Tổng hợp vật liệu nano nền kim loại pd và khảo sát ứng dụng xúc tác phân hủy 4 nitrophenol

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO NỀN KIM LOẠI Pd VÀ KHẢO SÁT ỨNG DỤNG XÚC TÁC PHÂN HỦY 4-NITROPHENOL GVHD: TS TRẦN THỊ NHUNG SVTH: NGUYỄN THANH KIỀU SKL011621 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM - - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO NỀN KIM LOẠI Pd VÀ KHẢO SÁT ỨNG DỤNG XÚC TÁC PHÂN HỦY 4-NITROPHENOL SVTH: NGUYỄN THANH KIỀU MSSV: 17128031 GVHD: TS TRẦN THỊ NHUNG TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HÓA HỌC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Kiều MSSV: 17128031 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học Chun ngành: Hóa vơ Tên khóa luận: Tổng hợp vật liệu nano kim loại Pd khảo sát ứng dụng xúc tác phân hủy Nhiệm vụ khóa luận:  Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp vật liệu xúc tác AgPd  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu xúc tác vật liệu xúc tác AgPd lên phản ứng phân hủy 4-Nitrophenol  Tích hợp hạt nano hợp kim AgPd lên mang GO so sánh khả xúc tác với vật liệu xúc tác AgPd Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 3/2021 Ngày hồn thành khóa luận: 12/2021 Họ tên người hướng dẫn: TS Trần Thị Nhung Nội dung hướng dẫn: Tồn khóa luận Nội dung u cầu khóa luận tốt nghiệp thơng qua Trưởng Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học Tp Hồ Chí Minh, ngày 12 tháng 12 năm 2021 TRƯỞNG BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN Trần Thị Nhung TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CN HÓA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC KHÓA 2017 (NGƯỜI HƯỚNG DẪN) THÔNG TIN CHUNG Họ tên người hướng dẫn: Trần Thị Nhung Đơn vị cơng tác: Khóa CNHH & TP Học hàm, học vị: Tiến sỹ Chuyên ngành: Hóa lý – vô Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Kiều MSSV: 17128031 Chun ngành: Hóa Vơ Cơ - Silicate Tên đề tài: Tổng hợp vật liệu nano kim loại Pd khảo sát ứng dụng xúc tác phân hủy 4-Nitrophenol Mã số khóa luận: NHẬN XÉT VỀ KHĨA LUẬN 2.1 Hình thức Tổng số trang: Số chương: 47 Số tài liệu tham khảo: 36 Số bảng: Số hình: 24 Phần mềm tính tốn: origin, excel Bố cục: logic Hành văn: rõ ràng Sử dụng thuật ngữ chuyên môn: phù hợp 2.2 Mục tiêu nội dung Đề tài nhằm mục tiêu tạo vật liệu xúc tác hiệu cao rẻ tiền việc tích hợp kim loại Ag vào Pd tổng hợp hạt nano dạng hợp kim việc xử lý 4-nitrophenol, chất hữu độc hại Đồng thời đề tài mở rộng nghiên cứu khảo sát hiệu xúc tác xây dựng cấu trúc hạt nano composites việc tích hợp hạt nano hợp kim PdAg lên mang GO 2.3 Kết đạt Xây dựng thành cơng qui trình tổng hợp hạt nano hợp kim hạt Pd Đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác vật liệu thu Nghiên cứu tiềm mở rộng đề tài 2.4 Ưu điểm khóa luận -Hoạt tính xúc tác khảo sát phân tích kỹ -Kết thu làm tiền đề mở rộng cho nghiên cứu sau 2.5 Những thiếu sót khóa luận Thiếu kết phân tích TEM XRD điều kiện dịch bệnh nên không gửi mẫu dẫn tới phần biện luận kết chưa đạt NHẬN XÉT TINH THẦN VÀ THÁI ĐỘ LÀM VIỆC CỦA SINH VIÊN Sinh viên siêng năng, chăm chỉ, trách nhiệm với công việc ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN Được bảo vệ  Bổ sung thêm để bảo vệ Không bảo vệ ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN Nội dung đánh giá Điểm tối đa Chất lượng viết 30 Hình thức trình bày (đẹp, rõ ràng, tài liệu tham khảo 20 đầy đủ/đa dạng…) Bố cục viết (chặt