Tổng Hợp, Nghiên Cứu Đặc Trưng Cấu Trúc Và Hoạt Tính Quang Xúc Tác Của Oxit Nano ZnO Có Pha Tạp Cu2+

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA OXIT NANO ZnO CÓ PHA TẠP Cu2+, Sr2+ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN – NĂM 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA OXIT NANO ZnO CĨ PHA TẠP Cu2+, Sr2+ Ngành: Hóa vơ Mã số: 44 01 13 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ TỐ LOAN THÁI NGUYÊN – NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Tố Loan Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Thị Kiều Trang Xác nhận củaTrưởng khoa Người hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Hiền Lan PGS.TS Nguyễn Thị Tố Loan SYNTHESIS, STUDY ON STRUCTURAL CHARACTERISTICS AND PHOTOCATALYTIC PROPERTIES OF NANOPARTICLES Cu2+ AND Sr2+-DOPED ZnO i LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Tố Loan người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, giáo Ban giám hiệu, phòng Đào tạo, khoa Hóa học - trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài Xin chân thành cảm ơn bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt q trình thực nghiệm hồn thành luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Kiều Trang ii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt iv Danh mục bảng v Danh mục hình vi MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Một số phương pháp điều chế oxit kim loại kích thước nanomet 1.1.1 Phương pháp đồng kết tủa 1.1.2 Phương pháp thủy nhiệt 1.1.3 Phương pháp sol-gel 1.1.4 Phương pháp tổng hợp đốt cháy 1.2 Tổng quan ZnO ZnO pha tạp kim loại 1.2.1 Vật liệu ZnO 1.2.2 Vật liệu ZnO pha tạp kim loại 1.2.3 Ứng dụng ZnO ZnO pha tạp xúc tác quang hóa phân hủy thuốc nhuộm 1.3 Giới thiệu poli (vinyl ancol) metylen xanh 10 1.3.1 Giới thiệu poli (vinyl ancol) 10 1.3.2 Metylen xanh 11 1.4 Các phương pháp nghiên cứu vật liệu 12 1.4.1 Phương pháp phân tích nhiệt 12 1.4.2 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen 13 1.4.3 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua 14 1.4.4 Phương pháp đo phổ tán sắc lượng tia X 15 1.4.5 Phương pháp phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại-khả kiến (DRS) 16 iii 1.4.6 Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại- khả kiến 18 Chương THỰC NGHIỆM 20 2.1 Dụng cụ, hoá chất 20 2.1.1 Dụng cụ, máy móc 20 2.1.2 Hoá chất 20 2.2 Tổng hợp oxit nano ZnO pha tạp Cu2+, Sr2+ phương pháp đốt cháy gel 20 2.3 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng quang xúc tác phân hủy metylen xanh vật liệu 21 2.3.1 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 21 2.3.2 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 22 2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng phần trăm mol Cu2+, Sr2+ pha tạp 23 2.3.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng 23 2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu 23 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 3.1 Kết nghiên cứu vật liệu phương pháp phân tích nhiệt 25 3.2 Kết nghiên cứu vật liệu phương pháp nhiễu xạ Rơnghen 26 3.2.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ % mol Cu2+, Sr2+ pha tạp 26 3.2.