Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel cofe2o4 pha tạp ni2

Ngày nay các vật liệu từ có kích thước nano được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị như máy biến thế, máy phát điện, động cơ điện, đầu dò kỹ thuật số,… Trong các loại vật liệu từ, vật liệu ferit có cấu trúc spinel được nghiên cứu nhiều do có độ từ thẩm cao, độ bão hòa từ và điện trở tương đối lớn thích hợp cho các thiết bị hoạt động ở tần số cao, do giảm được sự mất mát năng lượng bởi dòng Fuco, tăng tuổi thọ thiết bị. Trong số các nano ferit, CoFe2O4 có cấu trúc spinel nghịch với 8 ion Co2+ được phân bố ở 8 lỗ trống bát diện, 16 ion Fe3+ được phân bố đều trong các lỗ trống tứ diện và bát diện. Với năng lượng vùng cấm nhỏ, dễ tách ra khỏi hệ sau phản ứng nhờ từ tính, CoFe2O4 là chất quang xúc tác được sử dụng trong nhiều phản ứng phân hủy hợp chất hữu cơ độc hại như metylen xanh, metyl da cam, Rhodamin B...Kết quả nghiên cứu của một số công trình cho thấy, khi pha tạp ion kim loại như Ni2+, Zn2+, Mg2+...tính chất của CoFe2O4 thay đổi và hoạt tính quang xúc tác được cải thiện đáng kể. Nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của của ion Ni2+ đến cấu trúc, tính chất của CoFe2O4, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc và hoạt tính quang xúc tác của nano spinel CoFe2O4 pha tạp Ni2+” .

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐẶNG VIỆT DŨNG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL CoFe2O4 PHA TẠP Ni2+ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐẶNG VIỆT DŨNG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL CoFe2O4 PHA TẠP Ni2+ Ngành: Hóa vơ Mã số: 440 113 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ TỐ LOAN THÁI NGUYÊN - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng 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 Đặng Việt Dũng 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, phịng 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 Luận văn nhận giúp đỡ thực phép đo phịng thí nghiệm Hóa vơ - trường Đại học sư phạm Thái Nguyên, Khoa Hóa học trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội, Phịng thí nghiệm siêu cấu trúc Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương, Viện Khoa học Vật liệu Xin cảm ơn giúp đỡ quý báu 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 hoàn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giúp đỡ nhiệt tình NCS Nguyễn Thị Thúy Hằng - trường Đại học Công nghiệp Thái nguyên Sau xin dành lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình tơi, bố mẹ tôi, anh em họ hàng cho động lực tâm hoàn thành luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2020 Tác giả luận văn Đặng Việt Dũng ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu nano 1.1.1 Định nghĩa phân loại vật liệu nano 1.1.2 Tính chất vật liệu nano 1.1.3 Ứng dụng vật liệu nano 1.1.4 Một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano 1.1.4.1 Phương pháp đồng kết tủa 1.1.4.2 Phương pháp thủy nhiệt 10 1.1.4.3 Phương