chẽ, cân đối) 10 Nội dung khóa luận 60 STT Điểm đánh giá 26 Phương pháp nghiên cứu phù hợp, đảm bảo độ tin cậy, xử lý số liệu Nội dung thực hiện, kết đề tài đảm bảo tính khoa học, cơng nghệ Kết luận phù hợp với mục tiêu, nội dung nghiên cứu 20 18 52 18 20 18 10 Hiệu ứng dụng chuyển giao công nghệ Kỹ năng, thái độ sinh viên Kỹ thực nghiệm, xử lý tình 10 10 10 Thái độ làm việc nghiêm túc 5 88 TỔNG 100 ổn Tp Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 12 năm 2021 Giảng viên hướng dẫn Trần Thị Nhung TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CN HÓA HỌC & THỰC PHẨM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC KHĨA 2017 (NGƯỜI PHẢN BIỆN) THƠNG TIN CHUNG Họ tên người phản biện: Võ Thị Thu Như Đơn vị cơng tác: Khoa cơng nghệ Hóa học thực phẩm Học hàm, học vị: Tiến sĩ Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Họ tên sinh viên: Nguyễn Thanh Kiều MSSV: 17128031 Chun ngành: CNKT hóa vơ Tên đề tài: TỔNG HỢP VẬT LIỆU NANO NỀN KIM LOẠI Pd VÀ KHẢO SÁT ỨNG DỤNG XÚC TÁC PHÂN HỦY 4-NITROPHENOL Mã số khóa luận: NHẬN XÉT VỀ KHĨA LUẬN 2.1 Hình thức Tổng số trang: 47 Số chương: Số tài liệu tham khảo: Phần mềm tính tốn: Số bảng: Số hình: 34 Bố cục: Hợp lý Hành văn: Mạch lạc Sử dụng thuật ngữ chuyên môn: Sử dụng thuật ngữ chuyên môn 2.2 Mục tiêu nội dung Cần bổ sung mục tiêu nội dung phần mở đầu luận văn 2.3 Kết đạt Tổng hợp thành công vật liệu xúc tác AgPd tỉ lệ 1:4 phương pháp khử hóa học Kết chụp ảnh FE-SEM, phân tích EDX đo điện ZETA cho thấy vật liệu xúc tác AgPd tạo thành có cấu trúc hợp kim, hạt phân bố đồng đều, khơng bị tích tụ Kết cho thấy vật liệu AgPd tỉ lệ 1:4 với hàm lượng Chitosan 0.2mg/ml có hoạt tính xúc tác tốt, phân hủy hồn tồn 4-NP vịng 4-5 phút, tái sử dụng nhiều lần, độ bền cao N ghiên cứu AgPd lên mang GO, so sánh hiệu xúc tác với vật liệu nano hợp kim AgPd (tỉ lệ 1:4) thấy vật liệu AgPd/GO mang lại hiệu tương đương 2.4 Ưu điểm khóa luận Tổng hợp vật liệu xúc tác AgPd có khả phân hủy y 4-Nitrophenol hiệu suất cao 2.5 Những thiếu sót khóa luận - Cịn nhiều lỗi tả - Hình chụp Fe-SEM mờ - Cần ghi rõ bước khảo sát ảnh hưởng hàm lượng Chitosan, hàm lượng chất xúc tác, hàm lượng NaBH4, độ bền xúc tác, độ lập lại xúc tác CÂU HỎI PHẢN BIỆN (ít 02 câu hỏi) Câu Ảnh chụp TEM mờ, tác giả khẳng định hợp kim AgPd có dạng hình cầu kích thước 1- 20 nm? Câu Vì dựa vào kết đo zeta vật liệu AgPd 29,74 mV, lại chứng tỏ AgPb bền nước? Câu Theo kết nghiên cứu tác giả Pd tịnh khiết cho hiệu suất phân hủy 4-nitrophenol cao Vậy cần phải tạo hợp kim AgPd để làm chất xúc tác phân hủy 4-nitrophenol? ĐỀ NGHỊ VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA PHẢN BIỆN Được bảo vệ x Bổ sung thêm để bảo vệ Không bảo vệ ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN Nội dung đánh giá Điểm tối đa STT Chất lượng viết 30 Hình thức trình bày (đẹp, rõ ràng, tài liệu tham khảo 20 đầy đủ/đa dạng…) Bố cục viết (chặt chẽ, cân đối) 10 Nội dung khóa luận 70 Phương pháp nghiên cứu phù hợp, đảm bảo độ tin cậy, xử lý số liệu Nội dung thực hiện, kết đề tài đảm bảo tính khoa học, cơng nghệ Kết luận phù hợp với mục tiêu, nội dung nghiên cứu Hiệu ứng dụng TỔNG Điểm đánh giá 25 60 20 30 10 10 100 85 Tp Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 12 năm 2021 Giảng viên phản biện Võ Thị Thu Như TÓM TẮT Trong đề tài luận văn “Tổng hợp vật liệu nano kim loại Pd khảo sát ứng dụng xúc tác phân hủy 4-Nitrophenol” này, tổng hợp thành công