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ nung 28 3.3 Kết đo phổ tán sắc lượng tia X mẫu 29 3.4 Kết nghiên cứu mẫu phương pháp hiển vi điện tử truyền qua 30 3.5 Kết đo phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại- khả kiến 32 3.6 Kết nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến phản ứng quang xúc tác 33 3.6.1 Kết khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 33 3.6.2 Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ %mol Cu2+, Sr2+ pha tạp mẫu 34 3.6.3 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng 35 3.6.4 Kết khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu 38 KẾT LUẬN 40 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên đầy đủ CS Combustion Synthesis CTAB Cetyl trimetyl amoni bromua DSC Differential Scanning Calorimetry DTA Differential Thermal Analysis DRS UV-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy EDA Etylen diamin EDX Energy dispersive X- ray GPC Gas Phase Combustion MB Metylen xanh PEG Poly (etylen glicol) PAA Poly (acrylic axit) PGC Polimer Gel Combustion PVA Poly (vinyl ancol) SC Solution Combustion SDS Natri dodecyl sunfat SHS Self Propagating High Temperature Synthesis Process SSC Solid State Combustion TEM Transnission Electron Microscope TGA Thermo Gravimetric Analysis XRD X-Ray Diffraction iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Khối lượng Zn(NO3)2.4H2O, Cu(NO3)2.6H2O Sr(NO3)2.6H2O mẫu 21 Bảng 2.2 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 21 Bảng 3.1 Kích thước tinh thể giá trị d101 mẫu ZnO, C1, C5, C10 S1, S5, S10 nung 500oC 27 Bảng 3.2 Kích thước tinh thể mẫu C1, S1 nung nhiệt độ khác 29 Bảng 3.3 Giá trị bước sóng hấp thụ λ lượng vùng cấm Eg oxit ZnO, C1, C5, C10, S1, S5, S10 33 Bảng 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ % mol Cu2+, Sr2+ pha tạp mẫu C1, C5, C10 (a) S1, S5, S10 (b) đến hiệu suất phân hủy metylen xanh 34 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian chiếu sáng đến hiệu suất phân hủy MB có mặt vật liệu C10 37 Bảng 3.6 Ảnh hưởng thời gian chiếu sáng đến hiệu suất phân hủy MB có mặt vật liệu S10 37 Bảng 3.7 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu C10, S10 đến hiệu suất phân hủy MB 39 v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc lục phương ZnO .5 Hình 1.2 Minh họa chế quang xúc tác chất bán dẫn Hình 1.3 Cơng thức cấu tạo metylen xanh 11 Hình 1.4 Phổ UV-Vis dung dịch metylen xanh 12 Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy đo phổ EDX 16 Hình 1.6 Phản xạ gương phản xạ khuếch tán từ bề mặt nhám 16 Hình 2.1 Đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 22 Hình 3.1 Giản đồ phân tích nhiệt mẫu C1 25 Hình 3.2 Giản đồ phân tích nhiệt mẫu S1 25 Hình 3.3 Giản đồ XRD mẫu ZnO, C1, C5, C10 nung 500oC 26 Hình 3.4 Giản đồ XRD mẫu ZnO, S1, S5, S10 nung 500oC 26 Hình 3.5 Giản đồ XRD mẫu C1 nung 500÷700oC 28 Hình 3.6 Giản đồ XRD mẫu S1 nung 500÷700oC 28 Hình 3.7 Phổ EDX mẫu C10 nung 500oC 29 Hình 3.8 Phổ EDX mẫu S10 nung 500oC 29 Hình 3.9 Ảnh TEM mẫu ZnO nung 500oC 30 Hình 3.10 Ảnh TEM mẫu C1 nung 500oC 30 Hình 3.11 Ảnh TEM mẫu C5 nung 500oC 31 Hình 3.12 Ảnh TEM mẫu C10 nung 500oC 31 Hình 3.13 Ảnh TEM mẫu S10 nung 500oC 31 Hình 3.14 Phổ DRS mẫu ZnO C1, C5, C10 32 Hình 3.15 Phổ DRS mẫu ZnO S1, S5, S10 32 Hình 3.16 Phổ UV-Vis metylen xanh nhiệt độ phòng có mặt vật liệu C10 (a) S10 (b) 33 Hình 3.17 Phổ UV-Vis sản phẩm phân hủy MB cho ZnO, C1, C5, C10 (a) S1, S5, S10 (b) vào dung dịch MB chiếu đèn UV 240 phút vi 34 Hình 3.18 Phổ UV-Vis sản phẩm phân hủy metylen xanh có mặt vật liệu C10 (a) S10 (b) chiếu sáng đèn UV 36 Hình 3.19 Sự phụ thuộc ln(Co/Ct) vào thời gian phản ứng có mặt vật liệu C10 (a) S10 (b) 38 Hình 3.20 Sự phụ thuộc hiệu suất phân hủy MB vào khối lượng vật liệu C10 (a) S10 (b) 39 vii 100mg vật liệu C10 lớn 75mg vật liệu S10 hiệu suất phân hủy MB giảm Bởi vì, khối lượng vật liệu tăng nhiều làm cản trở hoạt động tâm phản ứng dẫn đến hiệu suất phân hủy giảm Bảng 3.7 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu C10, S10 đến hiệu suất phân hủy MB Vật liệu C10 Khối STT Vật liệu S10 lượng vật liệu Co(mg/l) Ct(mg/l) H (%) Co(mg/l) Ct(mg/l) H (%) (mg) 10 