Luân án vô cơ

74 427 3
Luân án vô cơ

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Lời cảm ơn! ====**==== Luận văn hoàn thành phòng thí nghiệm Bộ môn Hóa vô Khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc,tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS Nguyễn Văn Hải, người thầy tận tình kèm cặp, giúp đỡ, khích lệ từ ngày đầu đường nghiên cứu khoa học dìu dắt từ bước đến với thành hôm Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban chủ nhiệm khoa Hóa học, thầy cô môn Hóa học Vô cơ, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội quan tâm tạo điều kiện thuận lợi giúp hoàn thành khóa luận Tôi xin gửi lời cảm ơn tới anh chị bạn bè phòng nghiên cứu Hóa Vô cơ, trường Đại học Sư phạm Hà Nội đồng hành suốt thời gian qua Cuối xin cảm ơn gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện cho lúc theo học khóa học Hà Nội, tháng năm 2017 Sinh viên thực Nguyễn Kim Oanh MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân nhóm nguyên tố đất Bảng 1.2 Một số đặc điểm nguyên tố đất Bảng 3.1 Giá trị kích thước trung bình tinh thể tính theo công thức Scherrer Bảng 3.2 Hàm lượng phần trăm nguyên tố mẫu Pr-Bi2Zr2O7 (10%) Bảng 3.3 Hàm lượng phần trăm nguyên tố mẫu Nd-Bi2Zr2O7 (10%) Bảng 3.4 Diện tích bề mặt riêng vật liệu Pr-Bi2Zr2O7 Bảng 3.5 Độ chuyển hóa m-xylen theo thời gian mẫu Bi2Zr2O7 Bảng 3.6 Độ chuyển hóa m-xylen theo thời gian mẫu Pr-Bi2Zr2O7 Bảng 3.7 Độ chuyển hóa m-xylen theo thời gian mẫu Nd-Bi2Zr2O7 DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong năm gần đây, công nghệ nano ngày phát triển hầu hết quốc gia Công nghệ nano công nghệ tiên tiến bậc có nhiều ứng dụng y học, điện tử, may mặc, thực phẩm v.v Trong tương lai, cứu sống bạn khỏi bệnh ung thư, tạo quần áo chống bụi bẩn, chí thay đổi loại đồ ăn Ứng dụng công nghệ nano dường vô hạn Chúng ta thường nghe đến công nghệ nano số dự án nghiên cứu vật liệu, y học v.v Đối với số người khái niệm trừu tượng, nhìn thấy hay cảm thấy tồn Tuy nhiên công nghệ nano góp phần lớn giúp thay đổi mặt khoa học công nghệ nay, ứng dụng rộng rãi từ vật liệu, xây dựng, sản phẩm tiêu dùng đến y tế, điện tử nhiều ứng dụng khác Nhiều sản phẩm công nghệ nano, đặc biệt loại vật liệu nano xuất sử dụng ngày nhiều hầu hết lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, y tế, an ninh quốc phòng bảo vệ môi trường Những nhà khoa học Việt Nam tập trung nghiên cứu ứng dụng vật liệu Nano lĩnh vực khác đời sống đặc biệt ứng dụng bảo vệ môi trường Hiện nay, Việt Nam quốc gia có không khí bị ô nhiễm, đặc biệt thủ đô Hà Nội nồng độ khí CO, NOx, VOC, benzen, xăng dầu trung bình ngày số nút giao thông lớn vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,2 1,5 lần [3] Các nhà khoa học nghiên cứu nhiều phương pháp để giảm thiểu ô nhiễm không khí, đặc biệt hướng dùng chất xúc tác nhắm nâng cao hiệu suất chuyển hóa khí độc hại thành chất độc hại nghiên cứu ứng dụng rộng rãi Chất xúc tác thường dùng trước kim loại quý hợp chất chúng, chất xúc tác có hiệu cao trình xử lí giá thành cao không lợi mặt kinh tế Ngay từ đời vật liệu nano thử nghiệm làm chất xúc tác cho kết bất ngờ Công nghệ nano (tiếng Anh nanotechnology) ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo ứng dụng cấu