cho hiệu suất cao Từ thí nghiệm thăm dị cho thấy, rhodamine b methylene blue hai loại hợp chất màu bền vững, khơng có mặt H2O2 chất màu khó bị phân hủy Điều đó, chứng tỏ Ni/NiO khả xúc tác cho phản ứng quang phân hủy RhB MB có mặt H2O2 Đồ thị phụ thuộc vào thời gian chiếu sáng có dạng tuyến tính (với R2 = 0.95 (Hình 3.13)), hồn tồn phù hợp với mơ hình Langmuir – Hinshelwood, điều chứng tỏ RhB bị quang phân hủy phản ứng phân hủy tuân theo quy luật động học phản ứng bậc Kết hồi quy tuyến tính thu phương trình đồ thị RhB: Chất màu + H2O2 + vl +cs: y = 0.3245x + 0.1525 (R² = 0.9505) Chất màu + H2O2 + cs: y = 0.1919x – 0.064 (R² = 0.9831) Chất màu + H2O2: y = 0.0314x + 0.0188 (R² = 0.8691) Chất màu + H2O2 + vl: y = 0.2198x + 0.0406 (R² = 0.9931) Từ hệ số góc suy ra, số tốc độ quang phân hủy RhB, đồ thị biểu diễn số tốc độ phân hủy rhodamine b theo mơ hình Langmuir – Hinshelwood điều kiện phản ứng khác thể Hình 3.13 35 RhB 0.35 0.3 k (h-1) 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 chất màu + h2o2 chất màu + h2o2 chất màu + h2o2 chất màu +h2o2 + vl(cs) + vl (ko cs) (cs) (ko cs) Hình 3.13 Hằng số tốc độ phân hủy Rhodamine B theo mô hình Langmuir – Hinshelwood Hằng số tốc độ quang phân hủy rhodamine b H2O2 tác dụng ánh sáng nhìn thấy, xúc tác Ni/NiO tính theo mơ hình Langmuir – Hinshelwood k = 0,2978 h-1 gấp 1,5 lần so với không sử dụng xúc tác Ni/NiO (k = 0,1919 h-1) Tuy nhiên không chiếu sáng phản ứng oxy hóa RhB H2O2 xúc tác Ni/NiO có số tốc độ đạt giá trị k = 0,2198 h-1 nhỏ lần so với chiếu sáng Phản ứng quang phân hủy rhodamine b có mặt H2O2 khơng chiếu sáng xảy chậm (k = 0,0314 min-1) Đồ thị phụ thuộc vào thời gian chiếu sáng có dạng tuyến tính (với R2 = 0.95 (Hình 3.14)), hồn tồn phù hợp với mơ hình Langmuir – Hinshelwood, điều chứng tỏ MB bị quang phân hủy phản ứng phân hủy tuân theo quy luật động học phản ứng bậc Kết hồi quy tuyến tính thu phương trình đồ thị MB: Chất màu + H2O2 + vl + cs: y = 0.1218x - 0.0185 (R² = 0.96) Chất màu + H2O2: y = 0.2905x + 0.1073 (R² = 0.966) Chất màu + H2O2 + vl: y = 0.1884x + 0.0321 (R² = 0.9842) Chất màu + H2O2 + cs: y = 0.0211x + 0.0297 (R2 = 0.6624) 36 Từ hệ số góc suy số tốc độ quang phân hủy MB, đồ thị biểu diễn số tốc độ phân hủy methylene blue theo mơ hình Langmuir – Hinshelwood điều kiện phản ứng khác thể Hình 3.14 0.3 MB 0.25 k (h-1) 0.2 0.15 0.1 0.05 chất màu + h2o2 chất màu + h2o2 chất màu + h2o2 chất màu +h2o2 + vl(cs) + vl (ko cs) (cs) (ko cs) Hình 3.14 Hằng số tốc độ phân hủy Methylene Blue theo mơ hình Langmuir – Hinshelwood Hằng số tốc độ quang phân hủy methylene blue H2O2 tác dụng ánh sáng nhìn thấy, tính theo mơ hình Langmuir – Hinshelwood k = 0,2505 h-1 Tuy nhiên khơng chiếu sáng phản ứng oxy hóa MB H2O2 xúc tác Ni/NiO có số tốc độ đạt giá trị k = 0.1884 h-1 Phản ứng quang phân hủy methylene blue có mặt H2O2 khơng chiếu sáng xảy chậm (k = 0,0211 min-1) 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Đã tổng hợp vật liệu Ni/NiO theo phương pháp đốt cháy gel từ nickel (II) nitrate hexahydrate (Ni(NO3)2.6H2O) imidazole (C3H4N2) Kết đo XRD xác nhận có mặt hai