9,89 6,24 36,84 10,03 5,46 45,58 25 9,64 4,57 52,59 9,24 4,01 56,61 50 9,83 1,82 81,44 9,46 1,84 80,56 75 9,29 0,89 90,46 10,15 0,51 94,98 100 9,01 0,70 92,28 9,51 1,56 83,56 150 8,93 2,02 77,39 - - - Hình 3.20 Sự phụ thuộc hiệu suất phân hủy MB vào khối lượng vật liệu C10 (a) S10 (b) 39 KẾT LUẬN Căn vào kết đạt đưa kết luận sau đây: Đã tổng hợp mẫu ZnO, C1, C5, C10, S1, S5, S10 phương pháp đốt cháy gel với chất poli vinyl ancol Đã nghiên cứu mẫu số phương pháp vật lí hóa lí Cụ thể sau: - Bằng phương pháp phân tích nhiệt xác định nhiệt độ nung mẫu 450oC - Bằng phương pháp nhiễu xạ Rơnghen cho thấy, mẫu C1, C5, C10 xuất đồng thời pha CuO, ZnO Với mẫu S1, S5, S10 pha ZnO xuất pha SrCO3 - Bằng phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) cho thấy, hạt oxit thu hình cầu, phân bố đồng với kích thước hạt khoảng 30 nm - Phổ tán sắc lượng tia X cho thấy, mẫu thu có độ tinh khiết cao - Kết đo phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại- khả kiến cho thấy, tăng % mol Cu2+ pha tạp từ 0÷10% lượng vùng cấm oxit ZnO giảm từ 3,1 eV xuống đến 2,28 eV Khi tăng % Sr2+ pha tạp từ 0÷10% lượng vùng cấm oxit ZnO giảm từ 3,1 eV xuống đến 2,30 eV Đã nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến hiệu suất phân hủy metylen xanh có mặt vật liệu ZnO, C1, C5, C10, S1, S5, S10 chiếu sáng đèn UV Kết cho thấy, điều kiện nghiên cứu:  Khi % mol Cu2+, Sr2+ pha tạp tăng hiệu suất phân hủy MB có mặt vật liệu C1, C5, C10, S1, S5, S10 tăng so với có mặt ZnO  Khi tăng thời gian phản ứng hiệu suất phân hủy MB tăng Sau 360 phút hiệu suất phân hủy MB đạt 85,82% có mặt vật liệu C10 đạt 40 88,74% có mặt vật liệu S10  Khi khối lượng chất xúc tác C10 tăng từ 10÷100mg S10 tăng từ 10÷75mg hiệu suất phân hủy MB tăng Tuy nhiên, khối lượng lớn 100mg vật liệu C10 lớn 75mg vật liệu S10 hiệu suất phân hủy MB giảm Kết nghiên cứu động học phản ứng phân hủy metylen xanh có mặt vật liệu C10, S10 xảy theo phương trình động học bậc 1với hệ số hồi quy cao (R2>0,97) 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Vũ Đăng Độ (2001), Các phương pháp vật lí hóa học, Nhà xuất Giáo dục Võ Triều Khải (2014), “Tổng hợp nano kẽm oxit có kiểm sốt hình thái số ứng dụng”, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Nguyễn Thị Tố Loan (2011), “Nghiên cứu chế tạo số nano oxit sắt, mangan khả hấp phụ asen, sắt, mangan nước sinh hoạt”, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Nguyễn Thị Tố Loan, Chu Thị Ánh Ngọc (2014), “Nghiên cứu tổng hợp oxit nano ZnO có pha tạp Al phương pháp đốt cháy gel”, Tạp chí hóa học, T.52(5A), tr 224-228 Phạm Luận (2006), “Phương pháp phân tích phổ nguyên tử”, NXB Đại học QGHN, Hà Nội Hồng Nhâm (2003), Hóa vơ tập 3, Nhà xuất Giáo dục Nguyễn Tiến Tài (1997), Giáo trình phân tích nhiệt, Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Nguyễn Đình Triệu (1999), “Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh A Elhat, A Hadri, F.Z Chafi, B Fares, N Hassanain, A M zerd (2017), “Efectul Cu asupra proprietatilor fizice ale ZnO Sintetizat prin tehnica pulverizarii Cu piroliza effect of Cu on the physical properties of ZnO synthesized by spray pyrolysis technique”, Revista Romana de Materiale / Romanian Journal of Materials, 47 (1), 71 – 77 10 C.Aydın, M.S.AbdEl-sadek, Kaibo Zheng, I.S Yahia, F Yakuphanoglu (2013), “Synthesis, diffused reflectance and electrical properties of 42 nanocrystalline Fe-doped ZnO via sol–gel calcination technique”, Optics & Laser Technology, 48, 447-452 11 C N R Rao, A Muller, A K Cheetham (2004), “The Chemistry of Nanomaterials: Synthesis, Properties and Applications”, Wileyvch Verlag GmbH & Co.KGaA, Weinheim 12 Cheng-Shiung