Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của vật liệu nano srtio3

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGÔ HUY HẢI TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU NANO SrTiO3 Chun ngành: Hóa vơ Mã số: 60.44.01.13 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Hướng dẫn khoa học: PGS.TS BÙI ĐỨC NGUYÊN THÁI NGUYÊN - NĂM 2017 i LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng bấ t cứ mô ̣t công trình Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Thái Nguyên, tháng 09 năm 2017 Tác giả luận văn NGÔ HUY HẢI Xác nhận Trưởng khoa Hóa học Xác nhận giáo viên hướng dẫn PGS.TS NGUYỄN THỊ HIỀN LAN PGS.TS BÙI ĐỨC NGUYÊN ii LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập thực luận văn tác giả nhận nhiều quan tâm, động viên giúp đỡ thầy giáo, cô giáo, bạn bè gia đình Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: Khoa Hóa ho ̣c, Phòng Đào tạo Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên, thầy cô giáo tham gia giảng dạy cung cấp kiến thức giúp suốt trình học tập nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo:PGS TS Bùi Đức Nguyên người tận tình hướng dẫn bảo giúp đỡ suốt trình nghiên cứu, thực hồn thành luận văn Cuối tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đồng nghiệp người bên tôi, động viên khuyến khích tơi q trình thực đề tài nghiên cứu mình Với khối lượng cơng việc lớn, thời gian nghiên cứu có hạn, khả nghiên cứu hạn chế, chắn luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy giáo, cô giáo bạn đọc Xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng 09 năm 2017 Tác giả Ngơ Huy Hải iii MỤC LỤC TRANG BÌAPHỤ i LỜI CAM ÐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤCLỤC iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾTTẮT vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 VẬT LIỆU NANO 1.1.1 Công nghệ nano vật liệu nano 1.1.2 Perovskit 1.1.2.1.Giới thiệu perovskit 1.1.2.2.Cấu trúc lí tưởng perovskit 1.1.2.3.Tính chất perovskit 1.1.2.4.Các phương pháp hóa học điều chế perovskit 1.2 Tính chấ t quang xúc tác của vâ ̣t liê ̣u bán dẫn nano 10 1.2.1 Giới thiệu xúc tác quang bán dẫn 10 1.2.2 Cơ chế xúc tác quang chất bán dẫn 11 1.3 Ứng dụng vật liệu nano 15 1.3.1 Trong ngành công nghiệp 15 1.3.2 Trong y học 15 1.3.3 Trong lĩnh vực lượng môi trường 16 1.4 GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHẤT HỮU CƠ ĐỘC HẠI TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC 20 1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MẪU TRONG LUẬN VĂN 22 1.5 Phổ hấp thụ phân tử UV-Vis 22 1.5 Nhiễu xạ tia X (XRD) 22 iv 1.5 Hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 25 1.5.4 Phổ phản xạ khuếch tán UV-ViS (DRS) 25 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 27 2.1 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 27 2.1.1 Mu ̣c tiêu nghiên cứu 27 2.1.2 Nô ̣i dung nghiên cứu 27 2.2 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BI 27 ̣ 2.2.1 Hóa chấ t 27 2.2.2 Du ̣ng cu ̣ và thiế t bi 27 ̣ 2.3 CHẾ TẠO VẬT LIỆU 28 2.4 CÁC KỸ THUẬT ĐO KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU 28 2.4.1 Nhiễu xa ̣ tia X 28 2.4.2 Hiể n vi điê ̣n tử truyề n qua (TEM) 29 2.4.3 Phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (DRS) 29 2.4.4 Phổ tán xạ tia X (EDX) 29 2.5 QUANG XÚC TÁC PHÂN HỦY HỢP CHẤT RHODAMINE B 29 2.5.1 Thí nghiệm khảo sát hoạt tính quang xúc tác mẫu vật liệu 29 2.5.2 Hiê ̣u suấ t quang xúc tác 29 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 THÀNH PHẦN, ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC CỦA VẬT LIỆU 31 3.1.1 Kế t quả nhiễu xa ̣ tia X(XRD) 31 3.1.2 Kế t quả chu ̣p phổ tán sắc lượng tia X (EDX) 33 3.1.3 Kế t quả chu ̣p TEM 33 3.1.4 Kế t quả phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis 36 3.2 HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC PHÂN HỦY CHẤT HỮU CƠ 38 3.2.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu 38 3.2.2 Hoạt tính quang xúc tác phân hủy RhB vật liệu SrTiO3 40 3.2.3 Hoa ̣t tính quang xúc tác phân hủy metyl da cam SrTiO3 42 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 v Phu ̣ lu ̣c : Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu Nano SrTiO3 4000C 50 Phu ̣ lu ̣c 2: Giản đồ nhiễu xa ̣ tia X của vâ ̣t liê ̣u Nano SrTiO3 5000C 50 Phu ̣ lu ̣c 3: Giản đồ nhiễu xa ̣ tia X của vâ ̣t liê ̣u Nano SrTiO3 6000C 50 Phu ̣ lu ̣c 4: Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu Nano SrTiO3 7000C 51 vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.2 Các hợp chất hữu thường sử dụng nghiên cứu phản ứng quang xúc tác TiO2 20 v DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Phân loại vật liệu theo số chiều Hình 1.2: Cấu trúc lý tưởng (lập phương) perovskit Hình 1.3: Các trình diễn hạt bán dẫn bị chiếu xạ với bước sóng thích hợp 12 Hình 1.4: Giản đồ oxi hóa khử cặp chất bề mặt TiO2 13 Hình 1.5: Giản đồ lượng pha anatase pha rutile 14 Hình 1.6: Sự hình thành gốc HO● O2- 14 Hình 1.7: Cơ chế quang xúc tác TiO tách nước cho sản xuất hiđro 18 Hình1.8: Cườ ng đô ̣ tia sá ng phương phá p UV-Vis 22 Hình 1.9: Mơ tả tượng nhiễu xạ tia X mặt phẳng tinh thể chất rắn 23 Hình 1.10: Sơ đồ mô tả hoạt động nhiễu xạ kế bột 24 Hình 1.11: Kính hiển vi điện tử truyền qua 25 Hình 3.1 Giả n đồ nhiễu xa ̣ tia X củ a các vâ ̣t liê ̣u nano SrTiO3 400oC 31 Hình 3.2 Giả n đồ nhiễu xa ̣ tia X củ a các vâ ̣t liê ̣u nano SrTiO3 500oC 31 Hình 3.3 Giả n đồ nhiễu xa ̣ tia X củ a các vâ ̣t liê ̣u nano SrTiO3 600oC 32 Hình 3.4 Giả n đồ nhiễu xa ̣ tia X củ a các vâ ̣t liê ̣u nano SrTiO3 700oC 32 Hình 3.5: Phổ EDX của mẫu SrTiO3 33 Hình 3.6 Ảnh TEM củ a vâ ̣t liê ̣u nano SrTiO3-400oC 34 Hình 3.7 Ảnh TEM củ a vâ ̣t liê ̣u nano SrTiO3-700oC 35 Hình 3.8 Phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis SrTiO3 điều chế nhiệt độ khác 36 Hình 3.9 Phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis SrTiO3-700oC so sánh với TiO2 37 Hình 3.11 Phổ hấp phụ phân tử RhB ban đầu sau bị hấp phụ vật liệu SrTiO3 khoảng thời gian khác 39 Hình 3.12 Sự thay đổi phổ hấp thụ phân tử dung dịch RhB xử lý vật liệu SrTiO3 40 Hình 3.13 Hiệu suất quang xúc tác phân hủy RhB SrTiO3 41 Hình 3.14 Sự thay đổi phổ hấp thụ phân tử dung dịch MO xử lý vật liệu SrTiO3 sau khoảng thời gian chiếu sáng khác 42 Hình 3.15 Hiệu suất quang xúc tác phân hủy metyl dacam mẫu vật liệu ánh sáng khả kiến 43 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viế t tắ t STT Từ gố c