vật liệu xúc tác AgPd phương pháp oxy hóa khử với chất khử NaBH4 khảo sát hoạt tính xúc tác cho việc phân hủy 4-Nitrophenol Bên cạnh đó, đề tài cịn mở rộng nghiên cứu cách tích hợp hạt nano hợp kim AgPd lên mang GO so sánh khả xúc tác với vật liệu xúc tác AgPd Vật liệu sau tổng hợp phân tích cấu trúc tinh thể, thành phần hóa học, hình dạng tính chất phương pháp phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến (UV-Vis), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phương pháp phân tích phổ (EDX), đo điện bề mặt (ZETA) Các kết phân tích cho thấy hạt nano hợp kim AgPd đạt yêu cầu hình dạng, tính chất, cấu trúc phù hợp, rõ ràng Sau đó, vật liệu nano hợp kim AgPd tiến hành khảo sát hoạt tính xúc tác điều kiện khác nhau, bao gồm yếu tố tỉ lệ Ag:Pd 1:0, 4:1, 1:1, 1:4, 0:1; hàm lượng xúc tác; hàm lượng chất khử NaBH4; hàm lượng Chitosan GO; đo độ bền độ lặp lại xúc tác theo thời gian Từ kết nhận thấy rằng, vật liệu nano hợp kim AgPd với hàm lượng Ag 20% (tỉ lệ Ag:Pd 1:4) cho hoạt tính xúc tác tương đương với kim loại Pd, độ bền cao Bên cạnh đó, hàm lượng xúc tác, hàm lượng chất khử NaBH4 hàm lượng Chitosan ảnh hưởng rõ rệt hiệu xúc tác Trong tương lai, hạt nano hợp kim AgPd mở rộng làm xúc tác cho phản ứng khác, giúp hạn chế việc khai thác sử dụng kim loại quý Đề tài mở bước việc nghiên cứu tích hợp hạt nano hợp kim AgPd lên mang GO để cải thiện hiệu xúc tác, giúp vật liệu có độ bền cao i LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất quý thầy cô Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Thực Phẩm trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, đồng thời hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình làm luận văn Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GVHD cô Trần Thị Nhung hướng dẫn, quan tâm, tận tình bảo để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè bên cạnh, ủng hộ động viên từ lúc em bắt đầu học tập trường Do thời gian có hạn kiến thức chun mơn cịn nhiều hạn chế, em mong nhận góp ý q thầy để luận văn hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! TP HCM, ngày tháng 12 năm 2021 Sinh viên thực Nguyễn Thanh Kiều ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp với đề tài “Tổng hợp vật liệu nano kim loại Pd khảo sát ứng dụng xúc tác phân hủy 4-Nitrophenol” nghiên cứu hướng dẫn cô TS Trần Thị Nhung Các số liệu, kết trình bày luận văn hoàn toàn trung thực tài liệu tham khảo ghi rõ nguồn gốc trích dẫn TP HCM, ngày tháng 12 năm 2021 Sinh viên thực Nguyễn Thanh Kiều iii Kết hình cho thấy rằng, vật liệu nano hợp kim AgPd tổng hợp tỉ lệ Ag:Pd khác có chênh lệch rõ thời gian xúc tác, hàm lượng Ag nhiều thời gian xúc tác chậm Tuy nhiên, với tỉ lệ tích hợp 20% (mol hay khối lượng) Ag vào cho hiệu xúc tác tương đương hạt nano Pd tinh khiết Dựa vào kết trên, chọn vật liệu xúc tác AgPd tổng hợp tỉ lệ 1:4 có hiệu xúc tác tương đương với vật liệu tổng hợp tỉ lệ 0:1 (vật liệu có Pd), phân hủy 4-NP hồn tồn vịng đến phút, phù hợp với yêu cầu ban đầu đề 3.2.2 Ảnh hưởng hàm lượng Chitosan  Tiến hành khảo sát khả hấp thụ vật liệu nano hợp kim AgPd (tỉ lệ 1:4) tổng hợp hàm lượng Chitosan khác nhau: 0.05mg/ml; 0.1mg/ml; 0.2mg/ml; 0.4mg/ml; 0.8mg/ml 0.5 (a) (b) (c) (d) (e) Abs (a.u) 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 -0.1 400 500 600 700 800 Wavelength (nm) Hình 6: Phổ UV-Vis thể khả hấp thụ vật liệu xúc tác AgPd tỉ lệ 1:4 hàm lượng Chitosan khác nhau: (a) 