Slide báo cáo đề tài: VẬT LIỆU GRAPHEN OXIT BIẾN TÍNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

Tổng hợp vật liệu TiO2 graphen oxit biến tính dạng khử Có hoạt tính xúc tác quang cao trong ánh sáng khả kiến Phản ứng phân hủy methylene xanh (MB) Có nhiều phương pháp biến tính GO nhưng chúng tôi chọn lựa tác nhân biến tính vừa hỗ trợ khả năng phân tán trong dung môi vừa không tạo liên kết với các nhóm chức trên bề mặt GO.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN ………… ………… BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN VẬT LIỆU GRAPHEN OXIT BIẾN TÍNH: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG Mã Số: s2016.391.85 Nhóm sinh viên thực hiện: Phạm Thị Lệ Trâm Ngô Văn Ngọc Lê Xuân Hải Người hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Thị Vương Hoàn NỘI DUNG BÁO CÁO Mở đầu Lý chọn đề tài Giới thiệu graphen Hạn chế tái kết hợp Không độc hại, bền, rẻ Tái tạo electron quang sinh TiO2 – GO Mở rộng vùng tổng hợp hoạt động TiO2 Hoạt tính thể vùng ánh sáng tử ngoại quang Khó phân tách sau hấp phụ Chúng em chọn đề tài: VẬT LIỆU GRAPHEN OXIT BIẾN TÍNH: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG vật liệu TiO2/ granphen oxit biến tính dạng khử Vật liệu graphen oxit methylene xanh (MB) graphen oxit biến tính Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phuo Phương pháp thực nghiệm • • Tổng hợp GO • biến tính dạng khử Biến tính GO • Tổng hợp TiO2/graphen oxit Đánh giá hoạt tính • Đặc trưng vật liệu xúc tác Tổng hợp vật liệu xúc tác Nội dung nghiên cứu Khảo sát khả xúc Đặc trưng vật liệu tác quang vật liệu phản ứng phân hủy MB 3.1 Đặc trưng vật liệu 3.1.1 Graphen oxit graphen oxit biến tính 3000 2500 Graphit 2000 1500 1000 500 10 20 30 40 50 (a) (b) (c) (d) 10 15 20 25 30 Hình 3.1 Giản đồ XRD graphit (hình nhỏ phía góc phải); GO-S0.0625 (a), GO-S0.125 (b), GO-S0.1875 (c) GO-S0,25(d) o pic đặc trưng graphit 2θ 26,3 thay vào xuất pic góc 2θ nhỏ hình a, b, c, d (chuyển góc 2θ gần 11°, đặc trưng cho GO) 3.1 Đặc trưng vật liệu 3.1.1 Graphen oxit graphen oxit biến tính   Nguyên tố Graphit GO – S % % % mol nguyên tử % mol nguyên tử C 90,97 7,58 10,42 0,87 O 7,86 0,49 39,48 2,47 S -   6,45 0,20 Si -   21,91 0,78 Na -   21,73 0,94 Các nguyên tố khác 1,17 0,01   Bảng 3.1 Hàm lượng nguyên tố graphit GO-S   3.1 Đặc trưng vật liệu 3.1.1 Graphen oxit graphen oxit biến tính Hình 3.2 Phổ hồng ngoại GO-S (a), rSGO-S (b), SGO-S (c) Mẫu GO-S pic đặc trưng nhóm chức chứa oxi bước sóng 3343 cm 1717 cm -1 1628 cm -1 -1 (dao động nhóm –OH), (dao động -C=O ), 1101 cm - (dao động C-O) Mẫu graphen oxit biến tính, SGO-S (c) xuất pic đặc trưng nhóm -SO 3H O=S=O 1179 cm -1 -1 liên kết C-S 642,3 cm Mẫu rSGO-S (b), pic đặc trưng nhóm chức chứa oxi bước sóng 3343 cm 1717 cm -1 1628 cm -1 -1 (dao động nhóm –OH), (dao động -C=O ), 1101 cm (dao động C-O) giảm rõ rệt - 3.1 Đặc trưng vật liệu 3.1.1 Graphen oxit graphen oxit biến tính Hình 3.3 Ảnh HR-TEM GO-S (a) rSGO-S (b) Hình thái học mẫu SGO-S rSGO-S xác định kỹ thuật HR-TEM 3.1 Đặc trưng vật liệu 3.1.2 Vật liệu tổ hợp TiO2/ rSGO-S o o Các pic góc 2theta 25,5 ; 37 ; o o o 54 ; 56,5 ; 62,5 tương ứng mặt (101), (004), (105), (211), (204) Điều chứng tỏ có hình thành TiO2 vật liệu Bên cạnh có xuất pha rutile (theo thẻ chuẩn JCPDS 65-0190) o o góc 2theta 27,5 ; 41,2 ứng với mặt (110), (111) Hình 3.4 Giản đồ nhiễu xạ tia X TiO2 (a) vàTiO2/ rSGO-S (b) 3.1 Đặc trưng vật liệu 3.1.2 Vật liệu tổ hợp TiO2/ rSGO-S Nguyên tố % khối lượng % nguyên tử C 0,14 0,31 O 39,11 55,59 Ti 