trúc, thiết bị hệ thống việc điều khiển hình dáng, kích thước quy mô nanomet Công nghệ Nano loại công nghệ sử dụng kỹ thuật phân tử để xử lý yếu tố mang tính chất siêu vi mô Nói cách khác, công nghệ nano coi công nghệ siêu nhỏ Thậm chí, chúng sử dụng với tỷ lệ 1/80.000 so với bề dày sợi tóc Công nghệ nano coi bước ngoặt khoa học kỹ thuật giới Vật liệu nano vật liệu chiều có kích thước nanomet Về trạng thái vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái: rắn, lỏng khí Vật liệu nano tập trung nghiên cứu chủ yếu vật liệu rắn, sau đến vật liệu lỏng khí Vật liệu zircon Bi2Zr2O7 quan tâm đặc biệt chúng có ứng dụng quan trọng đặc biệt ứng dụng làm xúc tác Khi thay nguyên tố Bi có chất khác cho vật liệu có hoạt tính xúc tác khác Người ta thay phần kim loại khác vào vị trí Bi tạo nên cấu trúc kiểu RE-Bi2Zr2O7 (A nguyên tố đất hiếm) Những vật liệu pha tạp thể nhiều tính chất xúc tác đặc thù Việc chế tạo chất xúc tác cho phản ứng xử lí hợp chất hữu dễ bay VOCs (Volatile Organic Compounds) phần nghiên cứu quan trọng ngành xúc tác Những dung môi hữu thải từ công nghiệp hóa chất benzen, toluen, m-xylen… ảnh hưởng không đến môi trường làm việc người Tóm lại, với mong muốn tìm vật liệu zircon có hoạt tính xúc tác cao phản ứng nhằm mục đích xử lí ô nhiễm môi trường khí, đề tài nghiên cứu khóa luận là: “Tổng hợp, xác định cấu trúc thử hoạt tính xúc tác vật liệu nano RE-Bi2Zr2O7 (RE = Pr, Nd)” Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu Khảo sát tổng hợp vật liệu theo phương pháp thủy nhiệt Khi tổng hợp theo phương pháp thủy nhiệt, tiến hành khảo sát thành phần pha tạp khác nhau… Từ tìm thành phần pha tạp tối ưu để tổng hợp vật liệu mong muốn Dùng phương pháp phân tích để nghiên cứu cấu trúc tính chất vật liệu tổng hợp Chọn phương pháp tổng hợp vật liệu làm xúc tác phản ứng oxi hóa m-xylen đạt hiệu suất cao Phương pháp nghiên cứu Tổng hợp vật liệu thực theo phương pháp thủy nhiệt Xác định đặc trưng cấu trúc vật liệu sử dụng phương pháp hóa lí vật lí như: phương pháp nhiễu xạ tia X, hiển vi điện tử quét (SEM), tán xạ lượng tia X , xác định diện tích bề mặt riêng (BET)… Nghiên cứu khả xúc tác tiến hành hệ vi dòng kết nối với hệ sắc kí khí Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu Đề tài nghiên cứu có ý nghĩa xây dựng quy trình tổng hợp vật liệu zircon RE-Bi2Zr2O7 (RE = Pr, Nd) có hoạt tính xúc tác cao vấn đề xử lí chất gây ô nhiễm môi trường Đồng thời đề tài cho thấy phần mối quan hệ cấu trúc vật liệu zircon hoạt tính xúc tác chúng phản ứng oxi hóa chất hữu dễ bay Chương TỔNG QUAN 1.1 Tầm quan trọng việc xử lí khí thải Trong kỉ XXI, nhân loại phải đối mặt với nhiều vấn đề lớn đặc biệt ô nhiễm môi trường Trong ô nhiễm không khí ngày gia tăng vấn đề đáng lo ngại Trong năm gần đây, khu đô thị Việt Nam nguyên nhân ô nhiễm hoạt động giao thông vận tải Sự gia tăng mạnh phương tiện giao thông giới, đặc biệt lượng xe máy xe ô tô làm tăng đáng kể nhu cầu tiêu thụ xăng dầu, tình trang ô nhiễm môi trường không khí trở nên trầm trọng Theo thống kê năm 2009 cục Đăng Kiểm Việt Nam Vụ Khoa học Công nghệ Môi trường, Bộ Giao thông vận tải, số lượng phương tiện giao thông năm tăng đáng kể Đô thị phát triển số lượng phương tiện giao thông vận tải lưu hành đô thị tăng nhanh (Hình 1.1) Đây áp lực lớn môi trường không khí đô thị Hình 1.1 Số lượng ô tô xe máy hoạt động hàng năm Việt Nam Các phương tiện giao thông sử dụng động đốt trong nguồn phát thải chất độc hại CO, xăng dầu (H mCn, VOC), SO2, chì, BTX (Benzen, toluene, xylen) môi trường Hình 1.2 cho thấy tỉ lệ phát thải khí ô nhiễm loại phương tiện khác Xe máy nguồn đóng góp khí CO, HmCn, VOCs Thực tế hàm lượng chất độc hại từ khí thải động đốt thấp, người sử dụng quan tâm tới nguy hiểm trước mắt gây Tuy nhiên phân tích liệu thay đổi thành phần không khí năm gần cho thấy gia tăng đáng ngại chất ô nhiễm Theo Hội thảo Nhiên liệu xe giới Việt Nam, Bộ Giao thông vận tải Chương trình môi trường Mỹ Á, 2004 Hình 1.2 cho thấy tỷ lệ phát thải khí ô nhiễm loại phương tiện khác Xe máy nguồn đóng góp khí CO, H mCn VOCs Trong đó, xe tải lại thải nhiều SO2 NOx Hình 1.2 Tỷ lệ phát thải chất gây ô nhiễm phương tiện giao thông giới đường Việt Nam Theo chương trình Không khí Việt Nam – Thụy Sỹ, 2007 Hà Nội số nghiên cứu cho thấy nồng độ BTX cao dọc hai bên tuyến đường giao thông có giảm khu dân cư nằm xa trục đường lớn (Hình 1.3) Điều chứng tỏ nguồn gốc khí chủ yếu từ phương tiện giao thông Hình 1.3 Nồng độ BTX trung bình khu vực thuộc thành phố Hà Nội (quan trắc thời gian 12/1/2007-5/2/2007) Mặt khác, chất ô nhiễm xylen bị phát thải từ nhà máy sử dụng rộng rãi công nghiệp sản xuất pha chế sơn, tổng hợp nhựa PET (polyetylen terephtalat), sản xuất axit isophtalic, sản xuất mực in, keo dán… Nếu biện pháp hạn chế gia tăng cách kịp thời, hệ tương lai phải đương đầu với môi trường sống khắc nghiệt Bảo vệ môi trường không yêu cầu quốc gia, khu vực mà nhiệm vụ toàn nhân loại Tùy theo điều kiện quốc gia, luật lệ tiêu chuẩn ô nhiễm môi trường áp dụng thời điểm với mức độ khắt khe khác Ô nhiễm môi trường động phát nhà khoa học quan tâm từ đầu kỉ XX bắt đầu thành luật số nước vào năm 50 Ở nước ta, luật bảo vệ môi trường có hiệu lực từ ngày 10/1/1994 Chính phủ ban nghị định số 175/CP ngày 18-10-1994 để hướng dẫn việc thi hành Luật Bảo vệ môi trường Tóm lại, ô nhiễm môi trường ngày trở thành vấn đề nhức nhối người, nguyên nhân gây ô nhiễm có nguồn gốc từ khí thải động đốt Ở Việt Nam giới, ngày có nhiều phương pháp đưa nhằm xử lí khí thải động đốt Bộ lọc xúc tác phương pháp giải triệt để khí thải độc hại Và số chất dùng cho lọc xúc tác oxit phức hợp dạng vật liệu nano chiếm nhiều quan tâm hoạt tính xúc tác cao lợi kinh tế 1.2 Vị trí, cấu hình electron nguyên tử nguyên tố đất kim loại pha tạp Trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học, 14 nguyên tố có số thứ tự nguyên tử từ 58 đến 71 gọi nhóm lantanoit, bao gồm: Xeri (Ce), Prazeodim (Pr), Neodim (Nd), Prometi (Pm), Samari (Sm), Europi (Eu), Gadolini (Gd), Tebi (Tb), Điprozi (Dy), Honmi (Ho), Eribi (Er), Tuli (Tu), Ytecbi (Yb), Lutexi (Lu) Các nguyên tố Scandi (Sc), Ytri (Y), Lantan (La) thuộc nhóm IIIB có tính chất hóa học tương tự nhóm lantanoit nên vào năm 1968 IUPAC đề nghị dùng tên “nguyên tố đất hiếm” cho nguyên tố: Sc, Y, La 14 nguyên tố lantanoit Tuy nhiên, giống cách liên tục tính chất khác 15 nguyên tố từ La đến Lu Mặt khác, Y La tạo cation 3+ dung dịch tồn quặng hợp chất hóa trị (III), nên tên gọi “nguyên tố đất tên gọi chung để 16 