0.05mg/ml; (b) 0.1mg/ml; (c) 0.2mg/ml; (d) 0.4mg/ml; (e) 0.8mg/ml Kết khảo sát hình cho thấy không xuất đỉnh phổ hấp thụ Nồng độ Chitosan cao hạn chế gây khả keo tụ giúp ổn định hạt Vì kích thước hạt nano hợp kim AgPd nhỏ Tuy nhiên hạn chế điều kiện thí nghiệm chúng tơi chưa thực chụp ảnh TEM hạt nano hợp kim AgPd điều kiện đề kiểm chứng kết luận 24  Tiến hành khảo sát khả xúc tác cho phản ứng phân hủy 4-Nitrophenol vật liệu nano hợp kim AgPd (tỉ lệ 1:4) với hàm lượng chất làm bền Chitosan khác nhau: 0.05mg/mL; 0.1mg/mL; 0.2mg/mL; 0.4mg/mL; 0.8mg/mL 3.0 2.5 3.0 (a) 2.0 1.5 Abs (a.u) Abs (a.u) 2.0 (b) 2.5 18 1.0 0.5 15 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0 -0.5 -0.5 -1.0 250 300 350 400 450 500 250 300 Wavelength (nm) (c) 1.5 2.0 Abs (a.u) Abs (a.u) 2.0 1.0 0.0 0.0 350 400 450 500 450 (d) min 1.0 0.5 300 400 1.5 0.5 250 350 Wavelength (nm) 500 250 Wavelength (nm) 300 350 400 450 500 Wavelength (nm) 2.0 (e) Abs (a.u) 1.5 1.0 0.5 0.0 250 300 350 400 450 500 Wavelength (nm) Hình 7: Phổ UV-Vis theo thời gian phản ứng phân hủy 4-Nitrophenol hàm lượng Chitosan khác nhau: (a) 0.05mg/ml; (b) 0.1mg/ml; (c) 0.2mg/ml; (d) 0.4mg/ml; (e) 0.8mg/ml Kết hình cho thấy hàm lượng Chitosan ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu xúc tác Hàm lượng Chitosan nhiều hạt nano hợp kim phân tán đều, hạn chế bị tụ hợp nên thời gian xúc tác nhanh Cụ thể hàm lượng Chitosan 0.05mg/ml 25 thời gian xúc tác 18 phút, hàm lượng chitosan 0.2mg/ml thời gian xúc tác giảm phút Qua kết trên, lựa chọn tổng hợp vật liệu xúc tác AgPd (tỉ lệ 1:4) với Chitosan 0.2mg/ml hiệu xúc tác cao mà lượng Chitosan sử dụng không nhiều 3.2.3 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác Khảo sát khả xúc tác cho phản ứng phân hủy 4-Nitrophenol vật liệu nano hợp kim AgPd tỉ lệ 1:4 hàm lượng xúc tác pha loãng 5μl, 10μl, 15μl, 30μl, 60μl Abs (a.u) 2.5 3.0 (a) 2.0 14 1.5 1.0 (b) 2.5 2.0 Abs (a.u) 3.0 1.5 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 -0.5 -0.5 250 300 350 400 450 500 250 300 Wavelength (nm) 3.0 (c) 2.5 1.5 400 450 500 1.0 (d) 2.0 Abs (a.u) Abs (a.u) 2.0 350 Wavelength (nm) 1.5 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 -0.5 250 300 350 400 450 250 500 300 3.0 350 400 450 500 Wavelength (nm) Wavelength (nm) (e) Abs (a.u) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 250 300 350 400 450 500 Wavelength (nm) Hình 8: Phổ UV-Vis theo thời gian phản ứng phân hủy 4-Nitrophenol hàm lượng xúc tác khác nhau: (a) 5μl; (b) 10μl; (c) 15μl; (d) 30μl; (e) 60μl 26 1.5 y = 0.01308x - 0.3415 ln(Ao/A) Abs (a.u) 2.0 1.0 0.5 0.0 250 300 350 400 450 500 50 100 150 200 250 300 Time (Sec) Wavelength (nm) Hình 9: Phổ UV-Vis đánh giá khả xúc tác phản ứng phân hủy 4Nitrophenol hàm lượng xúc tác 15μl Hình cho thấy 4-Nitrophenol tác dụng với NaBH4 tạo Natri 4-Nitrophelat có đỉnh hấp thụ bước sóng 400nm Sau cho xúc tác vào, đỉnh hấp thụ giảm dần theo thời gian với tạo thành sản phẩm 4-Aminophenol có đỉnh hấp thụ bước sóng 300nm Kết khảo sát cho thấy hàm lượng chất xúc tác tăng thời gian xúc tác nhanh Cụ thể, hàm lượng xúc tác tăng từ 5μl đến 60μl thời gian phản ứng giảm từ 14 phút phút Đánh giá tốc độ xúc tác thơng qua phương trình động học sau: A ln( 𝑜) = kt At Với:  Ao At độ hấp thụ 4-NP thời điểm ban đầu (t = 0) thời điểm t  t thời gian phản ứng  k số tốc độ phản ứng Hình cho thấy hàm lượng xúc tác AgPd (tỉ lệ 1:4) 15μL phân hủy hoàn toàn 4-NP thành 