60,49 33,88 S 0,24 10,26 Na số nguyên tố khác 0,02 0,06 Bảng 3.2 Hàm lượng nguyên tố mẫu TiO / rSGO-S Thành phần hàm lượng nguyên tố mẫu GO-S TiO2/rSGO-S có khác biệt Lượng C mẫu giảm đáng kể từ 10,42% GO-S xuống 0,31% (TiO2/rSGO-S) lượng oxi mẫu lại tăng khác cao, từ 39,48% tăng lên 65,59% 3.1 Đặc trưng vật liệu 3.1.2 Vật liệu tổ hợp TiO2/ rSGO-S Hình 3.5 Ảnh SEM TiO2/rSGO-S Ảnh SEM TiO2/rSGO-S đặc trưng kiểu lớp vật liệu Các khối có xu hướng xếp lại gần Ngoài thấy hạt TiO2 phân bố đặn bề mặt SGO-S 3.1 Đặc trưng vật liệu 3.1.2 Vật liệu tổ hợp TiO2/ rSGO-S Hình 3.6 Ảnh TEM rSGO-S (a) TiO 2/rSGO-S (b) Khi quan sát ảnh TEM vật liệu TiO2/rSGO-S, hình 3.6 (b) thấy rõ phân tán đặn hạt nano TiO2 graphen oxit biến tính dạng khử, rSGO-S (a) mỏng suốt 3.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác phản ứng phân hủy MB Hình 3.7 Phổ UV- Vis MB Hình 3.8 Đường chuẩn xanh metylen (MB) 3.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác phản ứng phân hủy MB 3.2.4 Đánh giá hoạt tính quang xúc tác phản ứng phân hủy MB 3.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác phản ứng phân hủy MB Khi so sánh hoạt tính xúc tác quang mẫu SGO-S, TiO2, TiO2/rSGO-S, ta nhận thấy mẫu TiO2/rSGO-S có hoạt tính xúc tác tốt cao SGO-S, TiO2 Sau 300 phút phản ứng, với vật liệu TiO2/rSGO-S, nồng độ MB giảm 26,8%, tiếp đến SGO-S, 22, 1% cuối TiO2, 20,6% Hình 3.8 Đồ thị phân hủy MB (C/C0) theo thời gian SGO-S, TiO TiO2/rSGO-S 3.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác phản ứng phân hủy MB Với mẫu TiO2/rSGO-S (0,015), sau 300 phút phản ứng nồng độ MB giảm 26,8%, giảm nồng độ MB tăng lên tăng SGO-S, mẫu TiO2/rSGO-S (0,05) giảm 33,2% Nhưng tiếp tục tăng SGO-S hoạt tính xúc tác quang vật liệu tổ hợp TiO2 với SGO-S lại giảm, mẫu TiO2/rSGO-S (0,1) nồng độ MB giảm 14,7% Hình 3.8 Đồ thị phân hủy MB (C/C0) theo thời gian TiO2/rSGO-S (0,1), TiO2/rSGO-S (0,05) TiO2/rSGO-S (0,015) KẾT LUẬN Đã tổng hợp thành công GO phương pháp hóa học từ graphit theo phương pháp Hummers biến tính có sử dụng chất hoạt động bề mặt SDS Biến tính thành công GO muối diazonium axit sulfanilic Vật liệu sau biến tính cấu trúc lớp GO với có mặt nhiều nhóm chức chứa oxi hoạt động có mặt chất biến tính Tổng hợp chất xúc tác tổ hợp TiO2 với SGO-S phương pháp thủy nhiệt với lượng SGO-S thay đổi khoảng từ 0,015 – 0,1 gam Trong chất xúc tác tổ hợp TiO 2/ rSGO-S, TiO2 có thành phần tinh thể kích thước hạt xác định, khoảng 20-25 nm Chúng phân tán đồng bề mặt SGO-S KẾT LUẬN Đánh giá hoạt tính xúc tác quang vật liệu tổ hợp TiO 2/ rSGO-S phản ứng phân hủy MB ánh sáng khả kiến Kết nghiên cứu cho thấy, vật liệu TiO 2/ rSGO-S thể khả quang xúc tác cao lượng SGO-S tổ hợp tăng từ 0,015 – 0,05 gam Sự có mặt SGO-S làm giảm nằn lượng vùng cấm, mở rộng khả hấp thụ ánh sáng sang vùng ánh sáng khả kiến   CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ ĐÃ LẮNG NGHE ... chọn đề tài: VẬT LIỆU GRAPHEN OXIT BIẾN TÍNH: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG vật liệu TiO2/ granphen oxit biến tính dạng khử Vật liệu graphen oxit methylene xanh (MB) graphen. .. graphen oxit biến tính Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phuo Phương pháp thực nghiệm • • Tổng hợp GO • biến tính dạng khử Biến tính GO • Tổng hợp TiO2 /graphen oxit Đánh giá hoạt tính • Đặc trưng vật liệu. .. trưng vật liệu xúc tác Tổng hợp vật liệu xúc tác Nội dung nghiên cứu Khảo sát khả xúc Đặc trưng vật liệu tác quang vật liệu phản ứng phân hủy MB Tổng quan tài Vật liệu liệu graphit Liên kết C-C