nguyên tố bao gồm Y, La lantanoit Các nguyên tố đất (NTĐH) thường chia thành phân nhóm (bảng 1.1) Bảng 1.1 Phân nhóm nguyên tố đất NTĐH nhẹ 57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm NTĐH nặng 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb Trong dãy lantanoit, electron điền vào obitan 4f lớp thứ ba, lớp có electron (6s 2) lớp thứ hai thường có electron (5s25p6) Sự khác cấu trúc lớp vỏ diễn lớp thứ nên nguyên tố lantanoit có tính chất đặc biệt giống (bảng 1.2) Khi bị kích thích, thường số electron obitan 4f chuyển sang obitan 5d, electron lại bị che chắn mạnh electron 5s25p6 nên ảnh hưởng quan trọng đến tính chất đa số nguyên tố lantanoit Như vậy, tính chất lantanoit định chủ yếu electron 5d16s2, trạng thái oxi hóa bền đặc trưng chúng +3 Tính chất chúng giống nhiều nguyên tố d nhóm IIIB, đặc biệt giống với Y La (hai nguyên tố có bán kính nguyên tử bán kính ion tương đương với nguyên tố lantanoit) Tuy nhiên, nguyên tố đất có khác tính chất hóa học cấu trúc lớp vỏ electron bán kính nguyên tử cấu trúc lớp bán kính nguyên tử, bán kính ion không hoàn toàn giống 10 71 Lu 39 Y Các đỉnh nhiễu xạ mở rộng chứng cho thấy tinh thể Bi2Zr2O7 (RE = Pr, Nd) tổng hợp có kích cỡ nanomet Bảng 3.1 Giá trị kích thước trung bình tinh thể tính theo công thức Scherrer 2θ(độ) 29,091 28,955 28,962 Kết bảng 3.1 cho thấy, kích thước tinh thể thu nằm khoảng 40 đến 50 nm, nhỏ phù hợp để thử hoạt tính xúc tác vật liệu Do đó, vật liệu tổng hợp pH = tiếp tục khảo sát 3.1.3 Phổ Raman Để làm rõ thêm hình thành mẫu Bi2Zr2O7 tiến hành phân tích phổ Raman cho mẫu Kết hình 3.8 Từ kết thu từ phổ tán xạ Raman chứng tỏ nguyên tố kim loại vào mạng lưới tinh thể tạo liên kết với oxi mạng tinh thể 3.1.4 Giản đồ tán xạ lượng tia X (EDX) Quan sát giản đồ nhiễu xạ tia X nhận thấy pha thu mặt nguyên tố pha tạp pha tạp với nồng độ 10% mẫu Để khẳng định nguyên tố đất vào mạng tinh thể mẫu tổng hợp, tiến hành đo giản đồ tán xạ lượng tia X (EDX) mẫu RE-Bi2Zr2O7 (10%) (M=Pr, Nd) Kết hình 3.9; 3.10 60 Hình 3.8 Phổ Raman Bi2Zr2O7 61 Hình 3.9 Giản đồ EDX mẫu Pr-Bi2Zr2O7 (10%) 62 Hình 3.10 Giản đồ EDX mẫu Nd-Bi2Zr2O7 (10%) 63 Bảng 3.2 Hàm lượng phần trăm nguyên tố mẫu Pr-Bi2Zr2O7 (10%) Các nguyên tố O Zr Bi Tổng Phần trăm khối lượng 31,71 25,97 42,33 100,00 Phần trăm số nguyên tử 80,27 11,53 8,20 100,00 Bảng 3.3 Hàm lượng phần trăm nguyên tố mẫu Nd-Bi2Zr2O7 (10%) Các nguyên tố O Zr Bi Tổng Phần trăm khối lượng 29,11 26,40 44,48 100,00 Phần trăm số nguyên tử 78,37 12,47 9,17 100,00 Từ giản đồ EDX thấy có đầy đủ nguyên tố hợp phần đưa vào ban đầu Chứng tỏ, việc tổng hợp vật liệu RE-Bi2Zr2O7 quy trình đưa phù hợp 3.2 Hình thái đặc trưng vật liệu 3.2.1 Ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) Hình thái học vật liệu phân tích kính hiển vị điện tử quét SEM máy S-4800 (Hitachi) 64 Hình 3.11 Ảnh SEM vật liệu Bi2Zr2O7 Hình 3.12 Ảnh SEM vật liệu Pr-Bi2Zr2O7 65 Hình 3.13 Ảnh SEM vật liệu Nd-Bi2Zr2O7 Ảnh SEM vật liệu Bi2Zr2O7, RE-Bi2Zr2O7 (RE=Pr, Nd) ghi nhận cho thấy đa số hạt có dạng hình cầu kết đám lại với nhau, chúng có kích thước đồng khoảng 40-50 nm Kết tương đối phù hợp với tính toán kích thước theo công thức Scherrer từ kết Xray 3.2.2 Đo diện tích bề mặt riêng (BET) Tiến hành đo BET