TBOT Tetra butyl orthotitanat VB Vanlence Band CB Conduction Band TEM Transsmision Electronic Microscopy BET Brunauer Emmett Teller method RhB Rhodamine B MO Methyl orange vii MỞ ĐẦU Hiện nay, giới Việt nam, nhà khoa học nỗ lực nghiên cứu để tìm chất bán dẫn quang xúc tác có hiệu suất cao để ứng dụng xử lý chất hữu độc hại có mơi trường nước thải Gần hợp chất có cấu trúc perovskite, đặc biệt hợp chất ABO3 (A = Sr, Ba, Pb, Ca B = Ti, Zr) quan tâm nghiên cứu rộng rãi ứng dụng to lớn chúng kỹ thuật đời sống Trong họ vật liệu ABO3, vật liệu điện môi strontium titanate SrTiO3 (STO) nghiên cứu nhiều cả, sau khám phá tính chất sắt điện chúng Vật liệu ABO3 thể đặc tính thú vị tính chất quang hóa, tính chất sắt điện,tính chất áp điện nhiều tính chất khác Tuy nhiên, nghiên cứu tập trung nhiều vào tính chất điện từ chúng, nghiên cứu ứng dụng quang xúc tác hệ vật liệu STO ít.Đặc biệt, họ vật liệu ABO3, thay nguyên tố khác vào vị trí A B thay đồng thời lúc hai vị trí tạo nhiều thay đổi tính chất Khi có pha tạp, tính chất qunga, điện vật liệu perovskite có nhiều hứa hẹn cải thiện để phù hợp với mục đích ứng dụng khác Do đó, em chọn đề tài “Tổ ng hợp, nghiên cứu đă ̣c trưng cấ u trúc và hoa ̣t tính quang xúc tác của vật liê ̣u nano SrTiO3” 1.0 0.8 Abs 0.6 0.4 SrTiO3 0.2 TiO2 0.0 -0.2 200 300 400 500 600 700 800 Wavelength (nm) Hình 3.9 Phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis SrTiO3-700oC so sánh với TiO2 Kết nghiên cứu tính chất hấp thụ ánh sáng vật liệu nano bán dẫn SrTiO3 cho thấy, bờ hấp thụ kéo dài phổ DRS vật liệu cắt trục hoành giá trị khoảng 400 nm tương ứng với giá trị lượng vùng cấm E g = 1240/400 = 3,1 eV So sánh phổ DRS SrTiO3 với TiO2 cho thấy vật liệu có giá trị Eg hấp thụ mạnh ánh sáng vùng tử ngoại (ánh sánh có bước sóng từ 200-400 nm) Như vậy, SrTiO3 vật liệu có khả ứng dụng tốt ứng dụng quang xúc tác Một phương pháp nghiên cứu nâng cao hoạt tính quang xúc tác vật liệu nano bán dẫn pha tạp thêm vào thành phần vật liệu nguyên tố hóa học khác So với TiO2 thì vật liệu SrTiO3 có nhiều lợi ta thực thay nguyên tố khác vào vị trí A 37 B thay đồng thời lúc hai vị trí A B (trong loại vật liệu ABO3) để tạo nhiều thay đổi tính chất vật liệu ABO3 Khi có pha tạp, tính chất quang vật liệu perovskite ABO3 cho nhiều hứa hẹn cải thiện để phù hợp với mục đích ứng dụng khác 3.2 HOẠT TÍ NH QUANG XÚC TÁC PHÂN HỦ Y CHẤT HỮU CƠ 3.2.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu Như biết, vật liệu đặc biệt vật liệu có diện tích bề mặt riêng lớn có khả hấp phụ chất màu hữu Do đó, để xác định xác hoạt tính quang xúc tác mẫu vật liệu nghiên cứu, tiến hành khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ Vì mẫu vật liệu mà nghiên cứu tương tự nhau, nên lựa chọn mẫu đại diện nano SrTiO3 700oC để nghiên cứu Cách tiến hành sau: Lấy 50 mg SrTiO3 tinh khiết cho vào 50 ml dung dịch RhB (10 mg/L) dung dịch metyl da cam (MO – 10 mg/L) khuấy bóng tối Sau khoảng thời gian 10 phút, khoảng mL dung dịch RhB MO lấy ra, đem ly tâm để loại bỏ phần chất rắn Nồng độ dung dịch RhB thời điểm khác xác định máy quang phổ UV-1700 Shimazu Kết so sánh cường độ hấp thụ dung dịch RhB MO ban đầu dung dịch RhB MO thời điểm khác trình bày hình 3.10 3.11 