DSpace at VNU: Nghiên cứu điều chế, khảo sát cấu trúc, hoạt tính quang xúc tác của bột titan đioxit kích thước nano biến tính neođim

DSpace at VNU: Nghiên cứu điều chế, khảo sát cấu trúc, hoạt tính quang xúc tác của bột titan đioxit kích thước nano biến...

Nghiên cứu điều chế, khảo sát cấu trúc, hoạt tính quang xúc tác bột titan đioxit kích thước nano biến tính neođim Nguyễn Văn Khanh Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Khoa Hóa học Luận văn ThS Chuyên ngành: Hóa Vơ cơ; Mã số:60 44 25 Người hướng dẫn: PGS.TS Ngô Sỹ Lương Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Tổng quan sở lý luận vấn đề cần nghiên cứu: giới thiệu chung vật liệu TiO2 kích thước Nanơ vật liệu TiO2 kích thước Nanơ biến tính Tiến hành thực nghiệm: Trình bày mục tiêu, nội dung, phương pháp, hóa chất, dụng cụ, thiết bị nghiên cứu; Điều chế bột TiO2 biến tính Nd3+ phương pháp sol-gel; Điều chế bột TiO2 biến tính Nd3+ phương pháp thủy phân; Phương pháp khảo sát khả phân hủy quang xanh metylen dung dịch nước bột TiO2 biến tính; Giới thiệu phương pháp hóa lý dùng để nghiên cứu cấu trúc đặc tính bột Nd-TiO2 biến tính Trình bày số kết nghiên cứu: Điều chế Nd-TiO2 phương pháp sol-gel; Điều chế Nd-TiO2 phương pháp thủy phân Keywords: Hóa vơ cơ; Hóa học; Quang xúc tác; Bột titan đioxit; Neođim Content Titan đioxit (TiO2) chất xúc tác bán dẫn Gần kỷ trở lại đây, bột TiO2 với kích thước cỡ µm điều chế quy mô công nghiệp ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác nhau: làm chất độn cao su, nhựa, giấy, sợi vải, làm chất màu cho sơn, men đồ gốm, sứ,chất xúc tác điều chế nhiều hợp chất hữu cơ, làm xúc tác quang hoá xử lý môi trường, chế sơn tự làm sạch, làm vật liệu chuyển hoá lượng pin mặt trời, sử dụng dược phẩm Các ứng dụng vật liệu TiO2 kích thước nm chủ yếu dựa vào tính chất bán dẫn Với hoạt tính quang xúc tác cao, cấu trúc bền không độc, vật liệu TiO2 cho vật liệu triển vọng để giải nhiều vấn đề ô nhiễm môi trường TiO2 đồng thời hy vọng mang đến lợi ích to lớn vấn đề khủng hoảng lượng qua sử dụng lượng mặt trời dựa tính quang điện thiết bị phân tách nước Tuy nhiên, dải trống titan đioxit lớn (3.25eV anatase 3.05 eV rutile) nên ánh sáng tử ngoại gần với bước sóng < 380nm kích thích điện tử từ vùng hố trị lên vùng dẫn gây tượng quang xúc tác Điều hạn chế khả quang xúc tác TiO2, thu hẹp phạm vi ứng dụng loại vật liệu Một xu hướng nhà nghiên cứu quan tâm tìm cách thu hẹp dải trống titan đioxit, cho tận dụng ánh sáng mặt trời cho mục đích quang xúc tác với titan đioxit Để thực mục đích này, nhiều ion kim loại không kim loại đựơc sử dụng để biến tính (modify) kích hoạt (doping) dạng thù hình titan đioxit Chính vậy, đề xuất đề tài “nghiên cứu điều chế, khảo sát cấu trúc, hoạt tính quang xúc tác bột titatan đioxit kích thước nano biến tính neođim” Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung vật liệu TiO2 kích thước nano mét 1.1.1 Đặc điểm cấu trúc tính chất vật lý TiO2 kích thước nano mét [3,7] Tinh thể titan đioxit lại có dạng thù hình khác nhau: anatase, rutile brookite, ngồi dạng tồn điều kiện áp suất cao đơn tà baddeleyite dạng trực thoi, thường tìm thấy gần miệng núi lửa Trong đó, rutile dạng thù hình phổ biến bền vững nhất, anatase brookite chuyển sang rutile nung nhiệt độ cao 1.1.2 Một số tính chất quan trọng vật liệu TiO2 kích thước nano mét Với kích thước hạt nhỏ, diện tích bề mặt riêng lớn, titan đioxit lại thể nhiều tính chất đặc biệt hẳn TiO2 dạng khối, mà nhờ ứng dụng cách rộng rãi công nghệ, sản xuất đời sống Đó hoạt tính quang xúc tác đặc tính siêu thấm ướt vật liệu TiO2 kích thước nano 1.1.2.1 Hoạt tính quang xúc tác vật liệu TiO2 kích thước nano mét Trong phản ứng xúc tác truyền thống, xúc tác thường hoạt hóa nhiệt phản ứng quang xúc tác, xúc tác hoạt hóa hấp thụ ánh sáng Một chất có khả xúc tác quang chất phải có lượng vùng cấm thích hợp để hấp thụ ánh sáng cực tím ánh sáng khả kiến 1.1.2.2 Tính chất siêu thấm nước vật liệu TiO2 [31] Trong vật liệu mà sử dụng hàng ngày, bề mặt chúng thường có tính kị nước mức độ đó, đặc trưng góc thấm ướt: Bề mặt thấm ướt chất lỏng, góc thấm ướt < 90 độ Khơng thấm ướt hay kỵ lỏng, góc thấm ướt > 90 độ 1.2.3 Vật liệu TiO2 nano biến tính neođim Những năm gần đây, nhiều nghiên cứu cho thấy TiO2 pha tạp nguyên tố mà đặc biệt Neođim làm tăng diện tích bề mặt riêng, tăng dung lượng hấp phụ tăng khả phân hủy hợp chất hữu độc hại nước Những kết cho thấy, việc biến tính TiO2 nano Nd3+ làm tăng đáng kể hoạt tính quang xúc tác TiO2 vùng ánh sáng nhìn thấy Tuy nhiên, nhiều kết khác nghiên cứu chi tiết q trình điều chế chưa cơng bố cụ thể 1.2.4 Các phương pháp điều chế TiO2 kích thước nano mét * Phương pháp sol-gel Phương pháp sol - gel sử dụng quy trình nhằm tổng hợp nhiều loại gốm khác Đối với quy trình sử dụng phương