loại tinh thể Ni NiO vật liệu tạo thành - Đã đánh giá khả hấp phụ RhB MB khảo sát ảnh hưởng điều kiện tổng hợp đến tính chất hấp phụ vật liệu Vật liệu Ni/NiO tổng hợp phương pháp đốt cháy gel 20 phút có khả hấp phụ tốt MB RhB Khả hấp phụ vật liệu phụ thuộc vào tỉ lệ số mol muối nickel phối tử imidazole Vật liệu tổng hợp từ Ni(NO3)2 imidazole theo tỉ lệ số mol 1:5 có khả hấp phụ tốt MB, tỉ lệ 1:7 có khả hấp phụ RhB tốt - Đã khảo sát trình xúc tác quang phân hủy hợp chất màu RhB MB có mặt H2O2 Vật liệu Ni/NiO thể khả xúc tác quang phân hủy hợp chất màu MB RhB có mặt H2O2 chiếu sáng nhìn thấy Ở điều kiện MB 7,5 ppm + RhB 7,5 ppm + H2O2 0,5 M + vật liêu 0,3 g/L, hiệu suất quang phân hủy dung dịch MB đạt (76,4%) dung dịch RhB đạt (80%) sau chiếu sáng bóng đèn LED Rạng Đơng cơng suất 80 W Động học trình xúc tác quang phân hủy tuân theo mơ hình mơ hình Langmuir – Hinshelwood, số tốc độ phân hủy MB xác định k = 0,1218 h-1 RhB xác định k = 0.2978 h-1 Kiến nghị Đề nghị nghiên cứu tương lai nên tập trung vào việc điều chỉnh thêm nồng độ Ni kim loại ma trận NiO để chứng minh hoạt động lâu dài ổn định tuyệt vời lắng đọng vào màng dẫn anion sử dụng trình điện phân màng trao đổi anion (AEM) 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Lưu Cẩm Lộc, Nguyễn Mạnh Huấn, Hồ Sĩ Thoảng (2007) – “Vai trò chất mang tính chất xúc tác nickel phản ứng methane hóa carbon oxide”, Tạp chí Hóa học, T.45 (ĐB), tr 33-43, 2007 [3] Phạm Thị Năm, Nguyễn Thị Thơm, Nguyễn Thị Thu Trang, Trần Đại Lâm, Nguyễn Thị Kim Ngân, Lê Viết Hải, Nguyễn Thái Hoàng, Huỳnh Lê Thanh Nguyên (2021) – “Cảm biến điện hóa PANi – CNTs chức hóa xúc tác nio ứng dụng phân tích nhanh methanol mơi trường nước”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học – Tập 26, Số 3A/2021, tr 01 [8] Vũ Đình Ngọ, Ngô Sỹ Lương, Phan Văn Tường (2009) – “Tổng hợp coban ferit cấp hạt nano nên SiO2 phương pháp sol – gel, nghiên cứu cấu trúc từ tính chúng”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh học, 14(1), tr –11 [9] Ngô Sỹ Lương, Phan Văn Tường, Vũ Đình Ngọ (2011) – “Tổng hợp NiFe2O4/SiO2 nano composit phương pháp sol – gel, nghiên cứu cấu trúc tính chất từ”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh học, 16(2), tr 55 – 59 [10] Phạm Thị Thơ (2015) – “Nghiên cứu tạp phức Ni2+ với Murexit (MUR) phương pháo trắc quang”, Tạp chí Hóa học, Tr 09 [11] Nguyễn Thị Bảo Yến, Nguyễn Minh Hải, Nguyễn Hùng Huy (2016) – “Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc phức chất Ni(II) phenylene – 1,2 – diamine benzamidin”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 32, số (2016) 274 – 278 [9] PGS TS Lê Văn Cát (2002), Giáo trình “Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước nước thải”, NXB Thống kê, Hà Nội [10] Hoàng Thanh Thúy (2011) - “Nghiên cứu biến tính TiO2 nano Cr(III) làm chất xúc tác quang hóa vùng ánh sáng trơng thấy” Luận văn Thạc Sĩ chun ngành Hóa mơi trường Tr.3 [11] Lê Thùy Trang, Lê Trung Hiếu, Trần Thanh Minh, Nguyễn Quang Mẫn, Nguyễn Vĩnh Phú, Lê Lâm Sơn (2021) – “Nghiên cứu tổng hợp hạt nano α – Fe2O3 hoạt tính xúc tác cho phản ứng