38 1.0 0.8 10 20 30 40 50 Abs 0.6 0.4 0.2 0.0 400 450 500 550 600 Wavelength (nm) Hình 3.10 Phổ hấp phụ phân tử MO ban đầu sau bị hấp phụ vật liệu SrTiO3 khoảng thời gian khác 2.5 2.0 Abs 1.5 10 20 30 40 1.0 0.5 0.0 -0.5 450 500 550 600 Wavelength (nm) Hình 3.11 Phổ hấp phụ phân tử RhB ban đầu sau bị hấp phụ vật liệu SrTiO3 khoảng thời gian khác 39 Kết hình 3.10 hình 3.11 cho thấy vật liệu SrTiO3 tinh khiết mà chúng tơi tổng hợp có khả hấp phụ RhB MO nhỏ, sau 30 phút khuấy trộn nồng độ RhB MO gần không đổi Do vậy, xác định thời gian đạt cân hấp thụ 30 phút 3.2.2 Hoạt tính quang xúc tác phân hủy RhB vật liệu SrTiO3 Chúng tiến hành khảo sát hoạt tính xúc tác phân hủy RhB (10mg/L) SrTiO3 điều chế 700oC Lấy 100 mg SrTiO3 tinh khiết cho vào 100 ml dung dịch RhB (10 mg/L) khuấy máy khuấy từ thời gian 30 phút để vật liệu đạt cân hấp phụ Sau đem chiếu sáng đèn haogen 500W 30 phút 5mL dung dịch RhB lấy Làm mẫu chiếu sáng thời điểm 30 phút , 60 phút ,90 phút , 120 phút ,150 phút 180 phút Nồng độ dung dịch RhB thời điểm khác xác định máy quang phổ UV-1700 Shimazu Kết so sánh cường độ hấp thụ dung dịch RhB ban đầu dung dịch RhB thời điểm khác trình bày hình 3.12 3.13 2.5 2.0 Abs 1.5 RhB 10mg/L 30 UV lamp 60 UV lamp 90 UV lamp 120 UV lamp 150 UV lamp 180 UV lamp 1.0 0.5 0.0 400 450 500 550 600 650 Wavelength (nm) Hình 3.12 Sự thay đổi phổ hấp thụ phân tử dung dịch RhB xử lý vật liệu SrTiO3 40 Kết hình 3.12 3.13 cho thấy có giảm rõ rệt cường độ hấp thụ pic đặc trưng bước sóng cực đại 552 nm RhB Sau 30 phút ta thấy cường độ đỉnh hấp thụ đặc trưng giảm dần theo thời gian Điều thể rõ xây dựng biểu đồ hình cột biểu diễn hiệu suất quang xúc tác SrTiO3 50 47% H (%) 40 35% 30% 30 24% 20 10 16% 8,8% 30 60 90 120 150 180 time (min) Hình 3.13 Hiệu suất quang xúc tác phân hủy RhB SrTiO3 Hình 3.13 cho biết hiệu suất quang xúc tác phân hủy RhB vật liệu SrTiO3 qua mốc thời thời gian khác nhau, cụ thể hiệu suất quang xúc tác tăng dần theo thời gian chiếu sáng Kết nghiên cứu cho thấy, vật liệu SrTiO3 mà chúng tơi điều chế bền, ổn định có hoạt tính cao cho ứng dụng xử lý ô nhiễm môi trường 41 3.2.3 Hoa ̣t tính quang xúc tác phân hủy metyl da cam SrTiO3 1.2 MO 30 60 90 120 150 180 1.0 Abs 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 350 400 450 500 550 600 Wavelength (nm) Hình 3.14 Sự thay đổi phổ hấp thụ phân tử dung dịch MO xử lý vật liệu SrTiO3 sau khoảng thời gian chiếu sáng khác Chúng tiến hành khảo sát hoạt tính xúc tác phân hủy Metyl dacam (10mg/L) SrTiO3 700oC tinh khiết Lấy 100 mg SrTiO3 tinh khiết cho vào 100 ml dung dịch metyl dacam (10 mg/L) khuấy máy khuấy từ thời gian 30 phút Sau đem chiếu sáng đèn haogen 500W 30 phút 5mL dung dịch metyl dacam lấy Làm mẫu chiếu sáng thời điểm 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút 180 phút Nồng độ dung dịch metyl dacam thời điểm khác xác định máy quang phổ UV-1700 Shimazu Kết so sánh cường độ hấp thụ dung dịch metyl dacam ban đầu dung dịch metyl dacam thời điểm khác trình bày hình 3.14 3.15 42 60 56% 50 46% 41% H (%) 40 29% 30 20 10% 10% 10 0 30 60 90 120 150 180 time (min) Hình 3.15 Hiệu suất quang xúc tác phân hủy metyl dacam mẫu vật liệu ánh sáng khả kiến Kết nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy RhB MO cho thấy vật liệu SrTiO3 có hoạt tính tương đối cao Cơ chế quang xúc tác SrTiO3 mô tả sau: a) Dưới chiếu sáng xảy trình tạo electron kích thích vùng dẫn (e-CB) lỗ trống mạng điện dương vùng hóa trị (h+VB): SrTiO3 + hν → e-CB + h+VB b) Lỗ trống dễ dàng tác dụng với phân tử nước anion hiđroxyl bề mặt SrTiO3 tạo thành gốc hiđroxyl tự do: TiO2 + h → e-cb + h+(vb) h+ + H2O → HO● + H+ h+ + OHˉ → HO● 43 c) Ở vùng dẫn, e-cb sinh SrTiO2 khử phân tử oxi thành anion superoxit e-cb + O2 → O2ˉ O2ˉ + H+ → HOO● HOO● + H2O → H2O2 + HO● d) Gốc hiđroxyl HO● sinh từ phản ứng gốc hoạt hóa tác nhân oxi hóa mạnh (với oxi hóa E = 2,8V) nên phản ứng phân hủy hầu hết chất hữu ô nhiễm R + HO● → R’● + H2O R’● + O2 → Sản phẩ m phân hủy Quá trình oxi hóa các chấ t hữu cũng có thể xảy phản ứng trực tiế p của chúng với lỗ trố ng quang hóa để ta ̣o thành các gố c tự sau đó phân hủy dây chuyề n ta ̣o thành sản phẩ m R + h+υb → R’● + O2 → Sản phẩ m phân hủy RCOO- + h+υb → R● +CO2 44 KẾT LUẬN Từ kết thực nghiệm thu bàn luận, phân tích trên, kết luận văn tổng kết lại sau: Đã tổng hợp mẫu vật liệu SrTiO3 phương pháp sol-gel nhiệt độ khác nhau: 400oC, 500oC, 600oC, 700oC Đã nghiên cứu tính chất đặc trưng vật liệu XRD, TEM, EDX, DRS Kết cho thấy, nhiệt độ nung gel ảnh hưởng lớn đến thành phần, tinh thể SrTiO3 Nhiệt độ thích hợp nung gel trình điều chế lớn 700oC Đã khảo sát hoạt tính quang xúc tác SrTiO3 cho phản ứng phân hủy chất hữu độc hại Rhodamine B metyl da cam Kết cho thấy vật liệu SrTiO3 có hoạt tính quang xúc tác cao, hiệu suất quang xúc phân hủy Rhodamine B đạt 47% phân hủy metyl da cam đạt 56% sau 180 phút chiếu sáng 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] 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, 40 (3), trang 20-29 [2] Nguyễn Thị Thu Trang (2009), “Nghiên cứu điều chế TiO2 từ dung dịch titanylsulfate phương pháp sol-gel”, Luận văn Thạc sĩ Hóa học, Trường Đại học Khoahọc Tự Nhiên TPHCM [3] Đỗ Thị Anh Thư (2011), “Chế tạo nghiên cứu tính chất cảm biến nhạyhơi cồn sở vật liệu oxit perovskit”, Luận án tiến sĩ khoa học vật liệu, Viện khoa học công nghệ vật liệu Hà Nội, 123 trang [4] Ngô Tiến Quyết (2009), “Tổng hợp nghiên cứu đặc trưng hoạt tính xúc tác mang vật liệu mao quản trung bình SBA - 15 ”, Luận văn thạc sĩ khoa học, trường Đại học Quốc gia Hà Nội, 68trang [5] Đỗ Thị Anh Thư (2011), “Chế tạo nghiên cứu tính chất cảm biến nhạy cồn sở vật liệu oxit perovskit”, Luận án tiến sĩ khoa học vật liệu,Viện khoa học công nghệ vật liệu Hà Nội, 123 trang [6] Hoàng Triệu Ngọc (2011), “ Khảo sát điều kiện tổng hợp bột perovskit YFeO3”, Khóa luận tốt nghiệp, chun nghành hóa vơ cơ, trường Đại học Sư Phạm tp.HCM, 47 trang [7] Nguyễn Thị Hạnh(2014),“ Chế tạo nghiên cứu tính chất vật liệu nano bền BaTiO3”, Luận văn tốt nghiệp, chuyên nghành hóa vơ cơ, trường Đại học Sư phạm hà nội,57 trang [8] Chế tạo SrTiO3 có bề mặt đặc trưng sử dụng dòng muối nóng chảy nâng cao họat tính quang xúc tác ứng dụng tách nướcHideki Kato, Makoto Kobayashi, Michikazu Hara Masato Kakihana [9] Nguyễn Văn Dũng, Nguyễn Nhu Liễu, Nguyễn Hữu Trí, Trần Trí Luân (2003), "Nghiên cứu điều chế vật liệu xúc tác quang hóa TiO2 từ sa khống 