pháp sol - gel, dạng keo huyền phù, dạng sol, hình thành từ thủy phân phản ứng polyme hóa chất đầu Chúng ta thường sử dụng chất đầu muối kim loại vô hợp chất hữu thí dụ dạng alkoxide kim loại * Phương pháp thuỷ phân Phương pháp thủy phân phương pháp phổ biến biết đến từ lâu ngày sử dụng nhiều sở sản xuất nghiên cứu, nhiều ngành khoa học công nghệ mới, đặc biệt công nghệ sản xuất vật liệu tiên tiến, vật liệu kích thước nano mét Chất lượng sản phẩm TiO2 hiệu suất trình điều chế chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố nồng độ chất ban đầu, nhiệt độ thủy phân, có mặt chất điện ly, thời gian thuỷ phân, nhiệt độ nung Chương 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu luận văn 2.1.1 Mục tiêu luận văn Nghiên cứu điều chế, khảo sát cấu trúc, hoạt tính quang xúc tác bột titan điơxit kích thước nano biến tính Neođim 2.1.2 Các nội dung nghiên cứu luận văn Để đạt mục tiêu tiến hành số nội dung nghiên cứu quan trọng sau: - Khảo sát, nghiên cứu điều kiện ảnh hưởng đến trình điều chế bột Nd-TiO2 phương pháp sol-gel như: ảnh hưởng thời gian làm già gel, ảnh hưởng nhiệt độ sấy, ảnh hưởng tỷ lệ khối lượng Nd/TiO2, ảnh hưởng nhiệt độ nung - Khảo sát, nghiên cứu điều kiện ảnh hưởng đến trình điều chế bột Nd-TiO2 phương pháp thủy phân như: ảnh hưởng lượng Urê, ảnh hưởng thời gian thủy phân, ảnh hưởng tỷ lệ khối lượng Nd/TiO2, ảnh hưởng nhiệt độ nung - Sử dụng số phương pháp hóa lý nghiên cứu cấu trúc, đặc tính sản phẩm như: phương pháp phân tích nhiệt, phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phương pháp hấp thụ quang UV-VIS, phương pháp tán xạ diện tử EXD, phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 2.2 Hoá chất, dụng cụ thiết bị 2.2.1 Hóa chất Các hóa chất sử dụng cho việc tiến hành thực nghiệm bao gồm: * Ti(OBu)4 99,9% (Merck) * TiOSO4 99,9% (Sygma) * HNO3 65% (Merck) * H2SO4 98% (Merck) * Nd(NO3)3.6H2O (Sygma) * Urê (CO (NH2)2) (Merck) * Etanol tuyệt đối (Merck) * Xanh metylen (Trung Quốc) * Nước cất hai lần 2.2.2 Dụng cụ thiết bị * Cốc thủy tinh loại * Pipet 0,1ml; 0,5ml; 1ml; 5ml, 10ml, * Buret 50ml (Trung quốc) * Bình tia nước cất * Ống li tâm V=15ml * Chén nung * Đũa thủy tinh * Máy khuấy từ (Trung Quốc) * Máy ly tâm (Trung Quốc) * Tủ sấy chân không SheLab 1425-2 (Mỹ) * Cân phân tích Precisa (Thụy Sỹ) * Lò nung Nabertherm (Đức) * Bình Thủy nhiệt * Cối Mã não 2.3 Phương pháp khảo sát khả phân hủy quang xanh metylen bột TiO2 biến tính + Cân 0,15g bột TiO2 điều chế cho vào cốc chứa 200ml dung dịch xanh metylen 0,01g/lít pha Khuấy hỗn hợp 30 phút bóng tối để đạt đến cân hấp phụ + Sau dùng đèn compac cơng suất 40W chiếu sáng khuấy trộn liên tục thời gian xác đinh + Dung dịch xanh metylen sau phân hủy li tâm để loại hết bột TiO2 biến tính Tiến hành đo mật độ quang để xác định nồng độ Xanh metylen sau phân hủy Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Điều chế Nd-TiO2 phương pháp sol-gel 3.1.1 Khảo sát trình phân hủy nhiệt gel khơ phương pháp phân tích nhiệt Hình 3.1 Giản đồ phân tích nhiệt mẫu TiO2 khơng biến tính Hình 3.2 Giản đồ phân tích nhiệt mẫu TiO2 biến tính với tỷ lệ Nd/TiO2 0,025% (mol/mol) Hai pic thu nhiệt 75,26oC (mẫu TiO2) 71,20oC (mẫu Nd-TiO2) cho trình nước N2 hấp phụ bề mặt TiO2 Các pic tỏa nhiệt nhiệt độ khoảng 150oC q trình đốt cháy dung mơi lại mẫu gốc hữu butoxit Các pic tỏa nhiệt khoảng nhiệt độ từ 250 - 400oC gán cho trình chuyển pha từ amophot sang anatase Nhìn chung hai mẫu TiO2 Nd-TiO2 tương đối ổn định nhiệt độ > 600oC 3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian làm già gel Từ kết thu nhận thấy, kéo dài thời gian làm già gel kích thước hạt tăng Nguyên nhân thời gian làm già gel kéo dài mức độ kết tụ hạt lớn nên kích thước hạt tăng Bảng 3.1 cho thấy thời gian làm già gel - ngày thành phần pha anatase tăng Nếu kéo dài thời gian làm già gel > ngày thành phần anatase giảm Bảng 3.1 Kích thước hạt trung bình thành phần pha mẫu Nd-TiO2 theo thời gian làm già gel khác Mẫu (nm) % Các pha Tỷ lệ A/R Anatase Rutile ST1 32,23 21 79 0,27/1 ST2 34,40 59 41 1,44/1 ST3 40,25 35 65 0,54/1 ST4 39,45 14 86 0,16/1 ST5 41,70 12 88 0,14/1 Hình 3.3 Giản đồ XRD mẫu Nd-TiO2 theo thời gian làm già gel Hoạt tính quang xúc tác mẫu theo thời gian làm già gel khác đánh giá qua khả phân hủy dung dịch xanh metylen Tiến hành đo mật độ quang để xác định nồng độ Xanh metylen trước sau phân hủy Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy đưa bảng 3.2 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất phân hủy quang mẫu Nd-TiO2 thời gian làm già gel hình 3.3 Bảng 3.2 Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy quang mẫu Nd-TiO2 theo thời gian làm già gel khác Mẫu A0 A H(%) ST1 1,985 0.380 80.83 ST2 1,985 0.194 90.20 ST3 1,985 0.266 86.60 ST4 1,985 0.371 81.30 ST5 1,985 0.582 70.70 Hình 