Lin, Chyi-Ching Hwang, Wei-Hua Lee, Wei-Yin Tong (2007), “Preparation of zinc oxide (ZnO) powders with different types of morphology by a combustion synthesis method”, Materials Science and Engineering B, 140, 31–37 13 Fu Y Q., Luo J K., Du X Y., Flewitt A J., Li Y., Markx G H., Walton A J., Milne W I (2010), “Recent developments on ZnO films for acoustic wave based bio-sensing and microfluidic applications: a review”, Sens Actuat B: Chem., Vol 143, 606-619 14 Kashinath C.Patil, S.T.Aruna, Tanu Mimani (2002), “Combustion synthesis: an update”, Current Opinion in Solid State annd Materials Science, 6, 507 512 15 Khizar Hayat, M.A Gondal, Mazen M Khaled, Shakeel Ahmed, Ahsan M Shemsi (2011), “Nano ZnO synthesis by modified sol gel method and its application in heterogeneous photocatalytic removal of phenol from water”, Applied Catalysis A: General, 393,122–129 16 K Pradeev raj, K Sadaiyandi, A Kennedy, R Thamizselvi (2016), “Structural, optical, photoluminescence and photocatalytic assessment of Srdoped ZnO nanoparticles”, Materials Chemistry and Physics, doi: 10.1016/j.matchemphys.2016.07.068 17 L.L Hench and J.K West (1990),“The sol- gel process”, Chemical reviews, 90 (1), pp 33-72 18 L.Z Pei, H.S Zhao, W.Tan, H.Y Yu, Y.W Chen, QianFeng Zhang (2009),“Single crystalline ZnO nanorods grown by a simple hydrothermal process”, Materials characterization, Vol 60, 1063 - 1067 43 19 Leo Chau-Kuang Liau, Ji-Siou Huang (2017),“Energy-level variations of Cu-doped ZnO fabricated fabricated fabricated”, Journal of Alloys and Compounds, 702, 153-160 20 Lu L., Li R., Peng T., Fan K., Dai K (2011), “Effects of rare earth ion modifications on the photoelectrochemical properties of ZnO-based dyesensitized solar cells”, Renewable Energy, 36, pp 3386 - 3393 21 M Salem, Massoudi, S Akir, Y Litaiem, M Gaidi, K Khiroun (2017),“Photoelectrochemical and opto-electronic properties tuning of ZnO films: Effect of Cu doping content”, Journal of Alloys and Compounds, 722, 313-320 22 M Rezaei, A Habibi- Yangjeh (2013),“Simple and large scale refluxing method for preparation of Ce- doped ZnO nanostructures as highly efficient photocatalyst”, Applied Sueface Science, 265, 591- 596 23 Napaporn Thaweesaeng, Sineenart Supankit, Wichar Techidhe Wisanu (2013),“Pecharapa Structure properties of as-synthesized Cu-doped nanopowder synthesized by co-precipitation method”, Energy Procedia, 34, 682-688 24 N Daneshvar, M H Rasoulifard, A R Khataee, F Hosseinzadous (2007), “Removal of C I Acid Orange from aqueous solution by UV irradiation in the presence of ZnO nanopowder”, Journal of Hazardous Materials, 143, 95-101 25 Nimisha N Kumaran, K Muraleedharan (2017),“Photocatalytic activity of ZnO and Sr2+ doped ZnO nanoparticles”, Journal of Water Process Engineering, 17, 264–270 26 Patil K C and Aruna S T (2002),“Redox methods in SHS practice in selfpropagating high temperature synthesis of materials”, Taylor and Francis, New York 27 Park H Y., Go H Y., Kalme S., Mane R S., Han S H., Yoon M Y (2009), “Zinc oxide nanoparticles for selective destruction of tumor cells and 44 potential for drug delivery applications”, Anal Chem., Vol 81, pp 42804284 28 Parasharam M Shirage, Amit Kumar Rana, Yogendra Kumar, Somaditya S G Leonardib and G Nerib (2016),“Sr- and Ni-doping in ZnO nanorods synthesized by asimpl ewet chemical method as excellent materials for CO and CO2 gas sensing”, RSC Adv, 6, 82733-82742 29 P.Gowthaman, M.Saroja, M.Venkatachalam, J.Deenathayalan, S.Shankar (2014),“Doping effects of Strontium on ZnO Nanorods and their Photocatalytic properties”, Journal of NanoScience and Nano Technology, 377-383 , 2279 – 0381 30 Shu - Ting Liu, Ao - Bo Zhang, Kang - Kang Yan, Ying Ye, Xue - Gang Chen (2014), “Microwave - enhanced catalytic degradation of methylene blue by porous MFe2O4 (M =Mn, Co) nanocomposites: Pathways and mechanisms”, Separation and Purification Technology, 135, 35 - 41 31 S Sriram, K.C Lalithambika, A Thayumanavan (2017), “Experimental and theoretical investigations of photocatalytic activity of Cu doped ZnO nanoparticles”, Optik, 139, 299–308 32 Tamanna Bhuyan Manika Khanuja, R Sharma, S patel, M.R Reddy, S Anand, A Varma (2015), “A comparative study of pure and copper (Cu)doped ZnO nanorods for antibacteial and photocatalytic applications with their mechanism of action”, J Nanopart Res,17, 288-299 33 J Mera, C Córdoba, J Doria, C Paucar, A Gómez, D Fuchs, O Morán (2012), “Distinct mangnetic response of nanograined Zn1-xMnxO (x= ¼, 0, 0,02, 0,1) powders and thin film: Focus on the effect of working”, Vacuum, 86, pp 1605- 1612 34 Wang H., Li C., Zhao H., Li R., Liu J (2013), “Synthesis, characterization, and electrical conductivity of ZnO with different morphologies”, PowderTechnology, 239, 266-271 45 35 Zhao J., Wang L., Yan X., Yang Y., Lei Y., Zhou J., Huang Y., Gu Y., Zhang Y (2011), “Structure and photocatalytic activity of Ni-doped ZnO nanorods”, Mater Res Bull Vol 46, 1207–1210 46 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Giản đồ XRD mẫu ZnO, C1÷C10 nung 500oC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - ZnOTK-500 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 d=2.474 1300 1100 1000 200 100 d=1.236 d=1.406 300 d=1.299 d=1.910 400 d=1.624 500 d=1.378 600 d=1.358 700 d=1.476 800 d=2.601 900 d=2.815 Lin (Cps) 1200 20 80 70 60 50 40 30 2-Theta - Scale File: TrangTN ZnOTK-500.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: 17/08/2017 2:21:1 1) Left Angle: 35.270 ° - Right Angle: 37.730 ° - Obs Max: 36.268 ° - d (Obs Max): 2.475 - Max Int.: 1063 Cps - Net Height: 1041 Cps - FWHM: 0.244 ° - Raw Area: 350.7 Cps x deg - Net Area: 299.4 Cps x deg 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - WL: 1.5406 - Y: 73.95 % - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0.0072,29) Giản đồ XRD oxit nano ZnO nung 500oC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T1-500 1500 1400 1300 d=2.475 1200 1100 1000 800 d=2.813 700 600 d=1.238 100 d=1.300 d=1.407 200 d=1.357 300 d=1.378 d=1.911 400 d=1.477 500 d=1.624 d=2.603 Lin (Cps) 900 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: TrangTN T1-500.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: 03/08/2017 9:26:13 AM 1) Left Angle: 35.060 ° - Right Angle: 37.340 ° - Obs Max: 36.265 ° - d (Obs Max): 2.475 - Max Int.: 977 Cps - Net Height: 949 Cps - FWHM: 0.266 ° - Raw Area: 357.4 Cps x deg - Net Area: 294.0 Cps x deg 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - WL: 1.5406 - Y: 82.07 % - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0.0072,29) 00-048-1548 (*) - Tenorite, syn - CuO - WL: 1.5406 - Y: 1.49 % - Monoclinic - a 4.68830 - b 3.42290 - c 5.13190 - alpha 90.000 - beta 99.506 - gamma 90.000 - Base-centered - C2/c (15) - - 81.2237 - F30= 65(0.0148,31) Giản đồ XRD mẫu C1 nung 500oC 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T5-500 1500 1400 1300 1200 d=2.475 1100 1000 800 d=2.813 700 d=1.238 100 d=1.303 200 d=2.327 d=2.523 300 d=1.406 d=1.911 400 d=1.359 d=1.625 500 d=1.379 d=2.603 600 d=1.477 Lin (Cps) 900 20 80 70 60 50 40 30 2-Theta - Scale File: TrangTN T5-500.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: 03/08/2017 9:36:51 AM 1) Left Angle: 35.150 ° - Right Angle: 37.190 ° - Obs Max: 36.262 ° - d (Obs Max): 2.475 - Max Int.: 886 Cps - Net Height: 851 Cps - FWHM: 0.269 ° - Raw Area: 356.8 Cps x deg - Net Area: 281.6 Cps x deg 2) Left Angle: 37.970 ° - Right Angle: 39.350 ° - Obs Max: 38.701 ° - d (Obs Max): 2.325 - Max Int.: 56.9 Cps - Net Height: 35.7 Cps - FWHM: 0.450 ° - Raw Area: 44.90 Cps x deg - Net Area: 15.52 Cps x deg 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - WL: 1.5406 - Y: 81.10 % - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0.0072,29) 00-048-1548 (*) - Tenorite, syn - CuO - WL: 1.5406 - Y: 4.58 % - Monoclinic - a 4.68830 - b 3.42290 - c 5.13190 - alpha 90.000 - beta 99.506 - gamma 90.000 - Base-centered - C2/c (15) - - 81.2237 - F30= 65(0.0148,31) Giản đồ XRD mẫu C5 nung 500oC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T10-500 1500 1400 1300 1200 1100 d=2.475 1000 800 700 d=2.811 100 d=1.236 d=1.707 d=1.864 200 d=1.378 d=2.323 300 d=1.407 d=1.910 400 d=1.476 d=1.624 500 d=1.357 d=2.600 600 d=2.526 Lin (Cps) 900 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: TrangTN T10-500.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: 17/08/2017 10:36:55 1) Left Angle: 35.840 ° - Right Angle: 37.100 ° - Obs Max: 36.276 ° - d (Obs Max): 2.474 - Max Int.: 830 Cps - Net Height: 758 Cps - FWHM: 0.263 ° - Raw Area: 303.9 Cps x deg - Net Area: 222.3 Cps x deg 2) Left Angle: 37.940 ° - Right Angle: 39.770 ° - Obs Max: 38.782 ° - d (Obs Max): 2.320 - Max Int.: 97.0 Cps - Net Height: 65.9 Cps - FWHM: 0.364 ° - Raw Area: 85.40 Cps x deg - Net Area: 28.76 Cps x deg 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - WL: 1.5406 - Y: 90.03 % - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0.0072,29) 00-048-1548 (*) - Tenorite, syn - CuO - WL: 1.5406 - Y: 11.09 % - Monoclinic - a 4.68830 - b 3.42290 - c 5.13190 - alpha 90.000 - beta 99.506 - gamma 90.000 - Base-centered - C2/c (15) - - 81.2237 - F30= 65(0.0148,31) Giản đồ XRD mẫu C10 nung 500oC 80 Phụ lục 2: Giản đồ XRD mẫu S1÷S10 nung 500oC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S1-500 800 d=2.474 700 600 400 d=2.601 d=2.814 Lin (Cps) 500 d=1.237 d=1.302 d=1.358 d=3.525 100 d=1.405 d=1.909 200 d=1.378 d=1.476 d=1.624 300 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: TrangTN S1-500.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 1) Left Angle: 35.270 ° - Right Angle: 37.790 ° - Left Int.: 32.2 Cps - Right Int.: 12.9 Cps - Obs Max: 36.269 ° - d (Obs Max): 2.475 - Max Int.: 554 Cps - Net Height: 529 Cps - FWHM: 0.362 ° - Chord Mid.: 36.271 ° - Int Br 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - Y: 70.71 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0 01-084-1778 (C) - Strontianite - SrCO3 - Y: 3.67 % - d x by: - WL: 1.5406 - 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 Giản đồ XRD mẫu S1 nung 500oC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S5-500 800 d=2.475 700 600 d=2.812 d=1.377 d=1.407 d=1.824 d=2.051 d=1.982 d=2.251 100 d=2.185 d=1.909 200 d=1.477 d=1.624 300 d=1.358 d=2.602 400 d=3.536 d=3.451 Lin (Cps) 500 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: TrangTN S5-500.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X 1) Left Angle: 35.030 ° - Right Angle: 37.700 ° - Left Int.: 30.7 Cps - Right Int.: 12.2 Cps - Obs Max: 36.279 ° - d (Obs Max): 2.474 - Max Int.: 532 Cps - Net Height: 510 Cps - FWHM: 0.356 ° - Chord Mid.: 36.281 ° - Int Br 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - Y: 98.26 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0 01-084-1778 (C) - Strontianite - SrCO3 - Y: 13.19 % - d x by: - WL: 1.5406 - 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 Giản đồ XRD mẫu S5 nung 500oC 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S10-500 800 700 d=2.475 600 d=1.406 d=1.358 d=1.378 d=1.477 d=1.543 d=1.567 d=1.827 d=2.052 d=1.986 d=2.183 100 d=3.021 d=3.450 200 d=1.910 d=3.536 300 d=1.624 d=2.602 d=2.815 400 80 70 60 50 40 30 20 2-Theta - Scale File: TrangTN S10-500.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 1) Left Angle: 35.420 ° - Right Angle: 37.310 ° - Left Int.: 25.5 Cps - Right Int.: 14.7 Cps - Obs Max: 36.264 ° - d (Obs Max): 2.475 - Max Int.: 519 Cps - Net Height: 499 Cps - FWHM: 0.338 ° - Chord Mid.: 36.264 ° - Int Br 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - Y: 80.92 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0 01-084-1778 (C) - Strontianite - SrCO3 - Y: 20.19 % - d x by: - WL: 1.5406 - 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 Giản đồ XRD mẫu S10 nung 500oC Phụ lục 3: Giản đồ XRD mẫu C1 nung nhiệt độ khác Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T1-500 1500 1400 1300 d=2.475 1200 1100 1000 900 800 d=2.813 700 600 d=1.238 100 d=1.300 d=1.407 200 d=1.378 300 d=1.357 d=1.911 400 d=1.477 500 d=1.624 d=2.603 Lin (Cps) Lin (Cps) 500 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: TrangTN T1-500.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: 03/08/2017 9:26:13 AM 1) Left Angle: 35.060 ° - Right Angle: 37.340 ° - Obs Max: 36.265 ° - d (Obs Max): 2.475 - Max Int.: 977 Cps - Net Height: 949 Cps - FWHM: 0.266 ° - Raw Area: 357.4 Cps x deg - Net Area: 294.0 Cps x deg 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - WL: 1.5406 - Y: 82.07 % - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0.0072,29) 00-048-1548 (*) - Tenorite, syn - CuO - WL: 1.5406 - Y: 1.49 % - Monoclinic - a 4.68830 - b 3.42290 - c 5.13190 - alpha 90.000 - beta 99.506 - gamma 90.000 - Base-centered - C2/c (15) - - 81.2237 - F30= 65(0.0148,31) Giản đồ XRD mẫu C1khi nung 500oC 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T1-600 d=2.475 1500 1400 1300 1200 1100 d=2.813 1000 800 d=2.602 Lin (Cps) 900 700 100 d=1.201 d=2.327 200 d=1.300 d=1.407 300 d=1.238 d=1.378 400 d=1.358 d=1.910 500 d=1.477 d=1.624 600 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: TrangTN T1-600.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: 03/08/2017 8:53:53 AM 1) Left Angle: 35.300 ° - Right Angle: 37.250 ° - Obs Max: 36.279 ° - d (Obs Max): 2.474 - Max Int.: 1287 Cps - Net Height: 1264 Cps - FWHM: 0.219 ° - Raw Area: 357.7 Cps x deg - Net Area: 313.1 Cps x deg 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - WL: 1.5406 - Y: 74.75 % - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0.0072,29) 00-048-1548 (*) - Tenorite, syn - CuO - WL: 1.5406 - Y: 1.58 % - Monoclinic - a 4.68830 - b 3.42290 - c 5.13190 - alpha 90.000 - beta 99.506 - gamma 90.000 - Base-centered - C2/c (15) - - 81.2237 - F30= 65(0.0148,31) Giản đồ XRD mẫu C1khi nung 600oC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - T1-700 1800 d=2.474 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1000 d=2.814 900 d=2.602 800 200 100 d=1.238 d=1.407 300 d=1.302 400 d=1.378 500 d=1.477 d=1.624 600 d=1.359 700 d=1.910 Lin (Cps) 1100 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: TrangTN T1-700.