46 illmenite Việt Nam", Kỷ yếu hội nghị hóa học tồn quốc lần thứ IV, Hà Nội [10] Nguyễn Văn Dũng, Hoàng Hải Phong, Phạm Thúy Loan, Cao Thế Hà, Đào Văn Lượng Bằng (2007), “Nghiên cứu điều chế vật liệu xúc tác quang hóa TiO2 từ sa khống illmenite”, Tạp chí phát triển khoa học công nghệ, 10(6), tr 25-31 Tiếng Anh [11] Q H Yang Photocatalytic oxidation and reduction activity of nanoperovskite ABO oxides, PhD Dissertation, Tianjin University, Tianjin [12] Alex T Kuvarega, Rui W M Krause, and Bhekie B Mamba (2011) “Nitrogen/Palladium-Codoped TiO2 for Efficient Visible Light Photocatalytic Dye Degradation” , American Chemical Society ,115, pp 22110 - 22120 [13] Amy L Linsebigler, Guangquan Lu and John T Yates, (1995) “Photocatalysis on TiO2 surfaces: Principles, Mechanisms and Selected Results”, Chem Rev 95 pp 735-758 [14] Choi WY, Termin A, Hoffmann MR, (1994) “The role of metal ion dopants in quantum-sized TiO2: correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics”, J Phys Chem;84:13669-13679 [15] Duc-Nguyen Bui, Shi-Zhao Kang, Xiangqing Li, Jin Mu (2011) “ Effect of Si doping on the photocatalytic activity and photoelectrochemical property of TiO2 nanoparticles”,Catalysis Communication ,13, (14-17) [16] Feng LR, Lu SJ, Qiu FL Influence of transition elements dopant on the photocatalytic activities of nanometer TiO2 Acta Chimica Sinica [in Chinese] 2002;60(3):463-7 [17] Hao-Li Qin, Guo-Bang Gu, Song Liu (2008), “Preparation of nitrogen-doped titania with visible-light activity and its application”, Comptes Rendus Chimie, 11 (1-2), pp 95-100 47 [18] Hongqi Sun, Yuan Bai, Huijing Liu, Wanqin Jin, Nanping Xu (2009), “Photocatalytic decomposition of 4-chlorophenol over an efficient N-doped TiO2 under sunlight irradiation”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 201 (1), pp 15-22 [19] Jianchun Bao, Kaixi Song, Jiahong Zhou (2008) “Photocatalytic Activity of (Copper, Nitrogen)-Codoped TitaniumDioxide Nanoparticles ”,The American Ceramic Socicty, 91, (1369-1371) [20] Jina Choi, Hyunwoong Park, Michael R Hoffmann, (2010) “Effects of Single Metal-Ion Doping on the Visible-Light Photoreactivity of TiO2”, J Phys Chem C, 114 (2), pp 783-792 [18] Kangqiang Huang, Li Chen, Jianwen Xiong, and Meixiang Liao (2012) “Preparation, characterization of Visible Light-Activated Fe, N co-doped TiO2 and Its Photocatalytic Inactivation Effect on Leukemia Tumors” International Journal of Photoenergy, Article ID 631435 (9) [21] Meng Ni, Michael K.H Leung , Dennis Y.C Leung, K Sumathy (2007), “A review and recent developments splitting using TiO2 for hydrogen in photocatalytic water- production”, Department of Mechanical Engineering, The University of Hong Kong, Pokfulam Road, Hong Kong, Renewable and Sustainable Energy Reviews (11), 401- 425 [22] Teshome Abdo Segne1, Siva Rao Tirukkovalluri1 and Subrahmanyam Challapalli (2011) “Studies on Characterization and Photocatalytic Activities of Visible Light Sensitive TiO2 Nano Catalysts Co-doped with Magnesium and Copper” International Research Journal of Pure & Applied Chemistry, (3), 84-103, India [23] Xiaobo Chen, Samuel S Mao (2007), “Titanium dioxide nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and