3.4 Đồ thị mối quan hệ hiệu suất phân hủy quang thời gian làm già gel Từ bảng 3.2 hình 3.4 nhận thấy, tăng dần thời gian làm già gel từ - ngày hiệu suất phân hủy quang tăng Nếu tiếp tục kéo dài thời gian làm già gel hiệu suất phân hủy quang giảm (nguyên nhân kích thước hạt tăng) Theo [ ] TiO2 có tỷ lệ pha anatase/rutile thích hợp (thường ~7/3) nâng cao hoạt tính quang xúc tác Mẫu ứng với thời gian làm già gel ngày có tỷ lệ anatase/rutile ~6/4 nên hiệu suất phân hủy quang cực đại 3.1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy Từ kết thu nhận thấy, nâng nhiệt độ sấy gel từ 60 đến 900C kích thước hạt giảm Nguyên nhân nhiệt độ sấy tăng tốc độ thủy phân xảy nhanh mức độ kết tụ hạt bé nên kích thước hạt giảm Ngược lại, tăng nhiệt độ sấy lớn 900C tốc độ thủy phân xảy nhanh mức độ kết tụ hạt lớn nên kích thước hạt tăng Bảng 3.3 cho thấy, nhiệt độ sấy gel tăng từ 60 đến 900C ban đầu thành phần pha anatase tăng Sau đó, tiếp tục tăng nhiệt độ sấy thành phần anatase giảm Điều giải thích rằng: tăng nhiệt độ sấy từ 60 đến 900C kích thước hạt giảm dẫn đến hạn chế trình chuyển pha anatase sang rutile nên thành phần pha anatase tăng Khi nhiệt độ > 900C kích thước hạt tăng dẫn đến thúc đẩy q trình chuyển pha từ anatase sang rutile nên thành phần pha anatase giảm Bảng 3.3 Kích thước hạt trung bình thành phần pha mẫu Nd-TiO2 có nhiệt độ sấy gel khác Mẫu (nm) % Các pha Tỷ lệ A/R Anatase Rutile ST60 46,21 94 0,06/1 ST70 42,37 19 81 0,23/1 ST80 34,87 44 56 0,79/1 ST90 36,60 62 38 1,63/1 ST100 34,40 58 42 1,38/1 Hình 3.5 Giản đồ XRD mẫu Nd-TiO2 theo có nhiệt độ sấy gel khác Giá trị mật độ quang dung dịch xanh metylen trước sau phân hủy, hiệu suất phân hủy quang trình bày bảng 3.4 đồ thị biểu diễn phụ thuộc giữa hiệu suất phân hủy quang với nhiệt độ sấy đưa hình 3.6 Bảng 3.4 Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy quang mẫu Nd-TiO2 có nhiệt độ sấy gel khác Mẫu A0 A H(%) ST60 1,985 0,603 69.62 ST70 1,985 0,380 80.85 ST80 1,985 0,283 85.74 ST90 1,985 0,173 91.30 ST100 1,985 0,485 75.57 Hình 3.6 Đồ thị mối quan hệ hiệu suất phân hủy quang nhiệt độ sấy gel Từ bảng số liệu 3.4 hình 3.6 ta nhận thấy, tăng dần nhiệt độ sấy gel từ 60 đến 900C hiệu suất phân hủy quang tăng đạt giá trị cực đại ứng với mẫu có nhiệt độ sấy 900C Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ sấy hiệu suất phân hủy giảm 3.1.4 Ảnh hưởng nhiệt độ nung Để xác định cấu trúc, kích thước hạt trung bình, thành phần pha bột Nd-TiO2 sau điều chế tiến hành chụp XRD Từ số liệu bảng đưa bảng 3.5 nhận thấy, nâng nhiệt độ nung kích thước hạt tăng Điều hồn tồn phù hợp nhiệt độ nung tăng mức độ kết khối hạt lớn làm kích thước hạt tăng Kết từ bảng 3.5 cho ta thấy tăng nhiệt độ nung thành phần pha anatase giảm Bảng 3.5 Kích thước hạt trung bình thành phần pha mẫu Nd-TiO2 có nhiệt độ nung khác Mẫu (nm) % Các pha Tỷ lệ A/R Anatase Rutile ST550 21,13 100 - ST600 26,40 100 - ST650 30,58 95 19/1 ST700 35,47 65 35 1,86/1 ST750 36,93 62 38 1,63/1 ST800 48,72 94 0,06/1 Hình 3.7 Giản đồ XRD mẫu Nd-TiO2 với nhiệt độ nung khác Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy mẫu có nhiệt độ nung khác đưa bảng 3.6 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất phân hủy quang nhiệt độ nung khác hình 3.8 Bảng 3.6 Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy quang mẫu Nd-TiO2 có nhiệt độ nung khác Mẫu A0 A H(%) ST550 1,985 0,725 63.45 ST600 1,985 0,580 70.78 ST650 1,985 0,377 81,00 ST700 1,985 0,128 93.57 ST750 1,985 0,266 88.60 ST800 1,985 0,520 73.80 Hình 3.8 Đồ thị mối quan hệ hiệu suất phân hủy quang nhiệt độ nung Các số liệu từ bảng 3.6 hình 3.8 cho thấy, tăng dần nhiệt độ nung từ 550 – 7000C hiệu suất phân hủy quang tăng đạt giá trị lớn 7000C Điều giải thích tăng dần nhiệt độ nung mức độ ổn định mặt cấu trúc tăng nên hiệu xuất quang phân hủy tăng Đặc biệt nhiệt độ 7000C tỷ lệ thành phần pha anatase/rutile thích hợp (~ 7/3) nên hiệu suất phân hủy quang cực đại Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ nung hiệu suất phân hủy quang giảm nguyên nhân cho kích thước hạt tăng, diện tích bề mặt riêng nhóm hydroxyl bề mặt giảm Mặt khác nhiệt độ nung tăng, làm cho hàm lượng pha rutile tăng đẫn đến tái kết hợp eletron lỗ trống quang sinh tăng nên hiệu suất quang phân hủy giảm 3.1.5 Ảnh hưởng tỷ lệ % Nd/TiO2 (mol/mol) Giản đồ XRD mẫu Nd-TiO2 có nồng độ khác hình 3.9 thơng số như: thành phần pha, kích thước hạt mẫu đưa bảng 3.7 Từ số liệu bảng 3.7 nhận thấy, tăng nồng độ Nd3+ kích thước hạt giảm Kết phù hợp với nghiên cứu Nd3+ có tác dụng ức chế q trình phát triển hạt hình thành liên kết Ti - O - Nd kích thước hạt giảm Bảng 3.7 cho thấy, mẫu TiO2 khơng biến tính 100% pha rutile, mẫu TiO2 biến tính Nd3+ có thành phần pha rutile < 100% nhiệt độ nung 7000C tăng tỷ lệ Nd/TiO2 thành phần