để xác định diện tích riêng bề mặt riêng vật liệu, kết trình bày bảng 3.4 Bảng 3.4 Diện tích bề mặt riêng vật liệu Pr-Bi2Zr2O7 Vật liệu Diện tích riêng bề Pr-Bi2Zr2O7 24,1605 mặt(m2/g) Kết cho thấy vật liệu có diện tích riêng bề mặt tốt, từ làm tăng hoạt tính xúc tác 66 3.3 Thử hoạt tính xúc tác chuyển hoá m-xylen vật liệu Tiến hành thử hoạt tính xúc tác mẫu Bi2Zr2O7, RE-Bi2Zr2O7 (RE=Pr, Nd) phản ứng oxi hóa hoàn toàn m-xylen khoảng nhiệt độ từ 350 đến 4500C 3.1.1 Vật liệu Bi2Zr2O7 Khối lượng chất xúc tác sử dụng m = 0,174 g Hoạt hóa 400 độ 1,5 Sau thực phản ứng Bảng 3.5 Độ chuyển hóa m-xylen theo thời gian mẫu Bi2Zr2O7 Thời gian (phút) 15 30 45 60 o 300 C 56,1 57,5 56,7 58,8 Độ chuyển hóa (%) 350oC 72,5 75,2 76,4 76,1 400oC 89,6 91,7 90,8 92,1 Hình 3.14 Hoạt tính xúc tác mẫu Bi2Zr2O7 Kết hình cho thấy mức độ chuyển hóa theo thời gian xúc tác ổn định, thời gian chuyển hóa ngắn, mặt khác nhiệt độ ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt tính xúc tác mẫu khảo sát Khi nhiệt độ tăng, độ chuyển hóa tăng Độ chuyển hóa đạt 92,1 % nhiệt độ 400 oC Tuy nhiên với mẫu độ chuyển hóa chưa cao nhiệt độ 300oC 350oC 3.1.2 Vật liệu Pr-Bi2Zr2O7 Khối lượng chất xúc tác sử dụng m = 0,188 g Hoạt hóa 400 độ 1,5 Sau thực phản ứng 67 Bảng 3.6 Độ chuyển hóa m-xylen theo thời gian mẫu Pr-Bi2Zr2O7 Thời gian (phút) 15 30 45 60 Độ chuyển hóa (%) 350oC 48,2 48,8 49,7 51,3 o 300 C 33,5 34,6 33,9 35,7 400oC 69,2 71,1 72,4 73,7 Hình 3.15 Hoạt tính xúc tác mẫu Pr-Bi2Zr2O7 Kết hình cho thấy mức độ chuyển hóa theo thời gian xúc tác ổn định, thời gian chuyển hóa ngắn, mặt khác nhiệt độ ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt tính xúc tác mẫu khảo sát Khi nhiệt độ tăng, độ chuyển hóa tăng Độ chuyển hóa đạt 73,7 % nhiệt độ 400 oC Tuy nhiên mẫu độ chuyển hóa chưa cao nhiệt độ 3.1.2 Vật liệu Nd-Bi2Zr2O7 Khối lượng chất xúc tác sử dụng m = 0,180 g Hoạt hóa 400 độ 1,5 Sau thực phản ứng Bảng 3.7 Độ chuyển hóa m-xylen theo thời gian mẫu Nd-Bi2Zr2O7 Thời gian (phút) 15 30 45 60 o 300 C 56,4 57,7 56,0 57,1 Độ chuyển hóa (%) 350oC 73,1 74,7 79,5 77,8 400oC 97,6 98,7 98,4 99,1 Hình 3.16 Hoạt tính xúc tác mẫu Pr-Bi2Zr2O7 68 Kết hình cho thấy mức độ chuyển hóa theo thời gian xúc tác ổn định, thời gian chuyển hóa ngắn, mặt khác nhiệt độ ảnh hưởng rõ rệt đến hoạt tính xúc tác mẫu khảo sát Khi nhiệt độ tăng, độ chuyển hóa tăng Độ chuyển hóa đạt 99,1% nhiệt độ 400 oC Tuy nhiên mẫu độ chuyển hóa chưa cao nhiệt độ 300oC 350oC 69 KẾT LUẬN Kết trình tổng hợp, xác định cấu trúc thử hoạt tính xúc tác vật liệu nano RE-Bi2Zr2O7 (RE = Pr, Nd) sau: Đã tổng hợp thành công vật liệu RE-Bi2Zr2O7 (RE = Pr, Nd) phương pháp thủy nhiệt có kích thước nano với quy trình tổng hợp vật liệu ổn định Với phương pháp thủy nhiệt, thời gian thủy nhiệt 200 oC pH=8, sau nghiền nhỏ nung mẫu 600oC Từ kết phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X, kính hiển vi điện tử quét (SEM), tán xạ lượng tia X (EDX) kết luận rằng: Vật liệu RE-Bi2Zr2O7 (RE = Pr, Nd) tổng hợp phương pháp thủy nhiệt có kích thước khoảng 40-50 nm, Bước đầu thăm dò khả xúc tác vật liệu RE-Bi 2Zr2O7 (RE = Pr, Nd) phản ứng oxi hóa m-xylen Các vật liệu tổng hợp có khả xúc tác tốt, đặc biệt khả xúc tác tốt vật liệu NdBi2Zr2O7 (độ chuyển