4-AP vòng phút với số tốc độ k = 1,3.10-2 (s-1) Trong năm gần đây, số nhà nghiên cứu công bố kết sử dụng vật liệu xúc tác nano hợp kim AgPd để phân hủy 4-Nitrophenol Chúng lập bảng so sánh nhận thấy hoạt tính xúc tác vật liệu xúc tác AgPd (tỉ lệ 1:4) có hiệu đáng kể 27 Bảng 2: Bảng so sánh hiệu xúc tác vật liệu xúc tác AgPd tổng hợp phương pháp khác cho phản ứng phân hủy 4-Nitrophenol Hàm lượng Xúc tác Thời gian Hằng số tốc độ Tài liệu phản ứng (S-1) tham khảo AgPd/PVPDEG 16,4mg 15 phút 2,9.10-3 [35] AgPd/rGO 0.05mg phút 3,65.10-2 [36] AgPd 0.007μg phút 1,3.10-2 This work (Tỉ lệ Ag:Pd =1:4) Ở hàm lượng xúc tác 60μl, thời gian phân hủy 4-NP khoảng phút, nhanh so với hàm lượng khác, phù hợp để khảo sát độ bền độ lặp lại theo thời gian 3.2.4 Ảnh hưởng hàm lượng chất khử Khảo sát khả xúc tác cho phản ứng phân hủy 4-Nitrophenol vật liệu nano hợp kim AgPd tỉ lệ 1:4 hàm lượng chất khử NaBH4 khác (tỉ lệ NaBH4 với 4Nitrophenol) là: 100; 400; 700; 1000 3.0 Abs (a.u) 2.5 (a) 2.0 2.5 15 2.0 1.5 1.0 Abs (a.u) 3.0 0.5 (b) min 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0 -0.5 -0.5 250 300 350 400 450 250 500 300 350 400 450 Wavelength (nm) Wavelength (nm) 28 500 3.0 3.0 (c) (d) 2.5 2.0 Abs (a.u) Abs (a.u) 2.5 1.5 1.0 2.0 1.5 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 -0.5 250 300 350 400 450 250 500 300 350 400 450 500 Wavelength (nm) Wavelength (nm) Hình 10: Phổ UV-Vis theo thời gian phản ứng phân hủy 4-Nitrophenol tỉ lệ NaBH4 4-Nitrophenol khác nhau: (a) 100; (b) 400; (c) 700; (d) 1000 Kết khảo sát hình 10 cho thấy ảnh hưởng hàm lượng NaBH4 so với khả xúc tác vật liệu rõ rệt Tỉ lệ NaBH4 4-Nitrophenol tăng thời gian xúc tác nhanh Ở tỉ lệ 700 tỉ lệ 1000 thời gian chuyển đổi 4-Nitrophenol thành 4-Aminophenol khơng có khác biệt nhiều, lựa chọn tỉ lệ 700 cho khảo sát nhằm hạn chế sử dụng lượng chất khử NaBH4 3.2.5 Kết khảo sát độ bền xúc tác Tiến hành khảo sát độ bền vật liệu nano hợp kim AgPd tỉ lệ 1:4 việc khảo sát hoạt tính xúc tác mẫu sau ngày, tuần, tuần Hàm lượng xúc tác dùng để thực 60μl Abs (a.u) 2.5 3.0 (a) 2.5 Abs (a.u) 3.0 2.0 1.5 2.0 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 300 350 400 450 1.5 1.0 250 250 500 (b) 300 350 400 450 Wavelength (nm) Wavelength (nm) 29 500 3.0 Abs (a.u) (c) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 250 300 350 400 450 500 Wavelength (nm) Hình 11: Phổ UV-Vis theo thời gian khảo sát độ bền hoạt tính xúc tác vật liệu nano hợp kim AgPd tỉ lệ 1:4 sau ngày, tuần, tuần: (a) ngày; (b) tuần; (c) tuần Kết khảo sát hình 11 cho thấy vật liệu xúc tác AgPd tỉ lệ 1:4 có hoạt tính xúc tác tốt bền theo thời gian Khả phân hủy 4-Nitrophenol vật liệu sau ngày phút sau tuần phút, khơng có thay đổi đáng kể 3.2.6 Kết khảo sát độ lặp lại xúc tác Khảo sát độ lặp lại xúc tác vật liệu nano hợp kim AgPd tỉ lệ 1:4 cách khảo sát xúc tác phân hủy 4-Nitrophenol 10 lần Hàm lượng xúc tác sử dụng 60μl 120 6.0 H %H 5.5 80 5.0 60 4.5 40 4.0 20 3.5 0 Time (Minute) 100 98.25 97.79 98.67 98.25 98 97.97 97.76 97.44 97.2 100 3.0 10 11 Cycles Hình 12: Độ lặp lại vật liệu xúc tác AgPd tỉ lệ 1:4 cho phản ứng phân hủy 4Nitrophenol 30 Hình 12 thể hiệu độ lặp lại xúc tác vật liệu nano hợp kim AgPd tỉ lệ 1:4 Kết cho thấy sau 10 lần tái sử dụng, vật liệu giữ khả phân hủy 4Nitrophenol tốt, vịng ln đạt hiệu suất gần 100% Thời gian xúc tác vòng nhanh, dao động từ đến phút, thể vật liệu có hiệu xúc tác cao, ổn định, tái sử