Nghiên cứu điều chế bột tio2 kích thước nano pha tạp nitơ và natri

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Vũ Thị Phƣơng Thúy ̀ Ƣ́ NGHIÊN CƢƢ́U ĐIÊU CHÊ BÔṬ TiO2 KÍCH THƢỚC NANO PHA TAPP̣ NITƠ VÀNATRI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Vũ Thị Phƣơng Thúy ̀ Ƣ́ NGHIÊN CƢƢ́U ĐIÊU CHÊ BÔṬ TiO2 KÍCH THƢỚC NANO PHA TAPP̣ NITƠ VÀNATRI Chuyên ngành: Hóa vô Mã số: 60440113 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGÔ SỸ LƢƠNG Hà Nội – Năm 2014 LỜI CẢM ƠN Luâṇ văn thacc̣ si ̃này đươcc̣ hoàn thành taị phòng thí nghiệm Vật liệu mới của bô c̣môn Hóa vô cơ, khoa Hóa hocc̣, trường đaị hocc̣ Khoa hocc̣ tư c̣nhiên, đaị hocc̣ Quốc gia Hà Nôị Đểhoàn thành đươcc̣ luâṇ văn thacc̣ si n ̃ ày , em xin đươcc̣ gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS TS Ngô Sỹ Lương người thầy đãgiao đềtài và tâṇ tình hướng dẫn , giúp đỡ ,chỉ bảo sâu sắc về mặt khoa học và thực nghiệm suốt quá trình em thưcc̣ hiêṇ và hoàn thành luâṇ văn này Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô ở bô c̣môn Hóa vô , các anh chi c̣và các baṇ phòng thínghiêṃ Vâṭ liêụ mới đãtaọ điều kiêṇ và giúp đỡ em suốt thời gian làm luận văn Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới bốme, c̣chị em gia đình đã chu cấp vềmăṭ tài chiń h và đôngc̣ viên vềmăṭ tinh thần cho em yên tâm hocc̣ tâ.pc̣ Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Học viên Vũ Thị Phương Thúy MỤC LỤC ̀ MỞĐÂU CHƢƠNG 1- TÔNG QUAN ̀ 1.1GIỚI THIÊỤ VÊTITAN ĐIOXIT KÍCH THƢỚC NANÔ MÉT 1.1.1Cấu trúc tính chất vật lý TiO2 1.1.2 Sự chuyển dạng thù hình của titan đioxit 1.1.3 Tính chất hóa học titan đioxit 1.1.4 Các ứng dụng vật liệu TiO2 kích thƣớc nm 1.2 GIỚI THIỆU VỀ TiO2 KÍCH THƢỚC NANO M 1.3 PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU NAN 1.3.1 Một số phương pháp vật lý 1.3.2 Một số phương pháp hóa học điển hình 1.4 CÁC NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ TiO2 PHA TA 1.5 MÔṬ SÔ NGHIÊN CƢƢ́U ĐIÊU CHÊ TiO PHA TAPP̣ BẰNG CHẤT N(-III) 1.6 MỘT SỐ KẾT LUẬN RÚT RA TỪ CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO Chƣơng 22.1 Mục tiêu nội dung nghiên cứu luận văn 2.1.1.Mục tiêu nghiên cứu 2.1.2.Các nội dung nghiên cứu 2.2 2.2.1 2.2.2.Dụng cụ thiết bị 2.3 Thực nghiệm điều chế bột TiO2 kích thƣớc nm 2.4 Các phƣơng pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp đo quang xác định hiệu suất quang xúc của sản phẩm 2.4.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 2.4.3 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua TEM 2.4.4 Phổ tán xạ lƣợng tia X ( EDS ) 2.4.5 Phương pháp phân tích nhiệt Ƣ́ Chƣơng 3- KÊT QUẢNGHIÊN CƢƢ́U VÀTHẢO LUÂṆ 3.1 Các yếu tố ảnh hƣởng đến cấu truc tinh thể – thành phần pha quang xuc tac cua san phẩm bôṭTiO Ƣ́ 3.1.1 Ả 3.1.2.Ảnh hƣởng tỷ lệ NaOH /TiO2 3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nung 3.2 Quy trình điều chế N-Na.TiO2 dạng bột kích thƣớc nm 3.2.1 Q 3.2.2 Cá 3.2.3 Các đặc trƣng cấu trúc tính chất sản phẩm 3.2.3.1 Kết quả đo nhiễu xạ tia X (XRD) 3.2.3.2 Kết quả đo EDS 3.2.3.3 Kết quả đo TEM Ƣ́ KÊT LUÂṆ TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số tính chất dạng anata rutin Bảng 1.2: Sản lƣợng titan đioxit thế giới qua số năm Bảng 2.1 Nồng độ dung dịch MB độ hấp thụ quang Bảng 3.1 hiệu suất phân hủy quang mẫu nghiên cứu Bảng 3.2 Kích thƣớc hạt tinh thểtrung binh ̀ Bảng 3.3 Bảng hiệu suất phân hủy quang mẫu nghiên cứu Bảng 3.4 Kích thƣớc hạt tinh thểtrung binh ̀ Bảng 3.5 kích thƣớc hạt tinh thểtrung binh ̀ Bảng 3.6 Bảng hiệu suất phân hủy quang mẫu nghiên cứu Bảng 3.7 Hiệu suất phân hủy quang mẫu nghiên cứu thời gian nung khác DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cấu trúc tinh thể các dạng thù hình của TiO2 Hình 1.2 Lượng TiO2 sử dụng hằng năm lĩnh vực quang xúc tác Hình 2.1 Sơ đồ trình thực nghiệm ảnh hƣờng % mol Na.TiO Hình 2.2: Quang phổ đèn compact 40W hiệu Golsta Hình 2.3: Thiết bị phản ứng phân hủy xanh metylen (MB) Hình 2.4 Đồ thị phƣơng trình đƣờng chuẩn biểu diễn phụ thuộc độ hấp thụ quang Abs nồng độ xanh metylen Hình 2.5 Sự phản xạ bề mặt tinh thể Hình 2.6 Nhiễu xạ kế tia X D8- Advance 5005 (CHLB Đức) Hình 2.7: Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng tỉ lệ % mol N.TiO2 hủy quang mẫu nghiên cứu Hình 3.2: Phổ EDS thành phần hóa học sản phẩm N-TiO Hình 3.3.Giản đồ XRD mẫu sản phẩm N-TiO N.TiO2 khác Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng tỷ lệ % mol Na.TiO2 đến hiệu suất phân hủy quang mẫu nghiên cứu Hình 3.5 Phổ EDS thành phần hóa học sản phẩm N-Na.TiO Hình 3.6 Giản đồ XRD mẫu sản phẩm N-Na.TiO mol Na.TiO2 khác Kích thƣớc hạt tinh thể trung bình tính theo phƣơng trình Scherrer nhỏ (nhƣ đƣợc bảng 3.4) Hình 3.7 Giản đồ phân tích nhiệ Hình 3.8 Giản đồ phân tích nhiệ Hình 3.9 Giản đồ XRD phụ thuộ Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng nhiệt độ nung đến Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng thời gian nung đến hiệu suất phân hủy quang xúc tác Hình 3.12 Giản đồ XRD phụ thuộc vào thơi gian nung ̀ Hình 3.13 Sơ đồ trình thực nghiệm điều chế bột nano N-Na.TiO2 theo phƣơng pháp thủy phân Hình 3.14 Giản đồ XRD mcủa hai mẫu sản phẩm ứng với tỉ lệ % mol Hình 3.15 Phổ EDS và thành phần hóa học của sản phẩm N-Na.TiO2 Hình 3.16 Ảnh TEM bột N-Na TiO2 với tỉ lệ % mol N.TiO2 = 2.4% tỉ lệ % mol N.TiO2 = 0.54% ̀ MỞĐÂU Titan đioxit (TiO2) chất bán dẫn có dải trống lƣợng rutin 3.05 eV anata 3.25 eV nên có khả thực phản ứng quang xúc tác Khả quang xúc tác TiO2 thể hiệu ứng: quang khử nƣớc điện cực TiO2, tạo bề mặt siêu thấm nƣớc quang xúc tác phân hủy chất hữu dƣới ánh sáng tử ngoại λ < 380 nm Vì vật liệu TiO2 đƣợc nghiên cứu sử dụng nhiều, lĩnh vực xử lý mơi trƣờng nƣớc khí với vai trị xúc tác quang Tuy nhiên phần xạ tử ngoại quang phổ mặt trời đến bề mặt trái đất chiếm ~ 4% nên việc sử dụng nguồn xạ vào mục đích xử lý mơi trƣờng với xúc tác quang TiO2 bị hạn chế [30] Để mở rộng khả sử dụng lƣợng xạ mặt trời vùng bƣớc sóng nhìn thấy vào phản ứng quang xúc tác, nhà nghiên cứu tiến hành pha tapP̣ vật liệu TiO2 nhiều phƣơng pháp khác nhƣ đƣa thêm kim loại, oxit kim loại nguyên tố khác vào mạng tinh thể TiO2 nhƣ Zn, Fe, Cr, Eu, Y, Ag, Ni ,Li ,Na ,K…hoặc đƣa thêm phi kim nhƣ N, C, S, F, Cl… đồng thời đƣa hỗn hợp nguyên tố vào mạng tinh thể TiO2… Hầu hết sản phẩm đƣợc biến tính có hoạt tính xúc tác cao so với TiO2 nguyên chất vùng ánh sáng nhìn thấy [30] Cho đến nay, số cơng trình nghiên cứu pha tapP̣ TiO kích thƣớc nm lớn, đặc biệt pha tapP̣ nitơ Sở dĩ pha tapP̣ TiO kích thƣớc nm nitơ đƣợc nghiên cứu nhiều hợp chất chứa nitơ (NH 3, ure, muối amoni, hợp chất amin) đƣợc sử dụng phổ biến trình điều chế TiO kích thƣớc nm với vai trị điều chỉnh pH, làm chất định hƣớng cấu trúc Đồng thời nhiều cơng trình nghiên cứu cho thấy N3- có tham gia vào cấu trúc TiO2 làm thay đổi cấu trúc tính chất quang xúc tác vật liệu Cịn phƣơng pháp điều chế TiO2 phƣơng pháp thủy phân muối titan dung dich nƣớc có sử dụng NaOH làm nguồn cung cấp đƣa ion Na + vào thành phần TiO2 nhằm nâng cao hoạt tính quang xúc tác sản phẩm phƣơng pháp đơn giản, kinh tế, có tính khả thi hiệu cao Với mong muốn đƣợc đóng góp phần nhỏ vào phát triển lĩnh vực vật liệu nói chung vâṭliêụ TiO2 với kích thƣớc cỡ nm nói riêng, chúng tơi đa ̃lƣạ choṇ đ ề tài nghiên cƣƢ́u cho lu ận văn là: “Nghiên cƣƢ́u điều chếbôṭTiO2 kích thƣớc nano pha tạp nitơ natri” ̉ CHƢƠNG 1- TÔNG QUAN ̀ 1.1 GIỚI THIÊỤ VÊTITAN ĐIOXIT KÍCH THƢỚC NANÔ MÉT 1.1.1 Cấu trúc tính chất vật lý TiO2 Titan đioxit chất rắn màu trắng, đun nóng có màu vàng, làm lạnh trở lại màu trắng Tinh thể TiO2 có độ cứng cao, khó nóng chảy (Tnc = 1870oC) [4,7] TiO2 có bốn dạng thù hình Ngồi dạng vơ định hình, có ba dạng tinh thể anata (tetragonal), rutin (tetragonal) brukit (orthorhombic), nhƣng có anata rutin đƣợc sử dụng làm quang xúc tác Cấu trúc tinh thể ba dạng thù hình anata, rutin brukit đƣợc đƣa hình 1.1 Dạng anata Dạng rutin Dạng brukit Hình 1.1: Cấu trúc tinh thể các dạng thù hình của TiO2 Rutin dạng bền phổ biến TiO 2, có mạng lƣới tứ phƣơng ion Ti4+ đƣợc ion O2- bao quanh kiểu bát diện, kiến trúc điển hình hợp chất có cơng thức MX 2, anata brukit dạng giả bền chuyển thành rutin nung nóng Tất dạng tinh thể TiO có thể tồn tự nhiên dƣới dạng khống, nhƣng có rutin anata dạng đơn tinh thể đƣợc tổng hợp nhiệt độ thấp Cấu trúc mạng lƣới tinh thể rutin, anata brukit chuỗi hình tám mặt (octahedra) TiO6 nối với qua cạnh qua đỉnh oxi chung Mỗi ion Ti4+ đƣợc bao quanh tám mặt tạo sáu ion O2- 3.1.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian nung Quy trình tiến hành theo quy trình thí nghiệm nhƣ mục 2.3.1.3 Trong thí nghiệm này, chúng tơi cố định tỉ lệ mol NH 3/TTIP thích hợp 2.4%và tỉ lệ mol NaOH/TTIP thích hợp 0.54%, nhiệt độ nung 550oC, thay đổi thời gian nung mẫu nhƣ sau 1h, 1.5h, 2h, 2.5h, 3h Kết nghiên cứu thực nghiệm đƣợc đƣa bảng 3.7 hình 3.11 Bảng 3.7 Hiệu suất phân hủy quang của các mẫu nghiên cứu ở các thời gian nung khác Thời gian nung xúc tác Khảo sát ảnh hƣởng thời gian nung 100 90 80 70 60 50 0.5 1.5 2.5 3.5 Thời gian nung (h) Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian nung đến hiệu suất phân hủy quang xúc tác 51 Phổ XRD mẫu sản phẩm khảo sát ảnh hƣởng thời gian nung 1h, 1.5h,2h,2.5h,3h Kết đƣợc đƣa hình 3.12 900 800 700 Lin (Cps) 600 500 400 300 200 100 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: Thuy k23 mau 1h.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 10 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° File: Thuy K23 mau 1,5h.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.0 File: Thuy K23 mau 550C-2h.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: File: Thuy K23 mau 2,5h.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 20 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.0 File: Thuy K23 mau 3h.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 01-078-2486 (C) - Anatase, syn - TiO2 - Y: 27.16 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78450 - b 3.78450 - c 9.51430 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - Hình 3.12 Giản đồ XRD phụ thuộc vào thời gian nung Từ bảng 3.7 hình 3.12 có thể thấy, thời gian nung thích hợp 2h thời gian đƣợc trì cho nghiên cứu tiếp theo 3.2 Quy trình điều chế N.Na.TiO2 dạng bột kích thƣớc nm 3.2.1 Quy trinh̀ điều chế Từ số liệu thực nghiệm thu đƣợc, chúng tơi đƣa quy trình thực nghiệm điều chế bột TiO2 pha tapP̣ nitơ vànatri dạng bột kích thƣớc nm phƣơng pháp thủy phân, đƣơcP̣ biểu diễn theo sơ đồ hình 3.13 52 TTIP Nhỏ từ từ từn NH3 Rƣƣ̉a, ly tâm Sấy, nghiền, nung 550oC, 2h Bôṭnano N.Na.TiO2 Hình 3.13 Sơ đồ quá trình thực nghiệm điều chế bột nano N.Na.TiO2 theo phương pháp thủy phân 3.2.2 Cách tiến hành Đầu tiên, nhỏ 20ml dung dich NH3 nồng đô1,5Ṃ từ từ tƣ̀ng gioṭbằng buret vào cốc chứa sẵn 50 ml dung dịch TTIP, tiếp đến nhỏ 10 ml dung dịch NaOH 0,1M vào cốc chƣƢ́a hỗn hơpP̣ , vƣ̀a nhỏvƣ̀a khuấy máy khuấy từ gia nhiệt Thuỷ phân dung dịch nhiêṭđô P̣ 70- 80 oC giờ.Thu đƣơcP̣ tủa màu trắng Rửa, ly tâm kết tủa lần nƣớc cất hai lần nhiệt độ phòng sấy 100oC 4h, nghiền cối mã não Cuối nung bột thu đƣợc lị nung nhiêṭđơ P̣550oC 2h 3.2.3 Các đặc trƣng cấu trúc tính chất sản phẩm 53 Để xác định cấu trúc tính chất sản phẩm điều chế đƣợc theo quy trình nhƣ nêu mục 3.2, sử dụng phƣơng pháp hóa lý nhƣ: XRD, EDX, TEM, SEM tỉ lệ % mol NH3/TTIP = 2.4% , tỉ lệ % mol NaOH/TTIP = 0.54% Dƣới kết mà thu đƣợc 3.2.3.1 Kết quả đo nhiễu xạ tia X (XRD) * Giản đồ XRD hai mẫu sản phẩm ứng với tỷ lệ NH 3/TTIP = 2.4% mol tỷ lệ NaOH/TTIP = 0.54% đƣợc nung 550 oC 2h đƣợc đƣa hình 3.14 54 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample 0% 800 d=3.236 700 Lin (Cps) 600 500 d=2.481 400 300 d=2.292 200 100 20 2-Theta - Scale File: Lien K23 mau 0%.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 1) Left Angle: 26.900 ° - Right Angle: 28.280 ° - Left Int.: 26.8 Cps - Right Int.: 25.7 Cps - Obs Max: 27.537 ° - d (Obs Max): 3.237 - Max Int.: 590 Cps - Net Height: 563 Cps - FWHM: 0.212 ° - Chord Mid.: 01-089-4920 (C) - Rutile, syn - TiO2 - Y: 92.98 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 4.58400 - b 4.58400 - c 2.95300 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P42/mnm (136) - - 62 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TiO2-N-Na0,15M d=3.513 400 300 200 2-Theta - Scale File: Thuy K23 mau TiO2-N-Na-0,15M.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 13 s - 2Theta: 20.000 ° - Theta: 10.00 1) Left Angle: 23.890 ° - Right Angle: 26.200 ° - Left Int.: 49.0 Cps - Right Int.: 51.1 Cps - Obs Max: 25.336 ° - d (Obs Max): 3.513 - Max Int.: 336 Cps - Net Height: 286 Cps FWHM: 0.430 ° - Chord Mid.: 01-078-2486 (C) - Anatase, syn - TiO2 - Y: 93.13 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78450 - b 3.78450 - c 9.51430 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body- centered - I41/amd (141) - Hình 3.14 Giản đồ XRD mcủa hai mẫu sản phẩm ứng với tỉ lệ % mol NH3/TTIP = 0% (giản đồ ) và mẫu tỷ lệ % mol NH3 /TTI P= 2.4 % ,tỷ lệ % mol Na OH/ TTI P= 0.54 % mol (giả n đồ dưới ) 55 Từ hình 3.14 có thể thấy : Mẫu có thành phần đơn pha anata, với kích thƣớc hạt trung bình nhỏ (~14.05 nm) nhỏ kích thƣớc hạt trung bình TiO2 chƣa biến tính (22.63 nm) 3.2.3.2 Kết quả đo EDS Element NK OK Na K Ti K Hình 3.15 Phổ EDS thành phần hóa học sản phẩm N.Na.TiO2 56 Từ phổ EDS hình 3.15 có thể thấy, ngồi pic đặc trƣng oxy, titan, xuất pic đặc trƣng nguyên tƣƣ̉ nitơ nguyên tử natri với % nguyên tử ntiơ là1.5% % ngƣyên tƣƣ̉ natri 1.74% Điều cho thấy N Na có mặt sản phẩm điều chế đƣợc 3.2.3.3 Kết quả đo TEM Để khảo sát xác kích thƣớc hạt trung bình hình thái học sản phẩm, ảnh TEM mẫu sản phẩm đƣợc chụp đƣa hình 3.16 Hình 3.16 Ảnh TEM của bợt N.Na TiO2 với tỉ lệ % mol NH3/TTIP = 2.4% và tỉ lệ % mol NaOH/TTIP = 0.54% Kết nghiên cứu ảnh TEM hình 3.16 cho thấy: kích thƣớc hạt trung bình vào khoảng 12 ÷ 18 nm, phù hợp với kết tính tốn kích thƣớc hạt theo phƣơng pháp Scherre Ảnh TEM cho thấy hạt nano phân bố đồng đều, sắc nét, khơng có tƣợng bị kết tụ thành khối lớn Kết 57 cho thấy phƣơng pháp mà sử dụng luận văn tạo đƣợc hạt oxit nano 58 Ƣ́ KÊT LUÂN Tƣ̀ kết thực nghiệm cho thấy, điều kiện thích hợp để điều chế bột TiO2 kích thƣớc nano pha tapP̣ nitơ vànatri tƣ̀ chất đầu làtetra propyl octo titanat (TTIP), NH3 NaOH phƣơng pháp thủy phân là: +Tỉ lệ % mol NH3 TTIP/ 2.4% +Tỉ lệ % mol NaOH/TTIP 0.54 % +Nhiêṭđô P̣nung là: 550oC +Thời gian nung là: 2h Đã xây dựng đƣợc quy trình điều chế bơṭN.Na.TiO kích thƣớc nano mét phịng thí nghiệm theo phƣơng pháp thủy phân Mẫu sản phẩm điều chế theo quy trình xây dựng đƣợc có hoạt tính quang xúc tác cao dƣới xạ đền compact (đạt 93.8% sau 2h chiếu sáng), điều xác nhận có mặt N, Na mẫu sản phẩm làm dịch chuyển rìa xạ hấp thụ vật liệu vùng ánh sáng nhìn thấy làm tăng hoạt tính quang xúc tác Bằng phƣơng pháp EDS xác định đƣợc có mặt N, Na thành phần mẫu sản phẩm PhổXRD đa ̃xác đinh đƣơcP̣ thành phần vàkichƢ́ thƣớc haṭtrung binh̀ mâũ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Đăng Độ (2004), Các phương pháp vật lý hóa học, NXB ĐHQGHN Nguyêñ Thi Laṇ (2004), Chếtaọ màng nano TiO2 dạng anata và khảo sát họat tính xúc tác quang phân hủy metylen xanh , luâṇ văn thacP̣ si k ̃ hoa hocP̣ , ĐaịhocP̣ Bách khoa HàNôị Đặng Thanh Lê, Mai Đăng Khoa, Ngô SỹLƣơng (2008), “ Khảo sát hoaṭ tính quang xúc tác bột TiO kích thƣớc nano mét q trình khử màu thuốc nhuộm”, Tạp chí hóa học T.46 (2A), tr.139-143 Ngô SỹLƣơng (2005), “ Ảnh hƣởng yếu tố trình điều chếđến kich thƣơc haṭ va cấu truc tinh thểcua TiO Ƣ́ Khoa hocP̣ tƣ P̣nhiên vàcông nghê P̣, ĐHQG HN, T.XXI, N.2, tr.16-22 Ngơ SỹLƣơng (2006), “Khảo sát qtrình điều chế titan đioxit dạng bột kích thƣớc nano phƣơng pháp thủy phân tetra n -butyl octotitanat dung dich hỗn hơpP̣ etanol - nƣớc ” , Tạp chí phân tích Hóa Lý và Sinh Học,T.11, No 3B, tr.52-56 Ngô SỹLƣơng , “Khảo sát trình điều chế titan đioxit dạng bột kích thƣơc nano phƣơng phap thuy phân titan tetraclorua ”, Tạp chí Khoa Ƣ́ Ƣ́ học, Khoa hocP̣ tƣ P̣nhiên vàcông nghê P̣ , ĐHQG HN, T tr.113-118, 2006 Ngô SỹLƣơng, Đặng Thanh Lê (2008), “ Ảnh hƣởng thành phần nhiêṭđô P̣dung dich, nhiêṭđô P̣nung đến kichƢ́ thƣớc haṭ vàcấu trúc tinh thểcủa TiO điều chếbằng phƣơng phap thuy phân TiCl (2A), tr.169-177 Ngô SỹL ƣơng, Lê Diên Thân (2012), “Điều chếvàkhảo quang xúc tác dƣới ánh sáng nhiǹ thấy bơṭTiO2 kích thƣớc nano pha tạp Fe, N”, Tạp chí phân tić h Hóa Lývà Sinh Hocc̣ Ngô Sỹ Lƣơng, Nguyễn Kim Suyến, Trần Thị Liên, Lê Diên Thân (2009), “Điều chế khảo sát hoạt tính quang xúc tác dƣới ánh sáng nhìn thấy bột titan dioxit kích thƣớc nm đƣợc biến tính nitơ”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 14 (3), Tr 31-34 10 Nguyêñ Hoàng Nghi P̣(2002), Lý thuyết nhiễu xạ tiêu X, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội 60 Nguyễn Xuân Nguyên , Phạm Hồng Hải (2002), “ Khƣƣ̉ amoni nƣơc va nƣơc thai phƣơng phap quang hoa vơi xuc tac TiO 11 Ƣ́ ̀ Ƣ́ khoa hocc̣ và công nghê,c̣40(3), tr.20-29 12 Nguyên Xuân Nguyên, Lê Thi Hoạ̀i Nam (2004), “ Nghiên cƣƢ́u xƣƣ̉ lý nƣớc rác Nam Sơn màng xúc tác TiO lƣợng mặt trời” , Tạp chí Hoá học và ứng dụng (8) 13 Dƣơng Thi KhạƢ́nh Toàn (2006), Khảo sát quá trình điều chế và ứng dụng TiO2 kích thước nanomet , Luâṇ văn thacP̣ sỹkhoa hocP̣ , ĐaịhocP̣ khoa học Tự nhiên – ĐaịhocP̣ Quốc gia Hànôị Tiếng Anh Akira Fujishima, Kazuhito Hashimoto, Toshiya Watanabe (1996), TiO2 phtotacalysis Fundamentals and Applications, Tokio, Japan, November 20 14 15 Biljana F Abramović, Daniela V Šojić, Vesna B Anderluh, Nadica D Abazović, Mirjana I Čomor (2009), “Nitrogen-doped TiO2 suspensions in photocatalytic degradation of mecoprop and (4-chloro-2- methylphenoxy)acetic acid herbicides using various light sources”, Desalination, 244 (1-3), pp 293-302 Chuan- yi Wang, Joseph Rabani, Detlef W Bahnemann, Jurgen K Dohrmann (2002), “ Photonic efficiency and quantum yield of formaldehyde formation from methanol in the presence of various TiO2 photocatalysts”, Journal of Photochemistry and photobiology A.Chemistry, Vol 148, pp.169176 16 17 Danzhen Li, Hanjie Huang, Xu Chen, Zhixin Chen, Wenjuan Li, Dong Ye, Xianzhi Fu (2007), “New synthesis of excellent visible-light TiO2−xNx photocatalyst using a very simple method”, Journal of Solid State Chemistry, 180 (9), pp 2630-2634 18 Gang Liu, Xuewen Wang, Zhigang Chen, Hui-Ming Cheng, Gao Qing (Max) Lu (2009), “The role of crystal phase in determining photocatalytic 61 activity of nitrogen doped TiO2”, Journal of Colloid and Interface Science, 329 (2), pp 331-338 Hao-Li Qin, Guo-Bang Gu, Song Liu (2008), “Preparation of nitrogen- 19 doped titania using sol–gel technique and its photocatalytic activity”, Materials Chemistry and Physics, 112 (2), pp 346-352 Hongqi Sun, Yuan Bai, Huijing Liu, Wanqin Jin, Nanping Xu (2009), 20 “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 21 Huaqing Xie, Qinghong Zhang, Jun Qian, Tonggen Xi, Wang, Jinchang Yan Liu (2002) “Thermal analysis on nanosized TiO2 prepares by hydrolysis”, Thermochinica Acta, (381), tr.45-48 22 K Lee and et (2006), “ Hydrothermal synthesis and photocatalytic characterizations of transition metals doped nano TiO2 sols”, Materials science and Engineering B, 129, p.109-115 23 TiO2 K.M Parida, Brundabana Naik (2009), “Synthesis of mesoporous − xNx spheres by template free homogeneous co-precipitation method and their photo-catalytic activity under visible light illumination”, Journal of Colloid and Interface Science, 333 (1), pp.269-276 24 K.Yang, Y.Dai, B.Huang, J.phys Chem C111 (2007), 18985 Ling Xu, Chao- Qun Tang, Jun Qian, Zong Bin Huang (2010) “Theoretical and experimental study on the electronic structure and optical absorption properties of P-doped TiO2”, Applied Surface Science 256, p.2662671 25 Mihai Anastasescu, Adelina Ianculescu, Ines Nitoi, Virgil Emanuel Marinescu, Silvia Maria Hodoroges (2008), “ Sol- gel S-doped TiO2 26 62 materials for environmental protection”, Journal of Non-Crystalline Solids, Volume 354, Issues 2-9, Pages 705- 711 Mike Schmotzer ( Grad Student), Dr Farhang Shadman ( Faculty Advisor) (2004), “ Photocatalytic Degradation of Organics”, Department of Chemical and Enviroment Engineering, University of Arizona 27 S Raganatha, T.V Venkatesha, K Vathsala (2010) , “ Development of electroless Ni-Zn-P/nano- TiO2 composite coatings and their properties”, Applied Surface Science 256, p.7377-7383 28 Xiaobo Chen and Samuel S.Mao (2007), “Titanium dioxide nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and Applications”, Chem Rev, vol 107, pp.2891-2959 29 Zhihong Han, Jiejie Wang, Lan Liao, Haibo Pan, Shuifa Shen, Jianzhong Chen (2013), “Phosphorus doped TiO2 as oxygen sensor with low operating temperature and sensing mechanism”, Applied Surface Science 273, p.349-356 30 63 ... Việc nghiên cứu điều chế bột TiO2 kích thƣớc nm pha tạp tác nhân NaOH (để đƣa ion Na+ vào cấu trúc TiO2) tác nhân NH3, amin muối amoni (để đƣa N(-III) vào cấu trúc TiO 2) đƣợc nhiều nhà nghiên. .. dụng chúng trình điều chế bột TiO kích thƣớc nm - Việc nghiên cứu trình điều chế bột TiO2 kích thƣớc nm pha tạp Na+ N(-III) tác nhân NaOH NH phƣơng pháp kết tủa TiO2. nH2O dung dịch nƣớc thích... nồng độ NaOH dung dịch pha tạp 2.3 Thực nghiệm điều chế bột TiO2 kích thƣớc nm + Quá trình thực nghiệm điều chế bột TiO2 kích thƣớc nm pha tạp Na N(III) – ký hiệu Na.N .TiO2 đƣợc thƣcP̣ hiêṇtheo