hóa đạt 99,1% nhiệt độ 400oC) Vậy, vật liệu Nd-Bi2Zr2O7 tổng hợp phương pháp thủy nhiệt hướng khả thi, thực tế để tiếp tục nghiên cứu khả xúc tác phân huỷ m – xylen chất hữu tương tự 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Đinh Thị Quỳnh Anh ( 2013), “Tổng hợp, xác định cấu trúc thử hoạt tính xúc tác vật liệu nano BiVO 4: A3+ (A=Pr, Nd, Sm) YVO4: B3+ (B=Gd, Bi)”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Lê Hải Đăng (2011), “Tổng hợp số vật liệu perovskit kích thước nanomet nghiên cứu hoạt tính xúc tác oxi hóa chúng”, Luận án Tiến sĩ Khoa học Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Hà Nội Phạm Ngọc Đăng, “Thực trạng ô nhiễm không khí đô thị Việt Nam”, http://vea.gov.vn/VN/khoa hoccongnghe.congnghemt Vũ Đăng Độ (2006), “Các phương pháp vật lí hóa học”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội Đào Thị Minh Hường (2012), “ Tổng hợp, xác định cấu trúc thăm dò hoạt tính xúc tác vật liệu nano YVO 4: Re3+ (Re=Pr, Nd, Sm)”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Trần Thị Minh Nguyệt, Lê Văn Tiệp, Nguyễn Quang Huấn, Nguyễn Quốc Trung, Nguyễn Doãn Thai (2006), “Những yếu tố ảnh hưởng tới hoạt tính xúc tác hệ kích thước nano La1-xSrxMnO3 phản ứng oxi hóa CO, C3H6 chuyển hóa NOx”, Tạp chí hóa học, T.44 (3), Tr.322-326 Nguyễn Hữu Phú (1998), Hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội Vũ Bá Quyết (2009), “Chế tạo nghiên cứu tính chất vật liệu nano phát quang YVO4:RE3+ (RE=Eu, Er, Sm)”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà nội 71 Phạm Đức Roãn, Nguyễn Thế Ngôn (2008), “Hóa học nguyên tố phóng xạ”, Nhà xuất Đại học Sư Phạm Hà nội 10 Trần Thị Thanh Thủy (2011), “Tổng hợp nghiên cứu tính chất vật liệu nano phát quang chuyển đổi ngược YVO4: RE3+ (RE=Er, Yb”), Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà nội 11 Vũ Văn Tĩnh (2016), “Tổng hợp, xác định cấu trúc thử hoạt tính xúc tác vật liệu nano K3RE(VO4)2 (RE = Pr, Nd, Sm)”, Luận văn thạc sĩ Khoa học Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà nội TÀI LIỆU TIẾNG ANH 12 Arnaud Huignard, Thierry Gacoin, and Jean-Pierre Boilot, Synthesis and Luminescence roperties of Colloidal YVO4: Eu Phosphors (2000), Chem.Master, 12, 1090-1094 13 Capobianco J A., F Vetrone, T.D’ Alesio, A.Speghini, and M Bettinelli (2000), “Optical spectroscopy of nanocrystalline, cubic Y2O3: Er3+ obtained via combustion synthesis”, Phys Chem Chem Phys 2, pp.3203-3207 14 Faculty of Chemistry, University of Wrocław, ul F Joliot-Curie 14, 50383 Wrocław, Poland, “Optical properties of α-Nd3+: Na3Y(VO4)2 single crystals – Potential laser materials Marcin Sobczyk”, Optical Materials (2013), 35, pp 852–859 15 Fujii H., Mizuno N and Misono M (1987), “Pronounced Catalytic Activity of La1-xSrxCoO3 Highly Dispersed on ZrO2 for Complete 16 Oxidation of Propane”, Chem Lett., pp 2147-2150 FuZ., S Zhou, and S Zhang (2005), “Stydy on optical properties of rareearth ions in nanocrystalline monoclinic SrAl2O4:Ln (Ln=Ce3+, Pr3+, Tb3+)” J 17 Phys Chem B, 109, 14396 Hongwu Zhang (2004), “Low temperature synthesis of Nanocrystalline 72 YVO4: Eu via polyacrylamide gel method”, J.of Solid State Chemistry, 18 177, pp.2649-2654 Jin-Yong Luo, Ming Meng, Xiang Li, Xin-Gang Li, Yu-Qing