pha rutile giảm Bảng 3.7 Kích thước hạt trung bình thành phần pha mẫu Nd-TiO2 tỷ lệ pha tạp khác Mẫu (nm) % Các pha Tỷ lệ A/R Anatase Rutile SNd0 48,71 - 100 - SNd1 48,71 94 0,06/1 SNd2 41,90 31 69 0,45/1 SNd3 36,93 63 37 1,70/1 SNd4 35,97 87 13 6,69/1 SNd5 34,26 94 15,67/1 Hình 3.9 Giản đồ XRD mẫu Nd-TiO2 có tỷ lệ pha tạp khác Hoạt tính quang xúc tác đánh giá qua khả phân hủy dung dịch xanh metylen Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy đưa bảng 3.8 Bảng 3.8 Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy quang mẫu Nd-TiO2 có nhiệt độ nung khác Mẫu A0 A H(%) SNd0 1,985 1,081 45.56 SNd1 1,985 0,681 65.70 SNd2 1,985 0,332 83.27 SNd3 1,985 0,091 95.43 SNd4 1,985 0,323 83.70 SNd5 1,985 0,516 74,00 Hình 3.10 Đồ thị mối quan hệ hiệu suất phân hủy quang tỷ lệ Nd/TiO2 Dựa vào bảng 3.8 hình 3.10 cho thấy, tăng dần tỷ lệ Nd/TiO2 từ đến 0,025% (mol/mol) hiệu suất phân hủy quang tăng đạt giá trị lớn tỷ lệ 0,025% Nếu tiếp tục tăng tỷ lệ Nd/TiO2 lớn 0,025% hiệu xuất phân hủy quang giảm Để xác định có mặt Nd có mẫu pha tạp tiến hành ghi phổ EDX mẫu TiO2 khơng biến tính mẫu TiO2 có biến tính Nd (tỷ lệ Nd/TiO2 = 0,025% (mol/mol) nung nhiệt độ 7000C Kết đưa hình 3.11 3.12 Từ giản đồ EDX hình 3.12 ta thấy xuất pic đặc trưng cho nguyên Nd, điều chứng tỏ Nd có diện mẫu TiO2 biến tính Hình 3.11 Phổ EDX mẫu TiO2 khơng biến tính TiO2 có tỷ lệ % Nd/TiO2 = 0,025% Hình 3.12 Phổ EDX mẫu Nd- Để đánh giá hình thái kích thước hạt mẫu TiO2 khơng biến tính mẫu Nd - TiO2 với tỷ lệ % Nd/TiO2 = 0,025% tiến hành chụp ảnh TEM Ảnh TEM mẫu TiO2 hình 3.13 3.14 Từ hình 3.13 3.14 cho thấy, mẫu Nd-TiO2 có kích thước hạt (khoảng 30 – 40 nm), phân bố đồng đều, sắc nét, bị kết tụ so với mẫu TiO2 khơng biến tính (khoảng 45 – 50 nm) Kết phù hợp với việc xác định kích thước hạt trung bình phương pháp chụp XRD Hình 3.13 Ảnh TEM mẫu TiO2 khơng biến tính Hình 3.14 Ảnh TEM mẫu TiO2 có biến tính Nd tỷ lệ 0,025% (mol/mol) 3.2 Điều chế Nd-TiO2 phương pháp thủy phân 3.2.1 Khảo sát trình phân hủy nhiệt mẫu TiO2 Nd-TiO2 Hình 3.15 Giản đồ phân tích nhiệt mẫu TiO2 khơng biến tính Hình 3.16 Giản đồ phân tích nhiệt mẫu TiO2 biến tính với tỷ lệ Nd/TiO2 0,025% (mol/mol) Hai pic thu nhiệt 53,830C (mẫu TiO2) 56,490C (mẫu Nd-TiO2) cho trình nước N2 hấp phụ bề mặt TiO2 Các pic tỏa nhiệt nhiệt độ 231,860C (mẫu TiO2) 226,660C (mẫu Nd-TiO2) gán cho trình chuyển pha từ amophos sang anatase Nhìn chung hai mẫu TiO2 Nd-TiO2 tương đối ổn định nhiệt độ > 600oC nên mẫu nghiên cứu tiến hành nung nhiệt độ 7500C 3.2.2 Ảnh hưởng lượng urê Bột Nd-TiO2 sau điều chế tiến hành chụp XRD để xác định cấu trúc, thành phần pha kích thước hạt trung bình Giản đồ XRD giá trị kích thước hạt trung bình, thành phần pha mẫu thể bảng 3.9 hình 3.17 Bảng 3.9 Kích thước hạt trung bình thành phần pha mẫu Nd-TiO2 với lượng urê khác Mẫu (nm) Dạng pha TPNdU6 31,09 Anatase TPNdU8 30,97 Anatase TPNdU10 30,85 Anatase TPNdU12 27,95 Anatase TPNdU14 29,93 Anatase Hình 3.1 Giản đồ XRD mẫu Nd-TiO2 với lượng urê khác Từ bảng 3.9 nhận thấy, tất mẫu xuất đơn pha anatase, tăng dần lượng urê kích thước hạt giảm Ngun nhân urê tác dụng làm tăng pH dung dịch, xúc tiến q trình thủy phân, urê (có nhóm - NH2) đóng vai trò chất hoạt động bề mặt Nên tăng dần hàm lượng urê kích thước hạt giảm Tuy nhiên lượng urê lớn, pH dung dịch tăng cao, tốc độ trình thủy phân xảy nhanh, kết tụ hạt lớn nên kích thước hạt tăng Đánh giá hoạt tính quang xúc tác mẫu Nd/TiO2 có lượng urê khác thơng qua khả phân hủy dung dịch xanh metylen điều kiện chiếu sáng đèn compac với thời gian chiếu sáng 1,5 Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy quang đưa bảng 3.10 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất phân hủy quang mẫu Nd-TiO2 có lượng urê khác hình 3.18 Bảng 3.10 Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy quang mẫu NdTiO2 có lượng urê khác Mẫu A0 A H(%) TPNdU6 1,986 0,291 85.32 TPNdU8 1,986 0,185 90.67 TPNdU10 1,986 0,034 98.29 TPNdU12 1,986 0,075 96.21 TPNdU14 1,986 0,211 89.40 Hình 3.18 Đồ thị mối quan hệ hiệu suất phân hủy quang lượng urê Thơng qua bảng 3.10 hình 3.18 ta thấy tăng lượng urê từ đến 10g hiệu suất phân hủy quang tăng đạt cực đại với lượng urê 10g Điều giải thích tăng lượng urê làm cho kích thước hạt, khả hoạt động bề mặt bột Nd-TiO2 tốt làm tăng hoạt tính quang xúc tác Tuy nhiên lượng urê tăng cao hiệu suất phân hủy quang lại giảm kích thước hạt tăng 3.2.3 Ảnh hưởng thời gian thủy phân Bằng phương pháp chụp nhiễu xạ tia X ta xác định cấu trúc, kích thước hạt trung bình, thành phần pha Bảng 3.11 Kích thước hạt trung bình thành phần pha mẫu Nd-TiO2 có thời gian thủy phân khác Mẫu (nm) Dạng pha TPNdT1 30,96 Anatase TPNdT2 28,15 Anatase TPNdT3 28,25 Anatase TPNdT4 28,36 Anatase TPNdT5 31,10 Anatase Hình 3.19 Giản đồ XRD mẫu Nd-TiO2 