dụng nhiều lần 3.2.7 Đánh giá khả xúc tác phản ứng phân hủy 4-NP vật liệu xúc tác AgPd/GO Vật liệu AgPd/GO sau tổng hợp khảo sát khả xúc tác cho phản ứng phân hủy 4-NP Sau so sánh khả xúc tác vật liệu AgPd/GO với vật liệu xúc tác AgPd tỉ lệ 1:4 Hình 13: Vật liệu AgPd/GO sau tổng hợp  Khảo sát độ bền vật liệu AgPd/GO cách khảo sát hoạt tính xúc tác sau ngày, tuần, tuần Hàm lượng xúc tác dùng để thực 60μl Abs (a.u) 2.5 3.0 (a) 2.5 2.0 Abs (a.u) 3.0 1.5 1.0 (b) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 250 300 350 400 450 500 250 Wavelength (nm) 300 350 400 450 Wavelength (nm) 31 500 3.0 Abs (a.u) 2.5 (c) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 250 300 350 400 450 500 Wavelength (nm) Hình 14: Phổ UV-Vis theo thời gian thể độ bền vật liệu AgPd/GO sau ngày, tuần, tuần: (a) ngày; (b) tuần; (c) tuần Kết khảo sát 14 cho thấy vật liệu AgPd/GO có hoạt tính xúc tác tốt, bền theo thời gian Khả phân hủy 4-Nitrophenol vật liệu sau ngày phút sau tuần phút, thay đổi đáng kể So sánh độ bền sau ngày, tuần, tuần vật liệu AgPd/GO với vật liệu xúc tác AgPd tỉ lệ 1:4 cho phản ứng phân huỷ 4-Nitrophenol thấy rằng, hai vật liệu có hoạt tính xúc tác tốt độ bền theo thời gian tương tự Bảng 3: Bảng so sánh độ bền vật liệu AgPd/GO với vật liệu AgPd tỉ lệ 1:4 sau ngày, tuần, tuần Vật liệu AgPd/GO AgPd tỉ lệ 1:4 ngày phút phút tuần phút phút tuần phút phút Độ bền  Khảo sát độ lặp lại xúc tác vật liệu AgPd/GO cách khảo sát hoạt tính xúc tác phân hủy 4-Nitrophenol 10 lần Hàm lượng xúc tác sử dụng 60μl 32 120 10 H 98 97.79 98.04 98.53 80 H% 60 40 20 Time (Minute) 100 98.11 97.51 97.97 98.39 98.39 100 0 10 11 Cycles Hình 15: Độ lặp lại vật liệu AgPd/GO cho phản ứng phân hủy 4-Nitrophenol Hình 15 thể hiệu độ lặp lại xúc tác vật liệu AgPd/GO Kết cho thấy sau 10 lần tái sử dụng, vật liệu giữ khả phân hủy 4-NP thành 4-AP tốt, vịng ln đạt hiệu suất gần 100% Thời gian xúc tác vòng dao động từ đến phút, thể vật liệu có hiệu xúc tác cao, tái sử dụng nhiều lần So sánh với vật liệu AgPd tỉ lệ 1:4 thấy vật liệu AgPd tỉ lệ 1:4 tái sử dụng tốt so với vật liệu AgPd/GO thời gian xúc tác vịng dao động từ đến phút 33 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong luận văn tốt nghiệp “Tổng hợp vật liệu nano kim loại Pd khảo sát ứng dụng xúc tác phân hủy 4-Nitrophenol” này, đạt số kết cụ thể:  Tổng hợp thành công vật liệu xúc tác AgPd tỉ lệ 1:4 phương pháp khử hóa học Kết chụp ảnh FE-SEM, phân tích EDX đo điện ZETA cho thấy vật liệu xúc tác AgPd tạo thành có cấu trúc hợp kim, hạt phân bố đồng đều, không bị tụ hợp thành đám  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu xúc tác bao gồm ảnh hưởng tỉ lệ Ag:Pd; ảnh hưởng hàm lượng Chitosan, xúc tác, chất khử NaBH4; đo độ bền độ lặp lại Kết cho thấy vật liệu AgPd tỉ lệ 1:4 với hàm lượng Chitosan 0.2mg/ml có hoạt tính xúc tác tốt, phân hủy hồn tồn 4-NP vịng 4-5 phút, tái sử dụng nhiều lần, độ bền cao  Mở rộng nghiên cứu việc tích hợp hạt hợp kim AgPd lên mang GO, so sánh hiệu xúc tác với vật liệu nano hợp kim AgPd (tỉ lệ 1:4) thấy vật liệu AgPd/GO mang lại hiệu tương đương Kết thu luận văn tạo tiền đề cho nghiên cứu mở rộng tương lai như: Phát triển chất xúc tác AgPd vào nhiều phản ứng phân hủy khác; tổng hợp nhiều loại hợp kim có hoạt tính xúc tác tốt nhằm giảm thiểu việc sử dụng kim loại quý hiếm; kết hợp chất làm bền khác vào chất xúc tác AgPd nhằm gia tăng độ bền gia tăng hoạt tính xúc tác 