Nghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferrite/Graphene Oxide dạng khử và ứng dụng

Nghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụngNghiên cứu tổng hợp vật liệu Composite ferriteGraphene Oxide dạng khử và ứng dụng

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN QUANG MẪN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOSITE FERRITE/GRAPHENE OXIDE DẠNG KHỬ VÀ ỨNG DỤNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC HUẾ, 2024 ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN QUANG MẪN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOSITE FERRITE/GRAPHENE OXIDE DẠNG KHỬ VÀ ỨNG DỤNG Ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý Mã số: 944.01.19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: 1 GS.TS Đinh Quang Khiếu 2 PGS.TS Nguyễn Thị Vương Hoàn HUẾ, 2024 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của GS TS Đinh Quang Khiếu và PGS.TS Nguyễn Thị Vương Hoàn Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận án là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa từng được công bố trong bất cứ một công trình nào khác Tác giả luận án Nguyễn Quang Mẫn i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến Thầy GS.TS Đinh Quang Khiếu và Cô PGS.TS Nguyễn Thị Vương Hoàn đã tận tâm hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và những kinh nghiệm cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ dạy nhiệt tình của PGS.TS Nguyễn Hải Phong, Bộ môn Hóa phân tích, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế Tôi xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô Bộ môn Hóa lý, Quý Thầy Cô Khoa Hóa học, các anh chị em nghiên cứu sinh, các học viên cao học và các em sinh viên Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập, nghiên cứu và bảo vệ luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa Cơ bản và các đồng nghiệp Bộ môn Hóa học – Lý sinh, Khoa Cơ bản, Trường Đại học Y – Dược, Đại học Huế đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất đến những người thân trong gia đình, bạn bè đã luôn quan tâm, khích lệ và động viên tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu Thành phố Huế, ngày tháng năm 2024 Tác giả luận án Nguyễn Quang Mẫn ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt AA Ascorbic acid Ascorbic acid AC Acetaminophen Paracetamol ASV Anodic Stripping Voltammetry Volt-ampere hòa tan anode Phương pháp Brunauer- BET Brunauer-Emmett-Teller Emmett-Teller Dung dịch đệm Britton- BRS Britton-Robinson buffer Solution Robinson CB Clenbuterol CF Clenbuterol COD Caffeine Caffeine CV Nhu cầu oxy hóa học DP- Chemical Oxygen Demand ASV Cyclic Voltammetry Volt-ampere vòng DPV Differential Pulse-Anodic Volt-ampere hòa tan anode Eg Stripping Voltammetry xung vi phân EDX Differential Pulse Voltammetry Volt-ampere xung vi phân Energy of band gap FN Năng lượng vùng cấm Energy-Dispersive X-ray FTIR Spectroscopy Phổ tán xạ năng lượng tia X Ferrite nickel GCE Nickel ferrite GO Fourier Transform Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier HPLC Glassy Carbon Electrode Điện cực carbon thủy tinh LC-MS Graphene oxide Graphene oxide High Peformance Liquid Sắc ký lỏng hiệu năng cao Chromatography Sắc ký lỏng ghép nối khối phổ Liquid Chromatography-Mass Spectrometry iii LOD Limit of Detection Giới hạn phát hiện rGO Reduced Graphene Oxide Graphene oxide dạng khử RhB SEM Rhodamine B Rhodamine B UA Scanning Electron Microscopy Hiển vi điện tử quét UV-Vis DRS Uric acid Uric Acid VSM UV-Visible Diffuse Reflectance Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại XPS XRD Spectroscopy khả kiến XT Vibrating Sample Magnetometer Từ kế mẫu rung X-ray Photoelectron Spectroscopy Phổ quang điện tử tia X Nhiễu xạ tia X X-Ray Diffraction Xanthine Xanthine iv MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, KÝ HIỆU iii MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ xii MỞ ĐẦU 1 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1.VẬT LIỆU COMPOSITE FERRITE/GRAPHENE OXIDE DẠNG KHỬ VÀ ỨNG DỤNG TRONG CẢM BIẾN ĐIỆN HÓA 5 1.1.1 Graphene oxide dạng khử 5 1.1.2 Ferrite spinel, composite của ferrite spinel và ứng dụng cảm biến điện hóa .18 1.2.VẬT LIỆU COMPOSITE FERRITE/GRAPHENE VÀ GRAPHENE PHA TẠP VÀ ỨNG DỤNG TRONG XÚC TÁC QUANG HÓA PHÂN HỦY THUỐC NHUỘM TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC 29 1.2.1 Graphene và graphene pha tạp 29 1.2.2 Ứng dụng xúc tác quang của vật liệu composite ferrite/graphene và graphene pha tạp 32 1.3.GIỚI THIỆU CLENBUTEROL, URIC ACID, XANTHINE, CAFFEINE VÀ RHODAMINE B .38 1.3.1 Clenbuterol 38 1.3.2 Uric acid, xanthine và caffeine 39 1.3.3 Rhodamine B .40 Ch ương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 42 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42 2.2.1 Các phương pháp đặc trưng vật liệu 42 2.2.2 Phương pháp volt-ampere hòa tan (SV) 49 2.2.3 Phương pháp sắc ký lỏng ghép nối khối phổ (LC-MS) .50 v 2.3 THỰC NGHIỆM 52 2.3.1 Hóa chất .52 2.3.2 Tổng hợp vật liệu composite nickel ferrite/graphene oxide dạng khử và biến tính lên điện cực GCE để xác định CB 53 2.3.3 Tổng hợp vật liệu composite nickel ferrite/graphene oxide dạng khử và biến tính lên điện cực GCE để xác định đồng thời UA, XT và CF .58 2.3.4 Tổng hợp vật liệu composite nickel ferrite/graphene oxide pha tạp đồng thời nitơ và lưu huỳnh và ứng dụng xúc tác quang hóa phân hủy RhB .61 Ch ương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63 3.1.NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOSITE NICKEL FERRITE/GRAPHENE OXIDE DẠNG KHỬ VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH ĐIỆN HÓA XÁC ĐỊNH CLENBUTEROL 63 3.1.1 Tổng hợp vật liệu composite FN/rGO 63 3.1.2 Xác định clenbuterol bằng phương pháp volt-ampere với kỹ thuật xung vi phân sử dụng điện cực biến tính FN/rGO 72 3.2.NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOSITE NICKEL FERRITE/GRAPHENE OXIDE DẠNG KHỬ VÀ ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH ĐIỆN HÓA XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI URIC ACID, XANTHINE VÀ CAFFEINE 80 3.2.1 Tổng hợp vật liệu composite FN/rGO ở các nhiệt độ thủy nhiệt khác nhau .80 3.2.2 Xác định đồng thời uric acid, xanthine và caffeine bằng phương pháp volt- ampere với kỹ thuật xung vi phân sử dụng điện cực biến tính FN/rGO .86 3.3.NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU COMPOSITE NICKEL FERRITE/GRAPHENE OXIDE PHA TẠP ĐỒNG THỜI NITƠ VÀ LƯU HUỲNH VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT XÚC TÁC QUANG HÓA PHÂN HỦY RHODAMINE B 98 3.3.1 Tổng hợp vật liệu composite FN/(N,S)GO 98 3.3.2 Ứng dụng FN/(N,S)GO làm chất xúc tác quang hóa phân hủy rhodamine B 106 KẾT LUẬN 114 DA NH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN .116 vi TÀI LIỆU THAM KHẢO 117 PHỤ LỤC vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Các cảm biến điện hóa dựa trên graphene chức năng hóa 12 Bảng 1.2 Các cảm biến điện hóa dựa trên composite graphene-oxide kim loại 17 Bảng 1.3 Ưu điểm và nhược điểm chính của các phương pháp tổng hợp ferrite 21 Bảng 1.4 Các cảm biến điện hóa dựa trên vật liệu nickel ferrite 23 Bảng 1.5 So sánh hiệu quả phân hủy thuốc nhuộm bằng quá trình quang xúc tác của các composite ferrite spinel/graphene so với ferrite spinel .36 Bảng 2.1 Các loại hóa chất chính sử dụng trong thực nghiệm .52 Bảng 2.2 Khối lượng và thể tích của các thành phần riêng rẽ trong hỗn hợp ban đầu 56 Bảng 3.1 Thành phần và kích thước hạt của các mẫu FN/rGO 65 Bảng 3.2 Tính chất kết cấu của các vật liệu 66 Bảng 3.3 So sánh điện cực đề xuất với các điện cực điện hóa đã công bố 77 Bảng 3.4 Nồng độ và độ thu hồi CB trong các mẫu nước tiểu xác định bằng phương pháp DPV đề xuất và LC-MS/MS .79 Bảng 3.5 Tính chất kết cấu của các mẫu vật liệu thu được 84 Bảng 3.6 So sánh LOD của cảm biến đề xuất với các công bố trước đó 94 Bảng 3.7 Nồng độ và độ thu hồi UA, XT và CF của phương pháp đề xuất 97 Bảng 3.8 Tính chất kết cấu của các vật liệu tổng hợp 105 Bảng 3.9 So sánh hằng số tốc độ và hiệu quả phân hủy RhB với các công bố trước đó 108 viii