pháp sol-gel 10 1.1.4.4 Phương pháp tổng hợp đốt cháy 13 1.1.5 Các phương pháp nghiên cứu vật liệu 15 1.1.5.1 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen 15 1.1.5.2 Phương pháp phổ hồng ngoại 16 1.1.5.3 Phương pháp hiển vi điện tử quét hiển vi điện tử truyền qua 17 1.1.5.4 Phương pháp phổ tán xạ lượng tia X 18 1.1.5.5 Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại- khả kiến 19 1.2 Tổng quan vật liệu nano spinel 20 1.2.1 Cấu trúc phân loại spinel 20 1.2.2 Tính chất spinel 22 1.2.3 Một số kết nghiên cứu tổng hợp ứng dụng nano spinel coban ferit 23 iii 1.3 Giới thiệu metylen xanh 27 Chƣơng THỰC NGHIỆM 29 2.1 Dụng cụ, hóa chất, máy móc 29 2.1.1 Dụng cụ, máy móc 29 2.1.2 Hóa chất 29 2.2 Tổng hợp spinel NixCo1-xFe2O4 (x = ÷ 0,1) phương pháp đốt cháy dung dịch 29 2.3 Các phương pháp nghiên cứu mẫu 30 2.4 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ rhodamin B 30 2.5 Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy rhodamin B nano spinel NCF0 ÷NCF10 31 2.5.1 Khảo sát thời gian đặt cân hấp phụ 31 2.5.2 Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy rhodamin B mẫu 32 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 33 3.1 Kết nghiên cứu vật liệu phương pháp nhiễu xạ Rơnghen 33 3.2 Kết nghiên cứu vật liệu phương pháp phổ hồng ngoại 34 3.3 Kết nghiên cứu hình thái học vật liệu 35 3.4 Kết nghiên cứu vật liệu phương pháp phổ tán xạ lượng tia X 37 3.5 Kết nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy rhodamin B mẫu NCF0 ÷NCF10 38 3.5.1 Kết xác định thời gian đạt cân hấp phụ 38 3.5.2 Kết nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy rhodamin B mẫu 39 3.5.3 Động học phản ứng 43 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tên đầy đủ Tên viết tắt CH Cacbohydrazin CS Combustion Synthesis EDX Energy dispersive X-ray Spectroscopy GPC Gas Phase Combustion IR Infrared spectra MB Methylene xanh MDH Malonic dihydrazin axit ODH Oxalyl dihydrazin PGC Polimer Gel Combustion RhB Rhodamine B SEM Scanning Electron Microscopy SHS Self Propagating High Temperature Synthesis Process SSC Solid State Combustion TC Tetracycline TEM Transmission Electron Microscope TFTA Tetra formal trisazine UV-Vis Ultraviolet-Visible XRD X-Ray Diffraction v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Lượng chất ban đầu mẫu NCF0 ÷NCF10 30 Bảng 2.2 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ rhodamin B 31 Bảng 3.1 Kích thước tinh thể (r), số mạng (a) thể tích mạng sở (V) mẫu NCF0 ÷ NCF10 34 Bảng 3.2 Số sóng đặc trưng cho dao động liên kết M-O hốc tứ diện (ν1) bát diện (ν2) mẫu NCF0 ÷ NCF10 35 Bảng 3.3 Thành phần % khối lượng có mẫu NCF0 NCF6 38 Bảng 3.4 Hiệu suất phân hủy RhB có mặt H2O2 vật liệu NCF0 ÷ NCF10, sau 300 phút chiếu sáng 41 Bảng 3.5 Bảng giá trị ln(Co/Ct) theo thời gian có mặt vật liệu NCF0÷ NCF10 43 Bảng 3.6 Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy RhB có mặt H 2O2 vật liệu NCF0 ÷NCF10 44 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Một số ví dụ vật liệu nano: hạt