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] R Gupta, "Application of “Nano” Nutraceuticals in Medicine," in Nutraceuticals: Efficacy, Safety and Toxicity, ed USA: Academic Press, 2016, pp 189-192 F Trotta and A Mele, "Nanomaterials: Classification and Properties," in Nanosponges: Synthesis and Applications, ed Italy, 2019, pp 1-26 J F B Rodrigues, E P S Junior, K S Oliveira, M R R Wellen, S S Simões, and M V L Fook, "Multivariate Model Based on UV-Vis Spectroscopy and Regression in Partial Least Squares for Determination of Diameter and Polydispersity of Silver Nanoparticles in Colloidal Suspensions," Journal of Nanomaterials, vol 2020, pp 1-10, 2020 J S Murday, "The Coming Revolution: Science and technology of Nanoscale structure," The AMPTIAC Newsletter, vol 6, pp 5-12, 2002 K J Klabunde, J Stark, O Koper, C Mohs, D G Park, S Decker, et al., "Nanocrystals as Stoichiometric Reagents with Unique Surface Chemistry," The Journal of Physical Chemistry, vol 100, pp 12142-12153, 1996 S Nair, A K., J Joseph, S Babu, V K Shinoj, S Remillard, et al., "Influence of p-n junction mechanism and alumina overlayer on the photocatalytic performance of TiO2 nanotubes," Nanotechnology, vol 31, pp 275-403, 2020 T T Ha, "Hien tuong cong huong plasmon be mat cua cac hat nano kim loai," Thac Si, Quang học, Truong Dai hoc Khoa hoc Tu nhien, Ha Noi, 2011 (2020) NHUNG UNG DUNG CONG NGHE NANO TRONG CUOC SONG Available: https://tietkiemtiendien.com/kien-thuc-co-ban/nhung-ung-dungcong-nghe-nano-trong-cuoc-song/ K.-H Huynh, X.-H Pham, J Kim, S H Lee, H Chang, W.-Y Rho, et al., "Synthesis, Properties, and Biological Applications of Metallic Alloy Nanoparticles," International Journal of Molecular Sciences, vol 21, pp 51-74, 2020 S Mohammadi, N H Jazani, M Kouhkan, and L A Babaganjeh, "Antibacterial effects of microbial synthesized silver-copper nanoalloys on Escherichia coli, Burkholderia cepacia, Listeria monocytogenes and Brucella abortus," Iranian Journal of Microbiology, vol 10, pp 171-179, 2018 N Baig, I Kammakakam, and W Falath, "Nanomaterials: a review of synthesis methods, properties, recent progress, and challenges," Advanced Materials, vol 2, pp 1821-1871, 2021 K Loza, M Heggen, and M Epple, "Synthesis, Structure, Properties, and Applications of Bimetallic Nanoparticles of Noble Metals," Advanced Functional Materials, vol 30, 2020 Wikipedia Paladi Available: https://vi.wikipedia.org/wiki/Paladi G Maduraiveeran and W Jin, "Functional nanomaterial-derived electrochemical sensor and biosensor platforms for biomedical applications," in Handbook of Nanomaterials in Analytical Chemistry, C M Hussain, Ed., ed, 2020, pp 297-327 S.JafarHoseini, M Bahrami, Z Fard, S F H Fard, M Roushani, B H Agahi, et al., "Designing of some platinum or palladium-based nanoalloys as effective 35 [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] electrocatalysts for methanol oxidation reaction," International Journal of Hydrogen Energy, vol 43, pp 15095-15111, 2018 R N Dhital, K Nomura, Y Sato, S Haesuwannakij, M Ehara, and H Sakurai, "Pt-Pd Nanoalloy for the Unprecedented Activation of Carbon-Fluorine Bond at Low Temperature," CSJ Journals, vol 93, pp 1180-1185, 2020 N H Hải, "Hạt nano kim loại (Metallic nanoparticles)," in VUSTA, Hà Nội, 2007 R Ferrando, Structure and Properties of Nanoalloys vol 10 Amsterdam: Elsevier, 2016 X Fan, L H Yahia, and E Sacher, "Antimicrobial