benzyl hóa benzene” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế 39 [35] PGS TS Lê Văn Cát (2002), Giáo trình “Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước nước thải”, NXB Thống kê, Hà Nội [36] Hoàng Thanh Thúy (2011) - “Nghiên cứu biến tính TiO2 nano Cr(III) làm chất xúc tác quang hóa vùng ánh sáng trơng thấy” Luận văn Thạc Sĩ chun ngành Hóa môi trường Tr.3 [37] Lê Thùy Trang, Lê Trung Hiếu, Trần Thanh Minh, Nguyễn Quang Mẫn, Nguyễn Vĩnh Phú, Lê Lâm Sơn (2021) – “Nghiên cứu tổng hợp hạt nano α – Fe2O3 hoạt tính xúc tác cho phản ứng benzyl hóa benzene” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế [38] Phạm Thị Thuận, Nguyễn Thị Hải Ngọc, Trần Thiên Trí, Lương Văn Tri, Trần Thanh Minh (2019) – “Tổng hợp lưỡng oxit Zno/Cuo ứng dụng làm xúc tác quang hóa” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Trường Đại học Khoa học, ĐH Huế [39] Võ Thị Quý Vĩnh, Lê Quốc Chơn (2019) – “Nghiên cứu tổng quan nano bạc: Từ tổng hợp đến ứng dụng” Tạp chí Khoa học Công nghệ, Trường Đại học Duy Tân [40] Trần Tứ Hiếu (2008) “Phân tích trắc quang”, NXB ĐHQG Hà Nội Tiếng anh [2] Martha Ramesh, Martha Purna Chander Rao, Sambandam Anandan, Hosakoppa Nagaraja, Journal of Materials Research (2018) – “Adsorption and photocatalytic properties of NiO nanoparticles synthesized via a thermal decomposition process”, Tạp chí Nghiên cứu vật liệu, tr 33 [4] Lei Chen, Biwu Liu, Zhangrun Xu, Juewen Liu (2018) – “NiO Nanoparticles for Exceptionally Stable DNA Adsorption and Its Extraction from Biological Fluids”, Tạp chí Hóa học, tr [5] Hyo – Joong Kim, Jong – Heun Lee (2014) – “Highly sensitive and selective gas sensors using p – type oxide semiconductors: Overview”, Sensors Actuators, B Chem 192, 607 – 627 [6] Hoa Nguyen and Sherif A El – Safty (2011) – “Meso- and Macroporous Co2O4 Nanorods for Effective VOC Gas Sensors”, J Phys Chem C, 115, 8466 – 8474 [7] Changhao Feng, Xueying Kou, Bin Chen, Guobing Qian, Yanfeng Sun, Geyu Lu (2017) – “One – pot synthesis of In doped NiO nanofibers and their gas sensing properties”, Sensors Actuators, B Chem, 253, 584-591 40 [12] Y A Rasyda, *S B Rahardjo, and F Nurdiyah (2019) “Synthesis and Characterization Complex Nickel(II) with Diphenylamine” [13] ZhonglIao Wang JIajIeFan, BeICheng, Jiaguo Yu, Jingsan Xu (2019) – “Nickel – based cocatalysts for photocatalysis: Hydrogen evolution, overall water splitting and CO2 reduction” [14] Yan Gong, Huifeng Liang (2019) – Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy “Nickel ion detection by imidazole modified carbon dots” tr 342 – 347 [15] Alaa Y Faid, “Ni/NiO nanosheets for alkaline hydrogen evolution reaction: In situ electrochemical-Raman study”, Electrochimica Acta [16] SJ Mammadyarova, “Synthesis and characterization of Ni/NiO nanochains”, Materials Chemistry and Physics [17] Sahar K Mohamed1, Amira M Elhgrasi1, Omnia I Ali1, “Facile synthesis of mesoporous nano Ni/NiO and its synergistic role as super adsorbent and photocatalyst under sunlight irradiation”, Research Article [18] Srinivasa N, Jack P Hughes, Prashanth S Adarakatti, Manjunatha