có thời gian thủy phân khác Các mẫu Nd – TiO2 tồn đơn pha antase Khi kéo dài thời gian thủy phân từ đến kích thước hạt có xu hướng giảm Thời gian thủy phân từ đến hoạt tính quang xúc tác tăng đạt cực đại ứng với thời gian thủy phân Tuy nhiên thời gian thủy phân kéo dài mức độ kết tụ hạt lớn nên hiệu suất quang phân hủy giảm Bảng 3.11 Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy quang mẫu NdTiO2 có thời gian thủy phân khác Mẫu A0 A H(%) TPNdT1 1,986 0,264 86.70 TPNdT2 1,986 0,168 91.52 TPNdT3 1,986 0,048 97.58 TPNdT4 1,986 0,085 95.71 TPNdT5 1,986 0,310 84.40 Hình 3.19 Đồ thị mối quan hệ hiệu suất phân hủy quang thời gian thủy phân 3.2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ nung Hình 3.20 Giản đồ XRD mẫu Nd-TiO2 có nhiệt độ nung khác Bảng 3.12 Kích thước hạt trung bình thành phần pha mẫu Nd-TiO2 theo nhiệt độ nung Mẫu (nm) Dạng pha TPNd110 4,54 Anatase TPNd600 19,17 Anatase TPNd650 22,74 Anatase TPNd700 28,65 Anatase TPNd750 30,96 Anatase TPNd800 31,21 Anatase TPNd850 40,26 Anatse TPNd900 46,81 A, R Từ giản đồ XRD bảng số liệu nhận thấy tăng dần nhiệt độ nung nhìn chung kích thước hạt tăng Tuy nhiên nhiệt độ bắt đầu chuyển pha anatase sang rutile mẫu Nd-TiO2 (9000C) Kết đo mật độ quang hiệu suất phân hủy đưa bảng 3.13 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc hiệu suất phân hủy quang hình 3.21 Bảng 3.13 Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy quang mẫu NdTiO2 có nhiệt độ nung khác Mẫu A0 A H(%) TPNd600 1,986 0,672 66.16 TPNd650 1,986 0,284 85.68 TPNd700 1,986 0,173 91.30 TPNd750 1,986 0,022 98.89 TPNd800 1,986 0,110 94.45 TPNd850 1,986 0,344 82.68 TPNd900 1,986 0,622 68.69 Hình 3.21 Đồ thị mối quan hệ hiệu suất phân hủy quang nhiệt độ nung Dựa vào đồ thị 3.21.và kết thể bảng 3.13 tăng dần nhiệt độ nung từ 600 – 7500C hiệu suất phân hủy quang tăng đạt giá trị lớn 7500C Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ nung hiệu suất phân hủy quang giảm 3.2.5 Ảnh hưởng tỷ lệ % Nd/TiO2 (mol/mol) Bảng 3.14 Kích thước hạt trung bình thành phần pha mẫu Nd-TiO2 có tỷ lệ Nd/TiO2 khác Mẫu (nm) Dạng pha TPNd0 32,73 Anatase TPNd1 31,82 Anatase TPNd2 31,57 Anatase TPNd3 31,21 Anatase TPNd4 27,48 Anatase TPNd5 29,60 Anatase Hình 3.22 Giản đồ XRD mẫu Nd-TiO2 với tỷ lệ Nd/TiO2 khác Nhìn vào hình 3.22 bảng 3.14 ta thấy mẫu có mức độ kết tinh cao đồng xuất đơn pha anatase Khi tăng tỷ lệ Nd/TiO2 kích thước hạt giảm Giá trị mật độ quang dung dịch xanh metylen trước sau phân hủy, hiệu suất phân hủy quang trình bày bảng 3.15 đồ thị biểu diễn phụ thuộc giữa hiệu suất phân hủy quang với nhiệt độ sấy đưa hình 3.23 Bảng 3.15 Giá trị mật độ quang hiệu suất phân hủy quang mẫu NdTiO2 có tỷ lệ Nd/TiO2 khác Mẫu A0 A H(%) TPNd0 1,986 0,507 74.45 TPNd1 1,986 0,288 85.49 TPNd2 1,986 0,172 91.35 TPNd3 1,986 0,030 98.48 TPNd4 1,986 0,111 94.42 TPNd5 1,986 0,227 88.55 Hình 3.23 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ hiệu suất phân hủy quang tỷ lệ % Nd/TiO2 Dựa vào bảng 3.15 hình 3.23 cho thấy, tăng dần tỷ lệ Nd/TiO2 từ đến 0,025% (mol/mol) hiệu suất phân hủy quang tăng đạt giá trị lớn 98,48% tỷ lệ Nd/TiO2 0,025% Nguyên nhân tăng dần hàm lượng Nd3+ kích thước hạt trung bình giảm tỷ lệ % Nd/TiO2 dần chuyển đến giá trị thích hợp Khi tăng tỷ lệ % Nd/TiO2 cao kích thước hạt có giảm hiệu xuất phân hủy lại giảm Để xác định có mặt Nd có mẫu pha tạp chúng tơi tiến hành ghi phổ EDX mẫu TiO2 khơng biến tính mẫu TiO2 có biến tính Nd (tỷ lệ Nd/TiO2 = 0,025% (mol/mol) nung nhiệt độ 7500C Kết đưa hình 3.24 3.25 Từ giản đồ EDX hình 3.25 ta thấy xuất pic đặc trưng cho nguyên Nd, điều chứng tỏ Nd có diện mẫu TiO2 biến tính Hình 3.24 Phổ EDX mẫu khơng biến tính Hình 3.25 Phổ EDX mẫu biến tính với tỷ lệ Nd/TiO2 0,025% (mol/mol) Để quan sát hình thái hạt tinh thể TiO2 xác định kích thước hạt mẫu TiO2 Nd-TiO2 với tỷ lệ số mol Nd/TiO2 = 0,025% tiến hành chụp ảnh TEM cho mẫu Ảnh TEM hình 3.26 3.27 Từ hình 3.26 3.27 cho thấy, kích thước hạt TiO2 mẫu biến bé (khoảng 30 – 32 nm) so với mẫu khơng biến tính () Kết phù hợp với việc xác định kích thước hạt trung bình phương pháp chụp XRD Tuy nhiên ảnh TEM mẫu có biến tính cho ta thấy hạt sắc nét, bị kết tụ phân bố đồng so với mẫu khơng biến tính Hình 3.26 Ảnh TEM mẫu khơng biến tính Hình 3.27 Ảnh TEM mẫu biến tính với tỷ lệ Nd/TiO2 0,025% (mol/mol) Phương pháp BET thường dùng để xác định diện tích bề mặt riêng vật liệu có diện tích bề mặt riêng lớn Những vật liệu thường tiến hành điều chế xử lý nhiệt nhiệt độ thấp (thường < 5000C) Tuy nhiên, bột Nd-TiO2 điều chế phương pháp thủy phân có mặt urê ion SO42- (làm giảm kích thước hạt tăng diện tích bề mặt riêng) nên sản phẩm tiến hành nung nhiệt độ 7500C mà cho diện tích bề mặt riêng tương đối lớn Đường hấp phụ - giải hấp đẳng nhiệt nitơ mẫu TiO2 không biến