Zha, TianDou Hu, Ya-ning Xie, Jing Zhang (2008), “Mesoporous Co3O4-CeO2 and Pd/Co3O4-CeO2 catalysts: Synthesis, characterization and mechanistic stydy of their catalytic properties for low-temperature CO oxidation”, J 19 Catalysis, 254, 310-324 Juliana C Tristao, José D Ardisson, Waldemar A A Macedo, Rochel M Lago Flavia C C Moura (2007), “LaFexMnyMozO3 catalysts for the oxidation of volatile aromatic organic contaminants”, J Braz Chem Soc., 20 18(8), pp.1524-1530 Kremenic G., Nieto J M L., Tascons J M D and Tejuca L G (1985), “Chemisorption and Catalysis on LaMO3 Oxides”, J Chem Soc Far 21 22 Trans., 81, pp 939-949 Kuo-Tseng Li, Zen-Hai Chi (2001), “Selective oxidation of hydrogen sulfide on rare earth orthovanadates and magnesium vanadates”, Applied Catalysis A: General 206, pp 197-203 Lin Qin, Dong-Lei Wei, Yanlin Huang, Chuanxiang Qin a, Peiqing Cai, Sun-Il Kim, Hyo-Jin Seo (2014) “Ortho-vanadates K 3RE(VO4)2 (RE = La, Pr, Eu, Gd, Dy, Y) for near UV-converted phosphors”, Materials 23 Chemistry and Physics,147, pp.1195-1203 Ponce S., Penã M.A and Fierro J L G (2000), “Surface Properties and Catalytic Performance in Methane Combustion of 24 Sr-Substituted Lanthaum Manganites”, Appl Catal B: Env., 24, pp 193-205 Riwotzki, K., Haase, M Wet (1998), “Chemical synthesis of doped colloidal nanoparticles: YVO4: Ln (Ln=Eu, Sm, Dy)”, J Phys Chem B, 25 102 (50), pp 10129-10135 Sang Do Han (2006), “Synthesis, luminescence and effect of heat treatment on the properties of Dy 3+ - doped YVO4 phosphor”, Materials 73 26 Science and Engineering B, 129, pp 126-130 Shuhei Ogo, Ayumu Onda, Kazumichi Yanagisawa (2008), “Hydrothermal synthesis of vanadate-substituted hydroxyapatites, and catalytic properties for conversion of 2-propanol”, Applied Catalysis A: General 348, pp 129134 27 Shibing Ni, Xinghui Wang, Guo Zhou, Feng Yang, Junming Wang, Deyan He “Crystallized Zn3(VO4)2: Synthesis, characterization and optical property”, Journal of Alloys and Compounds (2010), 49, pp 378–381 28 Tejuca L G and Fierro J L G (1993), Properties and Applications of Perovskite Type Oxides, New York 29 Xue Qing Su, Bing Yan, “Matrix-induced synthesis and photoluminescence of M3Ln(VO4)3:RE (M=Ca, Sr, Ba; Ln=Y, Gd; RE=Eu 3+, Dy3+, Er3+) phosphors by hybrid precursors”, Journal of Alloys and Compounds (2006), 421, pp 273–278 30 Vengala Rao Bandi, Bhaskar Kumar Grandhe, M Jayasimhadri, Kiwan Jang, Ho-Sueb Lee, Soung-Soo Yi, Jung-Hyun Jeong “Photoluminescence and structural properties of Ca3Y(VO4)3: RE3+ (RE=Sm3+, Ho3+ and Tm3+) powder phosphors for tri-colors”, Journal of Crystal Growth (2011), 326, pp 120-123 74 ... vật liệu zircon kiểu NdVO4 nghiên cứu khóa luận Nhưng nhìn chung trình hấp phụ oxi trình phức tạp 1.6.2 Cơ chế hình thức phản ứng xúc tác dị thể Trong khóa luận, vấn đề xác định chế phản ứng xúc... nhận hạt nano có kích thước mong muốn Trong khóa luận, vật liệu nano NdVO4 pha tạp ion hóa trị II Ca, Co, Zn tổng hợp phương pháp pháp sol-gel 1.6 Cơ chế xúc tác vật liệu oxit phức hợp 1.6.1... A, B tiếp cận với tâm xúc tác bị hấp phụ hóa học tâm Hấp phụ hóa học điều kiện tiên cho phản ứng xúc tác dị thể Sự hấp phụ hóa học phải đảm bảo đủ hoạt hóa phân tử tham gia phản ứng B A Sau tiểu