Applications”, Chemical Reviews, 107 (7), 2891-2959 48 [24] Ye Cong, Jinlong Zhang, Feng Chen, Masakazu Anpo, and Dannong He, (2007) “Preparation, Photocatalytic Activity, and Mechanism of NanoTiO2Co-Doped with Nitrogen and Iron (III)” J Phys Chem C, 111 (28), 10618-10623 [25] Yihe Zhang, Fengzhu Lv, Tao Wu, Li Yu, Rui Zhang, Bo Shen, Xianghai Meng, Zhengfang Ye, Paul K Chu (2011) “ F and Fe co-doped TiO2 with enhanced visible light photocatalytic activity “, J Sol-Gel Sci Technol, 59:387-391 [26] Zhongqing Liu, Yanping Zhou, Zhenghua Li, Yichao Wang, and Changchun Ge (2007), “Enhanced photocatalytic activity of (La, N) codoped TiO, by TiCl4, sol-gel autoigniting synthesis”, 14, p 552 49 PHỤ LỤC Phu ̣ lu ̣c : Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu Nano SrTiO3 4000C Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - H1 200 190 180 d=2.346 160 150 d=2.246 170 140 130 d=2.751 110 100 90 d=1.315 d=1.297 d=1.374 d=2.052 d=1.418 20 d=1.997 d=3.799 30 d=3.023 d=2.939 40 d=3.311 d=3.890 50 d=1.588 d=1.785 60 d=1.945 d=3.482 70 d=1.740 80 d=1.497 d=3.175 Lin (Cps) 120 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: HaiBN H1.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Anode: Cu - WL1: 1.5406 - Generator kV: 40 kV - Generator mA: 40 mA - Creation: 10/08/2017 3:36:06 PM 00-035-0734 (*) - Tausonite, syn - SrTiO3 - WL: 1.5406 - Y: 58.72 % - Cubic - a 3.90500 - b 3.90500 - c 3.90500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pm-3m (221) - - 59.5474 - I/Ic PDF 6.2 - S-Q 20.1 01-084-1778 (C) - Strontianite - SrCO3 - WL: 1.5406 - Y: 13.12 % - Orthorhombic - a 5.10390 - b 8.40220 - c 6.02100 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pmcn (62) - - 258.204 - I/Ic PDF 3.8 - S-Q 00-025-0746 (*) - Strontium Nitrate - Sr(NO3)2 - WL: 1.5406 - Y: 119.26 % - Cubic - a 7.78130 - b 7.78130 - c 7.78130 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P213 (198) - - 471.147 - I/Ic PDF 3.5 - S-Q Phu ̣ lu ̣c 2: Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu Nano SrTiO3 5000C Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - H2 200 190 d=2.764 180 170 160 150 140 130 100 d=2.249 110 d=2.347 Lin (Cps) 120 90 d=1.953 80 d=1.379 d=1.498 d=1.739 d=1.595 20 d=1.787 d=1.824 30 d=2.051 40 d=2.458 d=3.896 50 d=3.184 60 d=3.535 d=3.476 70 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: HaiBN H2.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Anode: Cu - WL1: 1.5406 - Generator kV: 40 kV - Generator mA: 40 mA - Creation: 10/08/2017 3:46:42 PM 1) Left Angle: 31.040 ° - Right Angle: 33.800 ° - Obs Max: 32.366 ° - d (Obs Max): 2.764 - Max Int.: 157 Cps - Net Height: 149 Cps - FWHM: 0.365 ° - Raw Area: 96.91 Cps x deg - Net Area: 73.89 Cps x deg 00-035-0734 (*) - Tausonite, syn - SrTiO3 - WL: 1.5406 - Y: 72.70 % - Cubic - a 3.90500 - b 3.90500 - c 3.90500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pm-3m (221) - - 59.5474 - I/Ic PDF 6.2 - S-Q 30.2 01-084-1778 (C) - Strontianite - SrCO3 - WL: 1.5406 - Y: 22.50 % - Orthorhombic - a 5.10390 - b 8.40220 - c 6.02100 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pmcn (62) - - 258.204 - I/Ic PDF 3.8 - S-Q 00-025-0746 (*) - Strontium Nitrate - Sr(NO3)2 - WL: 1.5406 - Y: 73.84 % - Cubic - a 7.78130 - b 7.78130 - c 7.78130 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P213 (198) - - 471.147 - I/Ic PDF 3.5 - S-Q Phu ̣ lu ̣c 3: Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu Nano SrTiO3 6000C 50 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - H3 500 d=2.763 400 Lin (Cps) 300 d=1.596 d=1.236 d=1.382 d=1.459 d=1.670 d=1.826 d=1.905 d=2.051 d=2.254 d=2.481 d=2.455 d=2.544 d=3.017 d=3.453 d=4.380 d=3.900 100 d=2.849 d=3.535 d=1.954 200 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: HaiBN H3.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Anode: Cu - WL1: 1.5406 - Generator kV: 40 kV - Generator mA: 40 mA - Creation: 10/08/2017 3:57:25 PM 1) Left Angle: 30.650 ° - Right Angle: 33.860 ° - Obs Max: 32.377 ° - d (Obs Max): 2.763 - Max Int.: 317 Cps - Net Height: 310 Cps - FWHM: 0.369 ° - Raw Area: 181.7 Cps x deg - Net Area: 157.7 Cps x deg 00-035-0734 (*) - Tausonite, syn - SrTiO3 - WL: 1.5406 - Y: 35.67 % - Cubic - a 3.90500 - b 3.90500 - c 3.90500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pm-3m (221) - - 59.5474 - I/Ic PDF 6.2 - S-Q 48.6 01-084-1778 (C) - Strontianite - SrCO3 - WL: 1.5406 - Y: 23.29 % - Orthorhombic - a 5.10390 - b 8.40220 - c 6.02100 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pmcn (62) - - 258.204 - I/Ic PDF 3.8 - S-Q Phu ̣ lu ̣c 4: Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu Nano SrTiO3 7000C Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - H4 d=2.761 500 400 d=1.953 Lin (Cps) 300 d=1.236 d=1.265 d=1.426 d=1.381 d=1.595 d=1.541 d=1.826 d=1.904 d=2.049 d=1.982 d=2.255 d=2.475 d=2.450 d=2.598 d=2.551 d=3.444 d=3.908 100 d=2.846 d=3.533 200 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: HaiBN H4.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Anode: Cu - WL1: 1.5406 - Generator kV: 40 kV - Generator mA: 40 mA - Creation: 10/08/2017 4:07:58 PM 1) Left Angle: 30.680 ° - Right Angle: 34.040 ° - Obs Max: 32.396 ° - d (Obs Max): 2.761 - Max Int.: 390 Cps - Net Height: 382 Cps - FWHM: 0.290 ° - Raw Area: 191.2 Cps x deg - Net Area: 166.7 Cps x deg 00-035-0734 (*) - Tausonite, syn - SrTiO3 - WL: 1.5406 - Y: 70.83 % - Cubic - a 3.90500 - b 3.90500 - c 3.90500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pm-3m (221) - - 59.5474 - I/Ic PDF 6.2 - S-Q 72.5 01-084-1778 (C) - Strontianite - SrCO3 - WL: 1.5406 - Y: 16.62 % - Orthorhombic - a 5.10390 - b 8.40220 - c 6.02100 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pmcn (62) - - 258.204 - I/Ic PDF 3.8 - S-Q 51 80 ... khí Vật liệu nano tập trung nghiên cứu nay, chủ yếu vật liệu rắn, sau đến chất lỏng khí Thơng thường vật liệu nano phân thành nhiều loại, phụ thuộc vào hình dạng, cấu trúc vật liệu kích thước vật. .. dây nano, ống nano v.v - Vật liệu nano hai chiều vật liệu chiều có kích thước nano, hai chiều tự Ví dụ: màng mỏng, v.v - Vật liệu nano ba chiều vật liệu dạng khối cấu tạo từ hạt tinh thể Vật liệu. .. chúng Vật liệu ABO3 thể đặc tính thú vị tính chất quang hóa, tính chất sắt điện ,tính chất áp điện nhiều tính chất khác Tuy nhiên, nghiên cứu tập trung nhiều vào tính chất điện từ chúng, nghiên cứu