tính mẫu TiO2 biến tính Nd tỷ lệ % Nd/TiO2 = 0,025% đưa hình 3.28 3.29 ta thấy với mẫu TiO2 khơng biến tính tích hấp phụ khoảng 40 đến 45 cm3/g mẫu Nd-TiO2 tích hấp phụ khoảng 55 đến 60 cm3/g Diện tích bề mặt BET mẫu TiO2 khơng biến tính 14,7m2/g nhỏ diện tích bề mặt BET mẫu Nd-TiO2 18,2 m2/g Điều cho thấy việc đưa Nd3+ vào mạng lưới TiO2 làm tăng diện tích bề mặt riêng vật liệu TiO2 Hình 3.28 Giản đồ BET mẫu TiO2 khơng biến tính mẫu Nd-TiO2 Hình 3.29 Giản đồ BET Đã tìm điều kiện tối ưu cho trình điều chế bột Nd-TiO2 phương pháp thủy phân sau: Lượng urê 10g, thời gian thủy phân 3h, nung mẫu nhiệt độ 7500C 4h, tỷ lệ % Nd/TiO2 0,025% (mol/mol) Với điều kiện thích hợp trên, bột Nd-TiO2 điều chế có kích thước hạt bé (khoảng 30 – 35nm), phân bố tương đối đồng khả quang xúc tác cao gấp 1,3 lần so với mẫu TiO2 khơng biến tính vùng ánh sáng khả kiến Kết luận Hai phương pháp sol-gel phương pháp thủy phân tỏ có hiệu dùng để điều chế bột Nd-TiO2 kích thước nano Bột Nd-TiO2 tạo có kích thước nhỏ, diện tích bề mặt lớn hoạt tính quang xúc tác tốt Đã xác định điều kiện tối ưu cho trình điều chế bột Nd-TiO2 phương pháp sol-gel sau: thời gian làm già gel ngày, sấy gel nhiệt độ 900C 24h, tỷ lệ % Nd/TiO2 = 0,025% (mol/mol), nhiệt độ nung thích hợp 7000C Với điều kiện thích hợp trên, bột Nd-TiO2 điều chế có kích thước hạt bé (khoảng 30 – 40nm), phân bố tương đối đồng khả quang xúc tác cao gấp 2,10 lần so với mẫu TiO2 khơng biến tính vùng ánh sáng khả kiến Điều kiện tối ưu cho trình điều chế bột Nd-TiO2 phương pháp thủy phân: Lượng urê 10g, thời gian thủy phân 3h, nung mẫu nhiệt độ 7500C 4h, tỷ lệ % Nd/TiO2 0,025% (mol/mol) Với điều kiện trên, bột Nd-TiO2 điều chế có kích thước hạt bé (khoảng 30 – 35nm), phân bố tương đối đồng khả quang xúc tác cao gấp 1,3 lần so với mẫu TiO2 không biến tính vùng ánh sáng khả kiến Bột Nd-TiO2 điều chế theo phương pháp sol-gel có nhiệt độ chuyể pha sớm so với phương pháp thủy phân Với phương pháp sol-gel nung nhiệt độ 6500C bắt đầu xuất pha rutile, phương pháp thủy phân nung nhiệt độ 9000C bắt đầu xuất pha rutile Phương pháp thủy phân tỏ có hiệu cao so với phương pháp sol-gel để điều chế vật liệu quang xúc tác Nd-TiO2, với quy trình điều chế đơn giản dễ điều chỉnh thông số trình điều chế Bột Nd-TiO2 có kích thước nhỏ hơn, hoạt tính quang cao thể qua thời gian phân hủy xanh mêtylen 1,5h với hiệu suất phân hủy đạt 98,48% so với thời gian 3h phương pháp sol-gel 95,43% References Tiếng Việt [1] Đặng Thanh Lê, Mai Đăng Khoa, Ngô sỹ Lương (2008), “Khảo sát hoạt tính xúc tác quang bột TiO2 kích thước nano mét trình khử màu thuốc nhuộm'’, Tạp chí hóa học, T.46 (2A), Tr.139-143 [2] Ngơ Sỹ Lương (2005), “Ảnh hưởng yếu tố trình điều chế đến kích thước hạt cấu trúc tinh thể TiO2” , Tạp chí Khoa học Khoa học tự nhiên công nghệ ĐHQG HN, T.XXI, N.2, tr 16-22 [3] Ngô Sỹ Lương (2006), “Khảo sát trình điều chế titan đioxit dạng bột kích thước nano phương pháp thuỷ phân titan tetraclorua”, Tạp chí Khoa học Khoa học Tự nhiên Công nghệ ĐHQG HN T XXII, (3C), tr 113-118 [4] Ngô Sỹ Lương (2006)‚ “Khảo sát trình điều chế titan đioxit dạng bột kích thước nano phương pháp thuỷ phân tetra n-butyl octotitanat dung mơi hỗn hợp etanol-nước”, Tạp chí Phân tích Hố, Lý Sinh học T 11, (3B) tr 52-56 [5] Ngô Sỹ Lương, Đặng Thanh Lê (2008), “Điều chế bột anatase kích thước nano mét cách thuỷ phân titan isopropoxit dung mơi cloroform- nước”, Tạp chí hóa học T.46 (2A), tr.177-181 [6] Ngơ Sỹ Lương, Đặng Thanh Lê (2008), “Ảnh hưởng thành phần nhiệt độ dung dịch, nhiệt động nung đến kích thước hạt cấu trúc tinh thể TiO2 điều chế phương pháp thủy phân TiCl4”, Tạp chí hóa học T.46 (2A), tr.169-177 [7] Ngô Sỹ Lương, Nguyễn Văn Tiến, Nguyễn Văn Hưng (2009), “Nghiên cứu quy trình điều chế titan đioxit kích thước nanomet từ tinh quặng inmenit Hà Tĩnh phương pháp axit sunfuric Khảo sát quy trình nghiền phân hủy tinh quặng inmenit Hà Tĩnh phương pháp axit sunfuric quy mơ phòng thí nghiệm”, Tạp chí hóa học T.47 (2A), tr.145-149 [8] Ngơ Sỹ Lương, Nguyễn Văn Tiến, Nguyễn Văn Hưng, Thân Văn Liên, Trần Minh Ngọc (2009), “Nghiên cứu quy trình điều chế titan đioxit kích thước nanomet từ tinh quặng inmenit Hà Tĩnh phương pháp axit sunfuric Khảo sát trình thủy phân đồng thể dung dịch titanyt sunfat có mặt ure để điều chế titan đioxit kích thước nanomet”, Tạp chí hóa học T.47 (2A), tr.150-154 [9] Ngơ Sỹ Lương, Nguyễn Văn Hưng, Nguyễn Văn Tiến, Lê Thị Thanh Liễu (2009), “Ảnh hưởng polyetylen glycol đến trình điều chế bột TiO2 kích thước nano mét phương pháp thủy phân titanyl sunfat dung dịch nước”|, Tạp chí Phân tích Hóa - Lý - Sinh học - Tập 14 (I) tr 3-7 [10] Nguyễn Hoàng Nghị (2002), “Lý thuyết nhiễu xạ tia X’’, Nhà xuất giáo dục Hà nội [12] Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hồng Hải (2002), “Khử amoni nước nước thải phương pháp quang hóa với xúc tác TiO2”, Tạp chí Khoa học công nghệ, T.40(3), tr 20-29 [13] Nguyễn Xuân Nguyên, Lê Thị Hoài Nam (2004), “Nghiên cứu xử lý nước rác Nam Sơn màng xúc tác TiO2 lượng mặt trời”, Tạp chí Hóa học ứng dụng T.4(5), tr.21-24 [14] Hồng Nhâm (2005), Hóa vơ tập III, NXB GD, Hà Nội Tiếng Anh [15] Ammar Houas, Hinda Lachheb, Mohamed Ksibi, Elimame Elaloui, Chantal Guillard, Jean-Marie Herrmann (2001), “Photocatalytic degradation pathway of methylene blue in water”, Applied Catalysis B, 31, pp.145-157 [16] A.M Luísa, M.C Nevesb, M.H Mendonca, O.C Monteiro (2011) “Influence of calcination parameters on the TiO2 photocatalytic properties” Materials Chemistry and Physics, 125, pp.20–25 [17] Andrew Burn, G.Hayes,W.Li, J.Hirvonen, J.Derek Demaree, S.Ismat Shah (2004), “Neodymium ion dopant effects on the phase transformation in sol-gel derived titania nanostructures”, Materials Science and Engineering B,111 pp.150-155 [18] Cláudia Gomes Silva, Joaquim Luís Faria (2009), “Effect of key operational parameters on the photocatalytic oxidation of phenol by nanocrystalline sol - gel TiO2 under UV irradiation”, Materials Chemistry and Physics, 305, pp.147–154 [19] Dapeng Xu, Lajun Feng, Ali Lei (2008), “Preparation of TiO2 nanopowders doped with Y3+ by plasma spray and characterizations”, Materials Letters, 62, pp.32973300 [20] Damien Dambournet, Ilias Belharouak, and Khalil Amine (2010) “Tailored Preparation Methods of TiO2 Anatase, Rutile, Brookite” Mechanism of Formation and Electrochemical Properties Chem Mater 22, pp 1173–1179 [21] Jae-Kyung Oh, Jin-Kyu Lee, Sung Justin Kim, Kyung-Won Par (2009), “Synthesis of phase- and shape-controlled TiO2 nanoparticles via hydrothermal process”, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 15, pp.270–274 [22] Jinhuan Li, Xia Yang, Xiaodan Yu, Leilei Xu, Wanli kang, Wenhua Yang, Hongfeng Gao, Zhonghe Liu, Yihang Guo (2009), “ Rare earth oxide-doped titania nanocmposites with enhanced photocatalytic activity towards the degradation of partially hydrolysis polyacrylamide”, Applied Surface Science, 255, pp.3731-3738 [23] Jing Zhang, Qian Xu, Meijun Li, Zhaochi Feng, and Can Li (2009) “UV Raman Spectroscopic Study on TiO2 II Effect of Nanoparticle Size on the Outer/Inner Phase Transformations” J Phys Chem C, 113, pp 1698–1704 [24] Huang Cuiying, You Wansheng, Dang Liqin, Lei Zhibin, Sun Zhengang, Zhang Lancui1 “Effect of Nd3+ Doping on Photocatalytic Activity of TiO2 Nanoparticles for Water Decomposition to Hydrogen”, Chinese Journal of catalysis, 27(3), pp.141-147 [25] K.M Parada, Nruparaj sahu (2008), “ Visible light induced photocatalytic activity of rare earth titania nanocomposites”, Journal of Molecular Catalysis A Chemiscal, 287, pp.151-158 [26] King Lun Yeung, Wai Kin Leung, Nan Yao, Shengli Cao (2009), “Reactivity and antimicrobial properties of nanostructured titanium dioxide” Catalysis Today, 143, pp.218 - 224 [27] K Nagaveni, M S Hegde, and Giridhar Madras (2004), “Structure and Photocatalytic Activity of Ti1-xMxO2±δ(M: W, V, Ce, Zr, Fe, and Cu) Synthesized by Solution Combustion Method”, J Phys Chem B, 108, pp.20204-20212 [28] Ling Xu, Chao-Qun Tang, Jun Qian, Zong-Bin Huang.(2010), “Theoretical and experimental study on the electronic structure and optical absorption doped TiO2”, Applied Surface Science, 256, pp.2668–2671 properties of P- [29].Marius Stamate, Gabriel Larar (2007), “Application of titanium dioxide photocatalysis to create self-cleaning materials”, Romantan technical science academy, Volume pp.280-285 [30] Neren O kte A.,O zge Yılmaz (2008), “Photodecolorization of methyl orange by yttrium incorporated TiO2 supported ZSM-5”, Applied Catalysis B: Environmental, 85, pp.92-102 [31] Nobuaki Shimizu, Chiaki Ogino, Mahmoud Farshbaf Dadjour, Tomojuki Murata (2007), “ Sonocatalytic degradation of methylene blue with TiO2 pellits in water”, Ultrasonics Sonochemistry, 14, pp.184-190 [32] O Carp, C.L.Huisman, A.Reller.(2004), “Photoinduced reactivity of titanium dioxide”, Progress in Solid State Chemistry, 32, pp.33-177 [33] P.Du, A.Bueno-López, M.Verbaas, A.R.Almeida, M.Makkee, J.A.Moulijn, G.Mul (2008), “The effect of surface OH-population on the photocatalytic activity of rare earthdoped P25-TiO2 in methylene blue degradation”, Journal of Catalysis, 260, pp.75 – 80 [34] Ruey-An Doong, Tien-Chin Hsieh, Chin-Pao Huang (2010),“Photoassisted reduction of metal ions and organic dye by titanium dioxide nanoparticles in aqueous solution under anoxic conditions”, Science of the Total Environment, 408, pp.3334– 3341 [35] Reaseaenen Lea, Nakasuji Tadao (2003), Titanium dioxide photocatalyst and a method of preparation and uses of the same, Internation Puplication, WO 