C, Samuel J Rowley-Neale, Ashoka S and Craig E Banks, “Facile synthesis of Ni/NiO nanocomposites: the effect of Ni content in NiO upon the oxygen evolution reaction within alkaline media”, RSC Advances [19] Zhang, Yulan Han, Jun Qiu, Xiang Ding, Yongqi Deng, Yihan Wu, Guozhen Zhang, Lifeng Yan, “Interface engineering of Ni/NiO heterostructures with abundant catalytic active sites for enhanced methanol oxidation electrocatalysis”, J Colloid Interface Sci [20] Nickel – Wikipedia English [21] Casey, K G and E L Quitevis (1988) Effect of solvent polarity on nonradiative processes in xanthene dyes – “Rhodamine B in normal alcohols” J Phys Chem 92, 6590 – 6594 [22] Karstens, T and K Kobs (1980) – “Rhodamine B and Rhodamine 101 as reference substances for fluorescence quantum yield measurements” J Phys Chem 84, 1871 – 1872 [23] Arbeloa (1989) – “Fluorescence self-quenching of the molecular forms of rhodamine B in aqueous and ethanolic solutions” J Luminesc 44, 105 – 112 41 [24] Snare, M J., F E Treloar, K P Ghiggino and P J Thistlethwaite (1982) – “The photophysics of rhodamine B” J Photochem 18, 335 – 346 [25] V.S Suvith, Daizy Philip (2013) – “Catalytic degradation of methylene blue using biosynthesized gold and silver nanoparticles”, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, tr 526 – 532 [26] Dante, R.C.; Trakulmututa, J.; Meejoo-Smith, S.; Martín-Ramos, P.; Chamorro-Posada, P.; Rutto, D.; Sánchez-Arévalo, F.M Methylene blue-carbon nitride system as a reusable air-sensor Mater Chem Phys 2019, 231, 351 – 356 [27] A Novel of Buton Asphalt and Methylene Blue as Dye-Sensitized Solar Cell using TiO2/Ti Nanotubes Electrode — IOPscience Available online: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/267/1/012035 (accessed on 14 May 2020) [28] Reda, S.M.; El-Sherbieny, S.A Dye-sensitized nanocrystalline CdS and ZnS solar cells with different organic dyes J Mater Res 2010, 25, 522 – 528 [29] Zhang, Y.; An, Y.; Wu, L.; Chen, H.; Li, Z.; Dou, H.; Murugadoss, V.; Fan, J.; Zhang, X.; Mai, X.; et al Metal-free energy storage systems: Combining batteries with capacitors based on a methylene blue functionalized graphene cathode J Mater Chem A 2019, 7, 19668 – 19675 [30] Hoffmann, A.A.; Dias, S.L.P.; Rodrigues, J.R.; Pavan, F.A.; Benvenutti, E.V.; Lima, E.C Methylene blue immobilized on cellulose acetate with titanium dioxide: An application as sensor for ascorbic acid J Braz Chem Soc 2008, 19, 943 – 949 [31] Staroń, P.; Chwastowski, J.; Banach, M Sorption behavior of methylene blue from aqueous solution by raphia fibers Int J Environ Sci Technol 2019, 16, 8449 – 8460 [32] Zhou, S.; Du, Z.; Li, X.; Zhang, Y.; He, Y.; Zhang, Y Degradation of methylene blue by natural manganese oxides: Kinetics and transformation products R Soc Open Sci 2019, 6, 190351 [33] Lawagon, C.P.; Amon, R.E.C Magnetic rice husk ash “cleanser” as efficient methylene blue adsorbent Environ Eng Res 2019, 25, 685 – 692 [34] Ahmad Zaini, M.A.; Sudi, R.M Valorization of human hair as methylene blue dye adsorbents Green Process Synth 2018, 7, 344 – 352 42