nano (a), ống nano (b), màng nano (c) vật liệu có cấu trúc nano (d) Hình 1.2 Hai phương pháp để điều chế vật liệu nano Hình 1.3 Sơ đồ minh họa tam giác cháy 13 Hình 1.4 Cấu trúc tinh thể spinel 21 Hình 1.5 Minh họa chế quang xúc tác hệ CoFe2O4/H2O2/Vis 26 Hình 1.6 Công thức cấu tạo (a) phổ hấp thụ UV- Vis dung dịch RhB (b) 28 Hình 2.1 Đường chuẩn xác định nồng độ rhodamin B 31 Hình 3.1 Giản đồ XRD mẫu NCF0 ÷ NCF10 nung 500oC 33 Hình 3.2 Phổ IR mẫu NCF0 ÷NCF10 nung 500oC 35 Hình 3.3 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) mẫu NCF0 36 Hình 3.4 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) mẫu NCF6 36 Hình 3.5 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) mẫu NCF0 36 Hình 3.6 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) mẫu NCF6 37 Hình 3.7 Phổ EDX vật liệu NCF0 37 Hình 3.8 Phổ EDX vật liệu NCF6 38 Hình 3.9 Phổ UV-Vis dung dịch RhB theo thời gian có mặt vật liệu NCF0, bóng tối 39 Hình 3.10 Phổ UV-Vis dung dịch RhB theo thời gian có mặt H2O2; NCF0 + chiếu sáng 40 Hình 3.11 Phổ UV-Vis dung dịch RhB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu NCF0; NCF2 40 Hình 3.12 Phổ UV-Vis dung dịch RhB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu NCF4; NCF6 40 vii Hình 3.13 Phổ UV-Vis dung dịch RhB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu NCF8; NCF10 41 Hình 3.14 Minh họa chế quang xúc tác phân hủy hợp chất hữu chất bán dẫn ferit 42 Hình 3.15 Sự phụ thuộc ln(Co/Ct) vào thời gian có mặt H2O2 vật liệu NCF0 ÷NCF10 44 viii Hình 3.13 Phổ UV-Vis dung dịch RhB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu NCF8; NCF10 Bảng 3.4 Hiệu suất phân hủy RhB có mặt H2O2 vật liệu NCF0 ÷ NCF10, sau 300 phút chiếu sáng Vật liệu NCF0 NCF2 NCF4 NCF6 NCF8 NCF10 H(%) 52,54 65,75 66,40 77,00 80,86 81,27 Tác giả [19] đưa chế phản ứng phân hủy hợp chất hữu chất bán dẫn ferit sau (hình 3.14): Dưới tác động ánh sáng nhìn thấy, electron vùng hóa trị (VB) ferit (MFe2O4) bị kích thích tới vùng dẫn (CB) tạo cặp electron - lỗ trống (e-cb/h+(vb)):  MFe2O4 → e- + h+ Tại vùng dẫn (CB): Electron (e-) bề mặt chất xúc tác tác dụng với O2 để tạo supeoxit gốc anion ●O2 ion ●O2 hình thành tiếp tục phản ứng với H2O, tạo gốc hydroxyl ●OH e- + O2 ● O2- ● O2- + H2O → ●HO2 + OHˉ ● HO2 + H2O → H2O2 + ●OH 41 H2O2 → 2●OH Tại vùng hóa trị (VB): Lỗ trống mang điện dương h + dễ dàng tác dụng với anion hiđroxyl bề mặt chất xúc tác tạo thành gốc hiđroxyl tự h+ + OHˉ → ●OH Các gốc ●OH có tính oxi hóa mạnh khơng chọn lọc nên có mặt chất xúc tác điều kiện chiếu sáng, oxi hóa nhiều hợp chất hữu cơ: ●OH + hợp chất hữu → CO2 + H2O Hình 3.14 Minh họa chế quang xúc tác phân hủy hợp chất hữu chất bán dẫn ferit [19] Theo tác giả [20], hệ chiếu sáng thích hợp, với có mặt H2O2 ferit phản ứng phân hủy hợp chất hữu diễn theo chế photo-Fenton Các cation (M=Fe,Co) có mặt CoFe2O4 với có mặt H2O2 (là chất oxi hóa) xảy phản ứng Fenton theo phản ứng sau: Mn+ + H2O2 M(n+1) + H2O2 h   h   M(n+1) + OH + OH- (M = Fe, Co) (1) Mn+ + HOO + H+ (M = Fe, Co) (2) OH nhân tố q trình phân huỷ hợp chất hữu Do vịng Fe(II,III) Co(II,III) nên tính bền hệ ferit tồn suốt trình phân hủy tác nhân OH tiếp tục tạo Khi pha tạp ion kim loại, phân bố ion mạng tinh thể tính chất điện, từ, quang hoạt tính xúc tác ferit bị thay đổi [8,5,20,23,30] 42 Trong trường hợp này, có mặt ion Ni2+ mạng tinh thể ferit làm tăng hiệu suất quang xúc tác vật liệu CoFe2O4 Theo tác giả [8,23], ion Ni2+ không tham gia vào q trình photo-Fenton, có mặt chúng mạng ferit làm giảm tái tổ hợp electron lỗ trống Do đó, hiệu suất quang xúc tác vật liệu pha tạp tăng cường 3.5.3 Động học phản ứng Để xác định yếu tố động học phản ứng, tiến hành tính đại lượng ln(Co/Ct) theo thời gian Kết bảng 3.5 mô tả hình 3.15 Kết hình 3.15 cho thấy, đại lượng ln(Co/Ct) phụ thuộc tuyến tính vào thời gian Điều chứng tỏ phản ứng phân hủy RhB chất xúc tác NCF0 ÷NCF10 tuân theo phương trình động học bậc Khi tăng lượng ion Ni2+ pha tạp mạng tinh thể CoFe2O4, giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy RhB tăng (bảng 3.6) Bảng 3.5 Bảng giá trị ln(Co/Ct) theo thời gian có mặt vật liệu NCF0÷ NCF10 t (phút) ln(Co/Ct) NCF0 NCF2 NCF4 NCF6 NCF8 NCF10 30 0,17 0,07 0,09 0,09 0,16 0,04 60 0,21 0,15 0,20 0,20 0,24 0,11 90 0,24 0,23 0,29 0,39 0,34 0,13 120 0,32 0,35 0,39 0,49 0,48 0,36 150 0,46 0,47 0,53 0,64 0,55 0,43 180 0,49 0,63 0,63 0,78 0,71 0,53 210 0,49 0,81 0,75 0,93 1,05 0,71 240 0,53 0,86 0,88 1,24 1,34 1,12 270 0,62 0,91 1,06 1,44 1,45 1,37 300 0,75 1,07 1,09 1,47 1,65 1,68 43 Hình 3.15 Sự phụ thuộc ln(Co/Ct) vào thời gian có mặt H2O2 vật liệu NCF0 ÷NCF10 Bảng 3.6 Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy RhB có mặt H2O2 vật liệu NCF0 ÷NCF10 Mẫu NCF0 NCF2 NCF4 NCF6 NCF8 NCF10 k.10-2 (phút-1) 0,202 0,385 0,387 0,542 0,581 0,607 44 KẾT LUẬN Căn vào kết đạt đưa kết luận sau đây: Đã tổng hợp 06 mẫu nano spinel NCF0 ÷NCF10 phương pháp đốt cháy dung dịch với chất glyxin Đã nghiên cứu đặc trưng mẫu tổng hợp số phương pháp vật lí hóa lí Cụ thể sau: - Khi nung mẫu 500oC thu đơn pha CoFe2O4 Các mẫu NCF2 ÷NCF10 có kích thước tinh thể nhỏ so với mẫu NCF0 Hằng số mạng thể tích mạng sở mẫu NCF2 ÷NCF10 nhỏ so với mẫu NCF0 - Đã xác định số sóng đặc trưng cho dao động liên kết kim loạioxi hốc tứ diện bát diện mẫu NCF0 ÷NCF10 - Nghiên cứu hình thái học cho thấy, mẫu NCF0 NCF6 thu có dạng hình đa giác, phân bố đồng Mẫu NCF6 có kích thước hạt nhỏ độ phân tán tốt so với mẫu NCF0 - Đã xác định có mặt nguyên tố Co, Fe, O, Ni mẫu NCF0 NCF6 Đã nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy rhodamin B mẫu NCF0 ÷NCF10 với có mặt H2O2 chiếu sáng đèn Led Kết cho thấy, mẫu NCF2 ÷NCF10 có hiệu suất phân hủy rhodamin B cao mẫu NCF0 Hiệu suất phân huỷ rhodamin B đạt cao 81,27% sau 300 phút chiếu sáng có mặt NCF10 H2O2 Phản ứng phân hủy rhodamin B mẫu vật liệu có mặt H2O2 vật liệu NCF0 ÷NCF10 tuân theo phương trình động học bậc Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy rhodamin B có mặt mẫu NCF2 ÷NCF10 cao mẫu NCF0 