Properties of the Ag, Cu Nanoparticle System," Biology (Basel), vol 10, p 137, 2021 C Bianchini and P K Shen, "Palladium-Based Electrocatalysts for Alcohol Oxidation in Half Cells and in Direct Alcohol Fuel Cells," ACS Publications, vol 109, pp 4183–4206, 2009 B D Adams and A Chen, "The role of palladium in a hydrogen economy," Materialstoday, vol 14, pp 282-289, 2011 B S Sivamaruthi, V S Ramkumar, G Archunan, C Chaiyasut, and N Suganthy, "Biogenic synthesis of silver palladium bimetallic nanoparticles from fruit extract of Terminalia chebula – In vitro evaluation of anticancer and antimicrobial activity," Journal of Drug Delivery Science and Technology, vol 51, pp 139-151, 2019 P N.Sudha, K Sangeetha, K Vijayalakshmi, and A Barhoum, "Nanomaterials history, classification, unique properties, production and market," in Emerging Applications of Nanoparticles and Architecture Nanostructures, A S H Makhlouf and A Barhoum, Eds., ed: Elsevier, 2018, pp 341-384 R Yousefi and M Cheraghizade, "Semiconductor/Graphene Nanocomposites: Synthesis, Characterization, and Applications," in Applications of Nanomaterials, ed: Woodhead Publishing, 2018, pp 23-43 S Mehmood, N K Janju, F Saira, and H Fennir, "AuCu@Pt Nanoalloys for Catalytic Application in Reduction of 4-Nitrophenol," Journal of Spectroscopy, vol 2016, p 8, 2016 Wikipedia 4-Nitrophenol Available: https://en.wikipedia.org/wiki/4Nitrophenol J Michałowicz and W Duda, "Phenols – Sources and Toxicity," Polish Journal of Environmental Studies, vol 16, pp 347-362, 2007 S Bae, S Gim, H Kim, and K Hanna, "Effect of NaBH4 on properties of nanoscale zero-valent iron and its catalytic activity for reduction of pnitrophenol," Applied Catalysis B: Environmental, vol 182, pp 541-549, 2016 P Dhorabe, D Lataye, and R S Ingole, "Removal of 4-nitrophenol from aqueous solution by adsorption onto activated carbon prepared from Acacia Glauca saw dust," Water Science & Technology vol 73, pp 955-966, 2015 T Zhao, X Zhu, Y Huang, and Z Wang, "One-step hydrothermal synthesis of a ternary heterojunction g-C3N4/Bi2S3/In2S3 photocatalyst and its enhanced photocatalytic performance," RSC Advances, vol 11, pp 9788-9796, 2021 (2019) Gioi thieu ve kinh hien vi đien tu quet (SEM) 36 [32] [33] [34] [35] [36] "Energy dispersive X-ray spectroscopy," in Fiber-Reinforced Nanocomposites: Fundamentals and Applications vol 2, S S Baoguo Han, Tuan Nguyen, Li Longbiao, K Subrahmanya Bhat, Ed., ed Elsevier, 2020, pp 515-546 "Stability Studies on Nanomaterials Used in Drugs," in Characterization and Biology of Nanomaterials for Drug Delivery vol 15, S R Shyam Mohapatra, Nandita Dasgupta, Raghvendra Mishra, Sabu Thomas, Ed., ed Elsevier, 201, pp 425-444 A D Kumar, Chandra Kumar, "Methods for characterization of nanoparticles," Advances in Nanomedicine for the Delivery of Therapeutic Nucleic Acids, pp 43-58, 2017 J.A Adekoya, E.O Dare, M.A Mesubi, Adeola A Nejo, H.C Swart, and N Revaprasadu, "Synthesis of polyol based Ag/Pd nanocomposites for applications in catalysis," Results in Physics, vol 4, pp 12-19, 2014 Xiao-Yan Zhu, Zhi-Suo Lv, Jiu-Ju Feng, Pei-Xin Yuan, Lu Zhang, Jian-Rong Chen, et al., "Controlled fabrication of well-dispersed AgPd nanoclusters supported on reduced graphene oxide with highly enhanced catalytic properties towards 4-nitrophenol reduction," Journal of Colloid and Interface Science, vol 516, pp 355–363, 2018 37 S K L 0