03/048048 A1 [36] Saepurahman, M.A Abdullah, F.K Chong (2009), “Preparation an characterization of tungsten-loaded titanium dioxide photocatalyst for enhanced dye degradation”, Journal of Hazardous Materials, 176, Issue: 1-3, pp.451 – 458 [37] S Ghasemia, S Rahimnejada, S Rahman Setayesha, S Rohanib, M.R Gholamia (2009), “Transition metal ions effect on the properties and photocatalytic activity of nanocrystalline TiO2 prepared in an ionic liquid”, Journal of Hazardous Materials, 172, pp.1573–1578 [38] Sea-Fue Wang, Yung-Fu Hsu, Ruey-Long Lee, Yi-Shiang Lee (2004), “Microstructural evolution and phase development of Nd and Y doped TiO2 films prepared by RF magnetron sputtering”, Applied Surface Science, 229, pp.140-147 [39] Song Mianxin, Bian Liang, Zhou Tiangliang, Zhao Xiaoyong (2008), “Surface ζ potential and photocalytic activity of rare earth - doped TiO2”, Journal of rare earths, 26, pp.693-699 [40] S N Aisyiyah Jenie, Dona S Kusuma, Anis Kristiani, Joddy A Laksmono, Silvester Tursiloadi “Preparation and characterization of sulfated titania catalysts for the isomerisation of citronellal” International Journal of Basic & Applied Sciences IJBASIJENS 10(6), pp.05-10 [41] Václav Stengl, Snejana Bakardjieva, Nataliya Murafa (2007), “Preparation and photocatalytic activity of rare earth doped TiO2 nanoparticles”, Materials Chemistry and Physics 114(1), pp 217-226 [42] W Kallel S Bouattour, L.F Vieira Ferreira, A.M Botelho Rego (2009), “Synthesis, XPS and luminescence (investigations) of Li+ and/or Y3+doped nanosized titanium oxide”, Materials Chemistry and Physics, 114, pp 304–308 [43] Wenjie Zhanga, KuanlingWang, Shenglong Zhu, Ying Li, FuhuiWang, Hongbo He (2009), “Yttrium-doped TiO2 films prepared by means of DC reactive magnetron Sputtering”, Chemical Engineering Journal, 155, pp.83-87 [44] Wonyong Choi, Andreas Termin, Michael R Hoffmann (1994), “The role of metal ion dopans in Quantum-Size TiO2: correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics”, J Phys Chem, 98 (51), pp.13669-13679 [45] W Li, Y Wang, H Lin, S Ismat Shaha, C P Huang, D J Doren, Sergey A Rykov, J G Chen and M A Barteau “Band gap tailoring of Nd3+ - doped TiO2 nanoparticles”, Applied physics letters, 83(20), 17, pp.130-137 [46] W Li, A I Frenkel, J C Woicik, C Ni, S Ismat Shah “Dopant location identification in Nd3+ doped TiO2 nanoparticles”, Physical Review B, 72, pp.1553-1558 [47] Xiaobo Chen and Samuel S Mao (2007), “Titanium Dioxide Nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and Applications”, Chem Rev, 107 , pp 2891 – 2959 [48] Xiaoli Yan, Jing He, David G Evans, Xue Duan, Yuxiang Zru (2005), “Preparation, characterization and photocalytic activity of Si-doped and rare earth-doped TiO2 from mesoporous precursors”, Applied Catalysis B Environmental, 55, pp.243-252 [49] Xuejun Quan, Qinghua Zhao, Huaiqin Tan , Xuemei Sang , Fuping Wang, Ya Dai, “Comparative study of lanthanide oxide doped titanium dioxide photocatalysts prepared by coprecipitation and sol–gel process”, Materials Chemistry and Physics, 114(1), 15, pp.90-98 [50] Xianluo Hu, Guisheng Li, and Jimmy C Yu (2009), “Design, Fabrication, and Modification of nanostructured semiconductor materials for environmental and energy applications”, Langmuir Chemical Society 36(5), pp.3031-3039 [51] Xiangying Xu, Dehong Yin, Shufeng Wu, Jinqu Wang, Jinming Lu, (2010), “ Preparation of oriented SiO32- doped TiO2 film and degradation of methylene blue under visible light irradiation”, Ceramics International, 36, pp.443 - 450 [52] Yi Wan, Dun Zhang, Yi Wang, Peng Qi, Jiajia Wu, Baorong Hou (2010), “Vancomycin-functionalised Ag@TiO2 phototoxicity for bacteria”, Journal of Hazardous Materials, 186(1), pp 306-312 [53] Yibing Xie*, Chunwei Yuan (2004), “Photocatalysis of neodymium ion modified TiO2 sol under visible light irradiation” Applied Surface, 22, pp 17-24 [54] Y ouj Li, Mingyuan Ma, Shuguo Sun, Xia ohong Wang, Wenbin Yan, Yuzhu Ouyang (2008), “Preparation and photocatalytic activity of TiO2 - carbon surface composites by supercritical Communications, 9, pp.1583-1587 pretreatment and sol-gel process”, Catalysis ... tài nghiên cứu điều chế, khảo sát cấu trúc, hoạt tính quang xúc tác bột titatan đioxit kích thước nano biến tính neođim Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung vật liệu TiO2 kích thước nano mét... văn 2.1.1 Mục tiêu luận văn Nghiên cứu điều chế, khảo sát cấu trúc, hoạt tính quang xúc tác bột titan điơxit kích thước nano biến tính Neođim 2.1.2 Các nội dung nghiên cứu luận văn Để đạt mục tiêu... TiO2 kích thước nano 1.1.2.1 Hoạt tính quang xúc tác vật liệu TiO2 kích thước nano mét Trong phản ứng xúc tác truyền thống, xúc tác thường hoạt hóa nhiệt phản ứng quang xúc tác, xúc tác hoạt hóa