Ngày đăng: 14/07/2017, 09:01

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Nguyễn Kim Oanh

    • 1. Lý do chọn đề tài

    • Hiện nay, Việt Nam là một trong những quốc gia có không khí bị ô nhiễm, đặc biệt tại thủ đô Hà Nội nồng độ khí CO, NOx, VOC, benzen, hơi xăng dầu trung bình ngày ở một số nút giao thông lớn đã vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,2 - 1,5 lần [3]. Các nhà khoa học cùng nghiên cứu nhiều phương pháp để giảm thiểu sự ô nhiễm không khí, đặc biệt hướng dùng các chất xúc tác nhắm nâng cao hiệu suất chuyển hóa các khí độc hại thành các chất ít độc hại hơn được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Chất xúc tác thường dùng trước đây là các kim loại quý và hợp chất của chúng, tuy chất xúc tác này có hiệu quả khá cao trong quá trình xử lí nhưng giá thành rất cao không lợi về mặt kinh tế. Ngay từ khi mới ra đời vật liệu nano được thử nghiệm làm chất xúc tác đã cho kết quả bất ngờ.

    • Công nghệ nano (tiếng Anh là nanotechnology) là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomet. Công nghệ Nano là loại công nghệ sử dụng kỹ thuật phân tử để xử lý những yếu tố mang tính chất siêu vi mô. Nói cách khác, công nghệ nano được coi là công nghệ siêu nhỏ. Thậm chí, chúng được sử dụng chỉ với tỷ lệ bằng 1/80.000 so với bề dày của một sợi tóc. Công nghệ nano được coi như một bước ngoặt của khoa học kỹ thuật thế giới.

    • 2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

    • 3. Phương pháp nghiên cứu

    • 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

    • Chương 1

    • TỔNG QUAN

      • 1.1 Tầm quan trọng của việc xử lí khí thải

      • Hình 1.1. Số lượng ô tô và xe máy hoạt động hàng năm tại Việt Nam

      • Hình 1.2. Tỷ lệ phát thải chất gây ô nhiễm do các phương tiện giao thông cơ giới đường bộ của Việt Nam

      • Hình 1.3. Nồng độ BTX trung bình 1 giờ của các khu vực thuộc thành phố Hà Nội (quan trắc trong thời gian 12/1/2007-5/2/2007)

        • 1.2. Vị trí, cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố đất hiếm và kim loại pha tạp.

        • Bảng 1.1. Phân nhóm các nguyên tố đất hiếm.

        • Bảng 1.2. Một số đặc điểm của nguyên tố đất hiếm

          • 1.3. Vị trí, cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố Bi, Zr

          • 1.4. Vật liệu nền Bi2Zr2O7

          • 1.5. Các phương pháp tổng hợp vật liệu

            • 1.5.1. Phương pháp đồng kết tủa

            • 1.5.2. Phương pháp sol-gel

            • Hình 1.4. Ảnh SEM của vật liệu LiZnVO4 được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel ở 6000C.

              • 1.5.3. Phương pháp đốt cháy

              • Hình 1.5. Ảnh SEM của vật liệu YVO4:0,02Dy3+ được tổng hợp bằng phương pháp đốt cháy ở 5000C (a), ở 9000C (b)

                • 1.5.4. Phương pháp thủy nhiệt

                • Hình 1.6. Hình ảnh TEM của các hạt tinh thể nano YVO4: Er3+ tổng hợp được bằng phương pháp thủy nhiệt.

                  • 1.6. Cơ chế xúc tác của vật liệu oxit phức hợp

                    • 1.6.1. Tính chất hấp phụ oxi

                    • 1.6.2. Cơ chế hình thức của phản ứng xúc tác dị thể.

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan