Trong các chất bán dẫn quang xúc tác, TiO2 từ khi đƣợc phát hiện bởi Fujishima và Honda 97 đã đƣợc sử dụng rộng rãi nhất trong lĩnh vực quang xúc tác bởi vì tính chất quang điện tốt của nó, giá thành thấp, thân thiện môi trƣờng và đặc biệt là bền hóa học. Tuy nhiên, hiện nay các nhà khoa học vẫn tập trung nghiên cứu nâng cao hiệu suất của TiO2 bằng các cách khác nhau. Bởi vì các phản ứng oxi hóa khử xảy ra trêntại bề mặt chất xúc tác nên hiệu suất của quá trình có liên quan chặt chẽ đến sự hấp phụ các ion kim loại và các hợp chất hữu cơ lên bề mặt chất xúc tác. Để tăng khả năng hấp phụ của chất xúc tác quang hóa, ngƣời ta thƣờng tìm phƣơng pháp tối ƣu để làm giảm k ch thƣớc hạt, tăng diện tích bề mặt của chất xúc tác hoặc phân bố chất xúc tác trên một chất nền. Một cách tiếp cận để tăng hiệu suất quang xúc tác của vật liệu TiO2 là dung chất đồng xúc tác, k thuật này đƣợc dựa trên việc tạo hỗn hợp composite của TiO2 với các chất bán dẫn khác dùng chất đồng xúc tác là tiếp cận rất hiệu quả để hạn chế sự tái tổ hợp nhanh của electron kích thích và lỗ trống mang điện dƣơng, tăng thời gian “sống” của các hạt mang điện và tăng cƣờng sự di chuyển electron ở bề mặt tiếp giáp với chất hấp phụ. Tuy nhiên, những nghiên cứu về sự tăng cƣờng hoạt tính của TiO2 cho ứng dụng quang xúc tác phân hủy hợp chất hữu cơ bằng các oxit bán dẫn là chƣa nhiều. Hơn nữa, việc nghiên cứu biến tính TiO2 bằng một loại oxit trong các điều kiện, cùng mục đ ch xử lý một loại chất hữa cơ độc hại sẽ phần nào cho chúng ta nhận thấy có hay không sự ảnh hƣởng khác nhau của các chất đồng xúc tác khác nhau đến hoạt tính quang xúc tác của TiO2. Vì vậy tiếp tục hƣớng phát triển nghiên cứu tăng hiệu suất vật liệu TiO2, trong nghiên cứu này, em hƣớng đến mục đ ch chế tạo vật liệu nano TiO2 biến tính bằng NiO và CuO. Trên cơ sở đó tôi chọn đề tài : “ nano TiO2 biến tính bằng NiO và CuO” Vật liệu nano biến tính TiO2,NiO,CuO,Tổng hợp,Cấu trúc,Hoạt tính quang xúc tác
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ THU DUYÊN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU NANO TiO2 BIẾN TÍNH BẰNG NiO VÀ CuO LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Thái Nguyên, năm 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ THU DUYÊN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU NANO TiO2 BIẾN TÍNH BẰNG NiO VÀ CuO Ngành: HĨA VƠ CƠ Mã số: 8.44.01.13 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS BÙI ĐỨC NGUYÊN Thái Nguyên, năm 2020 LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Bùi Đức Nguyên Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn đƣợc cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc Thái Nguyên, tháng 08 năm 2020 Tác giả luận văn NGUYỄN THỊ THU DUYÊN i LỜI CẢM ƠN Luận văn đƣợc hoàn thành khoa Hóa học, trƣờng Đại học Sƣ phạm, Đại học Thái Nguyên Trƣớc tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Bùi Đức Nguyên ngƣời tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo ban giám hiệu, phịng đào tạo, khoa Hóa học - trƣờng Đại học Sƣ 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 tơi suốt q trình thực nghiệm hồn thành luận văn Với khối lƣợng công việc lớn, thời gian nghiên cứu có hạn, khả nghiên cứu cịn hạn chế, chắn luận văn tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp từ thầy giáo, giáo bạn đọc Xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng 08 năm 2020 Tác giả Nguyễn Thị Thu Duyên ii MỤC LỤC LỜI CAM ÐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU Chư ng : TỔNG QUAN V T LIỆU N NO TiO2 1.1.1 Các dạng vật liệu nano TiO2 T nh chất quang xúc tác vật liệu nano TiO2 1.1.2.1 Giới thiệu xúc tác quang bán dẫn 1.1.2.2 Cơ chế xúc tác quang chất bán dẫn 1.1.3 Ứng dụng vật liệu TiO2 1.1.3.1 Xử lý chất hữu độc hại ô nhiễm nguồn nƣớc 1.1.3.2 Xử lý ion kim loại độc hại ô nhiễm nguồn nƣớc 10 1.1.3.3 Xử lý kh độc hại nhiễm khơng khí 10 3.4 Điều chế hiđro từ phân hủy nƣớc 11 1.2 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ V T LIỆU NANO 12 1.2 Phƣơng pháp sol - gel 12 1.2 Phƣơng pháp thủy nhiệt 14 Phƣơng pháp thủy phân 16 1.3 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU V T LIỆU 16 1.3.1 Nguyên lý ứng dụng phổ nhiễu xạ tia X (XRD) 16 1.3.2 Nguyên lý ứng dụng kính hiển vi TEM 19 1.3.3 Tán xạ lƣợng tia X (EDX) 20 1.3.4 Phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (DRS) 21 iii Chư ng 2: THỰC NGHIỆM 23 2.1 Hóa chất 23 2.2 Dụng cụ thiết b 23 2.3 Chế tạo vật liệu 23 Các k thuật đo khảo sát t nh chất vật liệu 24 Nhiễu xạ tia 24 Hiển vi điện tử truyền qua TEM 24 2.4.3 Phổ tán xạ tia X (EDX) 25 2.4.4 Phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (DRS) 25 2.4.5 Thí nghiệm khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 25 2.4.6 Thí nghiệm khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu 25 4.7 Hiệu suất quang xúc tác 26 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 Kết nhiễu xạ tia X 27 3.2 Kết nhiễu đo phổ tán xạ lƣợng tia X (EDX) 30 3.3 Kết chụp ảnh TEM 35 3.4 Kết phản xạ khuếch tán (DRS) 35 3.5 Kết khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu 37 3.5.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu 37 3.5.1 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu 38 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên đầy đủ Tên viết tắt EDX Energy dispersive X- ray TEM Transnission Electron Microscope XRD X-Ray Diffraction DRS Diffuse Reflectance Spectroscopy MB Xanh metylen ban đầu v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Một số tính chất vật lý tinh thể rutile anatase Bảng Thể tích dung d ch Ni(NO3)2 0,1M, Cu(NO3)2 , M đƣợc lấy tƣơng ứng với % khối lƣợng NiO, CuO vật liệu 23 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Các dạng thù hình khác TiO2 ruti(B) anatase, (C) brookite Hình 1.2: Khối bát diện TiO2 Hình 1.3: Các trình diễn hạt bán dẫn b chiếu xạ với bƣớc sóng thích hợp Hình 1.6: Sự hình thành gốc HO● O2- Hình 7: Cơ chế quang xúc tác TiO2 tách nƣớc cho sản xuất hiđro 11 Hình 1.8: Mơ tả tƣợng nhiễu xạ tia X mặt phẳng tinh thể chất rắn 17 Hình 9: Sơ đồ mô tả hoạt động nhiễu xạ kế bột 18 Hình 1.10: Kính hiển vi điện tử truyền qua 19 Hình 1.11: Ngun lý phép phân tích EDX 20 Hình 1.12: Sơ đồ nguyên lý hệ ghi nhận tín hiệu phổ EDX TEM 21 Hình Sơ đồ tổng hợp vật liệu x (NiO, CuO)/TiO2 24 Hình Giản đồ nhiễu xạ tia vật liệu TiO2 27 Hình Giản đồ nhiễu xạ tia vật liệu 0,5% (NiO, CuO)/TiO2 27 Hình 3.3 Giản đồ nhiễu xạ tia vật liệu 1,0% (NiO, CuO)/TiO2 28 Hình 3.4 Giản đồ nhiễu xạ tia vật liệu 1,5% (NiO, CuO)/TiO2 28 Hình 3.5 Giản đồ nhiễu xạ tia vật liệu 3% (NiO, CuO)/TiO2 29 Hình 3.6 Giản đồ nhiễu xạ tia vật liệu 5% (NiO, CuO)/TiO2 29 Hình 3.7 Phổ ED mẫu TiO2 31 Hình 3.8 Phổ ED của vật liệu % (NiO, CuO)/TiO2 32 Hình 3.9 Phổ ED của vật liệu 3% (NiO, CuO)/TiO2 33 Hình Phổ ED của vật liệu 5% (NiO, CuO)/TiO2 34 Hình 3.11 Ảnh TEM vật liệu nano TiO2 35 vii Hình 3.12 Ảnh TEM vật liệu nano NiO, CuO TiO2 35 Hình 3.13 Phổ DRS TiO2 x% (NiO, CuO)/TiO2 36 Hình 3.14 Phổ hấp phụ phân tử xanh metylen sau đƣợc hấp phụ vật liệu 5% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 37 Hình 3.15 Phổ hấp phụ phân tử xanh metylen ban đầu (MB) sau đƣợc xử lý quang xúc tác vật liệu 0,5% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 38 Hình 3.16 Hiệu suất quang xúc tác (H%) phân hủy xanh metylen vật liệu 0,5% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 39 Hình 3.17 Phổ hấp phụ phân tử xanh metylen ban đầu (MB) saukhi đƣợc xử lý quang xúc tác vật liệu 1% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 39 Hình 3.18 Hiệu suất quang xúc tác (H%) phân hủy xanh metylen vật liệu 1% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 39 Hình 3.19 Phổ hấp phụ phân tử xanh metylen ban đầu (MB) sau đƣợc xử lý quang xúc tác vật liệu 1,5% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 40 Hình 3.20 Hiệu suất quang xúc tác (H%) phân hủy xanh metylen vật liệu 1,5% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 40 Hình 3.21 Phổ hấp phụ phân tử xanh metylen ban đầu (MB) sau đƣợc xử lý quang xúc tác vật liệu 3% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 41 Hình 3.22 Hiệu suất quang xúc tác (H%) phân hủy xanh metylen vật liệu 3% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 41 viii H 3.10 EDX 5% (NiO, CuO)/TiO2 34 3.3 Kết chụp ảnh TEM Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) mẫu TiO2 mẫu TiO2 biến tính đại diện (5%(NiO, CuO)/TiO2) đƣợc trình bày hình 3.11 - 3.12 H H 3.11 3.12 E E C Kết chụp ảnh TEM cho thấy, hạt nano TiO2 5% (NiO, CuO)/TiO2 thu đƣợc có hình dạng k ch thƣớc đồng khoảng 30nm Nhƣ vậy, pha tạp NiO, CuO khơng làm ảnh hƣởng đến hình thái học oxit TiO2 3.4 Kết phản xạ khuếch tán (DRS) Hình 3.13 trình bày phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (DRS) mẫu x% (NiO, CuO)/TiO2 35 1.0 5%NiO,CuO/TiO2 3%NiO,CuO/TiO2 0.8 1,5%NiO,CuO/TiO2 1%NiO,CuO/TiO2 Abs 0.6 0,5%NiO,CuO/TiO2 TiO2 0.4 0.2 0.0 200 300 400 500 600 700 800 Wavelength (nm) Hình 3.13 Ph DRS c a TiO2 x% (NiO, CuO)/TiO2 Hình 3.13 phổ phản xạ khuếch tán TiO2 mẫu x% (NiO, CuO)/TiO2 Từ hình 3.13 thấy, mẫu TiO2 TiO2 biến tính với phần trăm khối lƣợng NiO, CuO khác có cạnh hấp thụ mạnh 394 nm tƣơng ứng với mức lƣợng vùng cấm Eg = 3,15 eV Mẫu TiO2 gần nhƣ khả hấp thụ ánh sáng vùng khả kiến từ 400 - 800 nm Tuy nhiên, mẫu x% (NiO, CuO)/TiO2có thể khả hấp thụ mạnh ánh sáng vùng bƣớc sóng dài Chúng ta nhận thấy rõ quy luật, hấp thụ ánh sáng khả kiến mẫu x% (NiO, CuO)/TiO2 tăng hàm lƣợng NiO, CuO x% (NiO, CuO)/TiO2 tăng Trong mẫu mà chúng tơi khảo sát mẫu 5% (NiO, CuO)/TiO2 thể khả hấp thụ ánh sáng khả kiến mạnh Sự hấp thụ mạnh vùng ánh sáng khả kiến vật liệu TiO2 biến tính so với vật liệu TiO2 không biến t nh đƣợc quy cho có mặt NiO, CuO thành phần vật liệu Phổ phản xạ khuếch tán mẫu 36 x% (NiO, CuO)/TiO2 cho thấy, việc đƣa thêm thành phần NiO, CuO vào vật liệu TiO2 không làm thay đổi giá tr lƣợng vùng cấm nhƣng làm vật liệu hấp thụ mạnh ánh sáng khả kiến 3.5 Kết khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu 3.5.1 Khảo sát thờ t cân h p phụ c a v t li u Các vật liệu đặc biệt vật liệu có diện tích bề mặt riêng lớn có khả hấp phụ chất màu hữu Do đó, để xác đ nh xác hoạt tính quang xúc tác vật liệu tổng hợp tiến hành khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu Kết đƣợc trình bày hình 3.14 2.0 MB 10 20 30 40 Abs 1.5 1.0 0.5 0.0 400 500 600 700 800 Wavelength (nm) Hình 3.14 Ph h p phụ phân tử c a x me y e k c h p phụ v t li u 5% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác Qua kết khảo sát khả hấp phụ mẫu đại diện 5% (NiO, CuO)/TiO2 cho thấy vật liệu TiO2 biến tính hỗn hợp oxit NiO, CuO mà tổng hợp có khả hấp phụ xanh metylen nhỏ, sau 30 phút khuấy trộn hiệu suất xanh metylen gần nhƣ không đổi Do vậy, xác đ nh thời gian đạt cân hấp thụ 30 phút 37 3.5.1 Khảo sát ho t tính quang xúc tác c a v t li u 2.0 MB 30 60 90 Abs 1.5 1.0 0.5 0.0 400 500 600 700 800 Wavelenght (nm) ụ Hình 3.15 â ý anh me y e b bở k ả 05 (NiO, CuO)/TiO2 k 20 15,7% 15 C 10,1% 10 4,1% 30 60 A 38 ầ 90 B k ữ Hình 3.16 Hi u su t quang xúc tác (H%) phân h y xanh metylen c a v t li u 0,5% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 2.0 MB 30 60 90 Abs 1.5 1.0 0.5 0.0 400 500 600 700 800 Wavelenght (nm) ụ Hình 3.17 â ý me y e b bở k ả ầ (NiO, CuO)/TiO2 B k ữ k 22 20 17,8% 18 16 H(%) 14 11,8% 12 10 5,9% 30 60 90 Time (min) Hình 3.18 Hi u su t quang xúc tác (H%) phân h y xanh metylen c a v t li u 1% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 39 2.0 MB 30 60 90 Abs 1.5 1.0 0.5 0.0 400 500 600 700 800 Wavelenght (nm) ụ Hình 3.19 â ý me y e b bở k ả 15 ầ (NiO, CuO)/TiO2 B k ữ k 25 20,7% 20 17,3% 15 H(%) 12,4% 10 30 60 90 Time (min) Hình 3.20 Hi u su t quang xúc tác (H%) phân h y xanh metylen c a v t li u 1,5% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 40 2.0 MB 30 60 90 Abs 1.5 1.0 0.5 0.0 400 500 600 700 800 Wavelenght (nm) ụ Hình 3.21 â ý me y e b bở k ả ầ (NiO, CuO)/TiO2 B k ữ k 30 26,9% 25 H(%) 20 15 12,4% 10 30 60 90 Time (min) Hình 3.22 Hi u su t quang xúc tác (H%) phân h y xanh metylen c a v t li u 3% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 41 2.0 MB 30 60 90 Abs 1.5 1.0 0.5 0.0 400 500 600 700 800 Wavelenght (nm) ụ Hình 3.23 â ý me y e b bở k ả ầ (NiO, CuO)/TiO2 B k ữ k 35 33,18% 30 H(%) 25 22,3% 20 15 12,4% 10 30 60 90 Time (min) Hình 3.24 Hi u su t quang xúc tác (H%) phân h y xanh metylen c a v t li u 5% (NiO, CuO)/TiO2 sau khoảng thời gian khác 42 Kết hình 3.15 đến 3.24 cho thấy mẫu x% (NiO, CuO)/TiO2 có hiệu suất quang xúc tác phân hủy xanh metylen tƣơng đối cao điều kiện chiếu ánh sáng khả kiến Trong mẫu nghiên cứu, mẫu 5% (NiO, CuO)/TiO2 cho hiệu suất quang xúc tác vật liệu vùng ánh sáng khả kiến tốt sau 90 phút chiếu sáng (H = 33,18 Nhƣ vậy, khoảng hàm lƣợng pha tạp NiO, CuO từ ,5 đến 5%, chúng tơi nhận thấy làm hoạt tính quang xúc tác TiO2 tăng lên Căn vào kết đo giản đồ nhiễu xạ tia X (hình 3.1 đến 3.6) phổ phản xạ khuếch tán mẫu vật liệu (hình 3.13) chúng tơi nhận thấy, vật liệu (NiO, CuO)/TiO2 có bờ hấp thụ giống nhƣ TiO2 khoảng 394 nm 3, eV , nghĩa việc thêm NiO, CuO vào TiO2 không làm giảm lƣợng vùng cấm TiO2, kết XRD (NiO, CuO)/TiO2 cho biết khơng có thay đổi cấu trúc tinh thể TiO2 ta thêm NiO, CuO vào vật liệu Tuy nhiên, kết khảo sát hoạt tính quang xúc tác phân hủy xanh metylen vùng ánh sáng khả kiến vật liệu (NiO, CuO)/TiO2 lại có hiệu suất cao tăng dần Chúng tơi cho có nguyên nhân: Thứ nhất: Do vật liệu (NiO, CuO)/TiO2 có khả hấp thụ ánh sáng khả kiến tốt TiO2 (phổ DRS cho biết thông tin này) nên vật liệu (NiO, CuO)/TiO2 có hoạt tính mạnh TiO2 vùng ánh sáng nhìn thấy (400 800 nm) Thứ hai: Do có NiO CuO thành phần nên hạt mang điện (e-, h+) từ TiO2 sau hình thành đƣợc chuyển đến NiO CuO làm giảm tái tổ hợp nhanh electron kích thích lỗ trống mang điện dƣơng h+) tạo điều kiện cho trình sản sinh electron hạt TiO2 dƣới ánh sáng kích thích tiếp tục diễn ra, làm tăng hiệu suất lƣợng tử hạt TiO2 Cơ chế quang xúc tác hệ vật liệu nghiên cứu đƣợc trình bày nhƣ sau: vật liệu TiO2 b kích thích lƣợng ánh sáng xảy phản ứng sau: 43 TiO2 + hν → TiO2 (e-cb) + TiO2 (h+vb) (1) TiO2(e-cb) + O2 → TiO2 + O2.- (2) O2.- + (e-cb) + 2H+ → H2O2 (3) H2O2 + (e-cb) →HO● (một lƣợng nhỏ) + OH- (4) 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 phẩm phân hủy Q trình oxi hóa chất hữu xảy phản ứng trực tiếp chúng với lỗ trống quang hóa để tạo thành gốc tự sau phân hủy dây chuyền tạo thành sản phẩm R + h+υb → R’● + O2 → Sản phẩm phân hủy RCOO- + h+υb → R● +CO2 44 KẾT LUẬN Từ kết thực nghiệm thu đƣợc bàn luận, phân tích trên, kết luận văn đƣợc tổng kết lại nhƣ sau: Đã tổng hợp đƣợc mẫu vật liệu x% (NiO, CuO)/TiO2 ( x = 0,5; 1; 1,5 5%) Đã khảo sát đặc trƣng cấu trúc, thành phần hóa học, hình thái bề mặt vật liệu nhiễu xạ tia RD , phổ tán xạ lƣợng tia X (EDX), hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Các mẫu vật liệu điều chế đƣợc có cấu trúc pha tinh thể TiO2, k ch thƣớc hạt trung bình khoảng 30 nm Đã khảo sát tính chất hấp thụ ánh sáng vật liệu phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (DRS) Kết cho thấy, vật liệu thể khả hấp thụ mạnh ánh sáng khả kiến Khả hấp thụ ánh sáng khả kiến vật liệu tăng hàm lƣợng oxit NiO, CuO tăng Đã khảo sát hoạt t nh quang xúc tác phân hủy xanh metylen vật liệu vùng ánh sáng khả kiến Kết khảo sát mẫu vật liệu x (NiO, CuO)/TiO2 x = ,5; ; ,5; 3; cho thấy mẫu NiO, CuO /TiO2 có hoạt t nh quang xúc tác lớn so với mẫu lại Sau khoảng phút chiếu ánh sáng khả kiến hiệu suất quang xúc tác phân hủy xanh metylen đạt 33,18% 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hồng Hải (2002), “Khử amoni nƣớc nƣớc thải phƣơng pháp quang hóa với xúc tác TiO2”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, 40 (3), trang 20-29 [2] Nguyễn Xuân Nguyên, Lê Th Hoài Nam , “Nghiên cứu xử lý nƣớc rác Nam Sơn màng xúc tác TiO2 lƣợng mặt trời”, Tạp chí Hóa học ứng dụng (8) Tiếng Anh [3] 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, (22110- 22120) [4] Constantin Martin Tschurl, Ueli Heiz, , “Introducing catalysis in photocatalysis: What can be understood from surface science studies of alcohol photoreforming on TiO2”, J Phys Condens Matter 31(47): 473002 [5] Choi WY, Termin A, Hoffmann MR, 994 “The role of metal ion dopants in quantum-sized TiO2: correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics”, J Phys Chem, 84:13669-13679 [6] Duc-Nguyen Bui, Shi-Zhao Kang, Xiangqing Li, Jin Mu (2011), “Effect of Si doping photoelectrochemical on property the of photocatalytic TiO2 activity and nanoparticles”,Catalysis Communication,13, (14-17) [7] 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 46 [8] Hao-Li Qin, Guo-Bang Gu, Song Liu , “Preparation of nitrogen- doped titania with visible-light activity and its application”, Comptes Rendus Chimie, 11 (1-2), pp 95-100 [9] Hongqi Sun, Yuan Bai, Huijing Liu, Wanqin Jin, Nanping Xu (2009), “Photocatalytic decomposition of 4-chlorophenol over an efficient Ndoped TiO2 under sunlight irradiation”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 201 (1), pp 15-22 , “Photocatalytic [10] Jianchun Bao, Kaixi Song, Jiahong Zhou Activity of (Copper, Nitrogen)-Codoped TitaniumDioxide Nanoparticles ”, The American Ceramic Socicty, 91, (1369-1371) [11] Jina Choi, Hyunwoong Park, Michael R Hoffmann , “Effects of Single Metal-Ion Doping on the Visible-Light Photoreactivity of TiO2” J Phys Chem C, 114 (2), pp 783-792 [12] 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) [13] Milind Pawar ,Topcu Sendoğdular and Perena Gouma 8,“ Brief Overview of TiO2 Photocatalyst for Organic Dye Remediation: Case Study of Reaction Mechanisms Involved in Ce-TiO2 Photocatalysts System”, Journal of Nanomaterials [14] Mohd Hasmizam Razalia, MahaniYusoff (2018), Highly efficient CuO loaded TiO2 nanotube photocatalyst for CO2 photoconversion”, Materials Letters, 221, 168-171 [15] Qing Guo, Chuanyao Zhou, Zhibo Ma, Xueming Yang, (2019), “Fundamentals of TiO2 Photocatalysis: Concepts, Mechanisms, and Challenges”, Advanced Materials (https://doi.org/10.1002/adma.201901997) 47 [16] Ye Cong, Jinlong Zhang, Feng Chen, Masakazu Anpo, and Dannong He , “Preparation, Photocatalytic ctivity, and Mechanism of Nano- TiO2Co-Doped with Nitrogen and Iron III ” J Phys Chem C, 111 (28), 10618-10623 [17] Yihe Zhang, Fengzhu Lv, Tao Wu, Li Yu, Rui Zhang, Bo Shen, Xianghai Meng, Zhengfang Ye, Paul K Chu , “ F and Fe co-doped TiO2 with enhanced visible light photocatalytic activity “, J Sol-Gel Sci Technol., 59:387-391 [18] Zhongqing Liu, Yanping Zhou, Zhenghua Li, Yichao Wang, Changchun Ge and , “Enhanced photocatalytic activity of La, N co- doped TiO, by TiCl4, sol-gel autoigniting synthesis”, Journal of University of Science and Technology Beijing, Mineral, Metallurgy, Material, 14, p552 48 ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THỊ THU DUYÊN TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU NANO TiO2 BIẾN TÍNH BẰNG NiO VÀ CuO Ngành: HĨA VƠ CƠ Mã số: 8.44.01.13 LUẬN... đồng xúc tác khác đến hoạt tính quang xúc tác TiO2 Vì tiếp tục hƣớng phát triển nghiên cứu tăng hiệu suất vật liệu TiO2, nghiên cứu này, em hƣớng đến mục đ ch chế tạo vật liệu nano TiO2 biến tính. .. 5% (NiO, CuO) /TiO2 29 Hình 3.7 Phổ ED mẫu TiO2 31 Hình 3.8 Phổ ED của vật liệu % (NiO, CuO) /TiO2 32 Hình 3.9 Phổ ED của vật liệu 3% (NiO, CuO) /TiO2 33 Hình Phổ ED của vật liệu