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: 03/08/2017 9:15:30 AM 1) Left Angle: 35.360 ° - Right Angle: 37.070 ° - Obs Max: 36.275 ° - d (Obs Max): 2.474 - Max Int.: 1493 Cps - Net Height: 1475 Cps - FWHM: 0.204 ° - Raw Area: 361.0 Cps x deg - Net Area: 330.1 Cps x deg 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - WL: 1.5406 - Y: 64.67 % - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0.0072,29) 00-048-1548 (*) - Tenorite, syn - CuO - WL: 1.5406 - Y: 0.78 % - Monoclinic - a 4.68830 - b 3.42290 - c 5.13190 - alpha 90.000 - beta 99.506 - gamma 90.000 - Base-centered - C2/c (15) - - 81.2237 - F30= 65(0.0148,31) Giản đồ XRD mẫu C1khi nung 700oC 80 Phụ lục 4: Giản đồ XRD mẫu S1 nung nhiệt độ khác Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S1-500 800 d=2.474 700 600 400 d=2.601 d=2.814 Lin (Cps) 500 d=1.237 d=1.302 d=1.358 d=3.525 100 d=1.405 d=1.909 200 d=1.378 d=1.476 d=1.624 300 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: TrangTN S1-500.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X: 1) Left Angle: 35.270 ° - Right Angle: 37.790 ° - Left Int.: 32.2 Cps - Right Int.: 12.9 Cps - Obs Max: 36.269 ° - d (Obs Max): 2.475 - Max Int.: 554 Cps - Net Height: 529 Cps - FWHM: 0.362 ° - Chord Mid.: 36.271 ° - Int Br 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - Y: 70.71 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0 01-084-1778 (C) - Strontianite - SrCO3 - Y: 3.67 % - d x by: - WL: 1.5406 - 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 Giản đồ XRD mẫu S1khi nung 500oC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S1-600 d=2.475 1000 900 800 d=2.812 700 d=2.601 500 d=1.237 100 d=1.302 d=1.406 200 d=1.358 d=1.910 d=1.477 300 d=1.378 d=1.623 400 d=3.541 Lin (Cps) 600 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: TrangTN S1-600.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X 1) Left Angle: 35.210 ° - Right Angle: 37.610 ° - Left Int.: 30.1 Cps - Right Int.: 16.0 Cps - Obs Max: 36.275 ° - d (Obs Max): 2.474 - Max Int.: 872 Cps - Net Height: 848 Cps - FWHM: 0.260 ° - Chord Mid.: 36.276 ° - Int Br 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - Y: 67.76 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0 01-084-1778 (C) - Strontianite - SrCO3 - Y: 3.01 % - d x by: - WL: 1.5406 - 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 Giản đồ XRD mẫu S1khi nung 600oC 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - S1-700 d=2.474 1500 1400 1300 1200 1100 d=2.814 1000 d=2.601 800 700 100 d=1.238 200 d=1.302 d=1.406 300 d=1.377 400 d=1.358 d=1.910 500 d=1.476 d=1.624 600 d=3.532 Lin (Cps) 900 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: TrangTN S1-700.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 80.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.3 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - X 1) Left Angle: 35.660 ° - Right Angle: 37.550 ° - Left Int.: 26.5 Cps - Right Int.: 12.4 Cps - Obs Max: 36.261 ° - d (Obs Max): 2.475 - Max Int.: 1320 Cps - Net Height: 1298 Cps - FWHM: 0.167 ° - Chord Mid.: 36.267 ° - Int 00-036-1451 (*) - Zincite, syn - ZnO - Y: 83.71 % - d x by: - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 3.24982 - b 3.24982 - c 5.20661 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63mc (186) - - 47.6216 - F27=130(0 01-084-1778 (C) - Strontianite - SrCO3 - Y: 1.55 % - d x by: - WL: 1.5406 - 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 Giản đồ XRD mẫu S1khi nung 700oC 80 ... NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ KIỀU TRANG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA OXIT NANO ZnO CĨ PHA TẠP Cu2+, Sr2+ Ngành: Hóa vơ Mã số: 44 01 13 LUẬN VĂN... dụng vào thực tế, kích thước hạt hình thái học oxit đóng vai trò quan trọng Trên sở tiến hành thực đề tài: Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc hoạt tính quang xúc tác oxit nano ZnO có pha tạp. .. Để cải thiện hoạt tính xúc tác, nhiều loại kim loại hay oxit kim loại pha tạp vào ZnO để ức chế tái kết hợp điện tử lỗ trống sinh quang hóa [35] Oxit ZnO pha tạp Cu2+ chất quang xúc tác hiệu cho