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng số phương pháp phổ nghiên cứu cấu trúc phân tử, Nhà xuất Giáo dục Vũ Đăng Độ (2001), “Các phương pháp vật lý hóa học”, Nhà xuất Giáo dục Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV - Vis, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa học nano - Cơng nghệ vật liệu nguồn, Nhà xuất khoa học Tự nhiên Công nghệ Tiếng Anh Andrew R Barron (2011), Physical Methods in Inorganic and Nano Chemistry, Rice University, Houston, Texas Annie Vinosha, P.; Xavier, Belina; Krishnan, S; Jerome Das, S.J (2018), Investigation on the magnetically separable Zn substituted CoFe2O4 nanoparticles with enhanced photo-Fenton degradation, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 18(8), 5354-5366 Aparna Nadumane, Krushitha Shetty, K.S Anantharaju, H.P Nagaswarupa, Dinesh Rangappa, Y.S Vidya, H Nagabhushana, S.C Prashantha (2019), “Sunlight photocatalytic performance of Mg-doped nickel synthesized by a green sol-gel route”, Journal of Science: ferrite Advanced Materials and Devices, 4(1), 89-100 B Pourgolmohammad, S.M Masoudpanah, M.R Aboutalebi (2017), Synthesis of CoFe2O4 powders with high surface area by solution combustion method: Effect of fuel content and cobalt precursor, Ceramics International, 43 (4),3797-3803 Charanjit Singh, Sheenu Jauhar, Vinod Kumar, Jagdish Singh, Sonal Singhal (2015), Synthesis of zinc substituted cobalt ferrites via reverse 46 micelle technique involving in situ template formation: A study on their structural, magnetic, optical and catalytic properties, Materials Chemistry and Physics, 156, 188-197 10 Darrell J Irvine, Melissa C Hanson, Kavya Rakhra and Talar Tokatlian (2015), “Synthetic Nanoparticles for Vaccines and Immunotherapy”, ACS Publications, 115, 19, 11109-11146 11 Fariborz Sharifianjazi, Mostafa Moradi, Nader Parvin, Ali Nemati, Azadeh Jafari Rad, Niloufar Sheysi, Aliasghar Abouchenari, Ali Mohammadi, Saeed Karbasi, Zohre Ahmadi, Amirhossein Esmaeilkhanian, Mohammad Irani, Amirhosein Pakseresht, Saeid Sahmani, Mehdi Shahedi Asl (2020), Magnetic CoFe2O4 nanoparticles doped with metal ions: A review, Ceramics International, 46(11), 8391-18412 12 Guisheng Qi, Huiyun Ren, Honglei Fan, Youzhi Liu (2019), Preparation of CoFe2O4 nanoparticles based on high-gravity technology and application for the removal of lead, Chemical Engineering Research and Design,147, 520-528 13.Guo, Ming-Zhi & Maury-Ramirez, Anibal & Poon, Chi Sun (2015), Selfcleaning ability of titanium dioxide clear paint coated architectural mortar and its potential in field application, Journal of Cleaner Production, 112, 10, 1016 14.Guozhong Cao (2011), “Nanostructures and nanomaterials: synthesis, Properties and Applications”, published by: Imperial College press 15 Hamed Mirzaei, Majid Darroudi, Zinc oxide nanoparticles (2017), “Zinc oxide nanoparticles: Biological synthesis and biomedical applications”, Ceramics International, 43, 907-914 16 J Revathi, M John Abel, V Archana, T Sumithra, R Thiruneelakandan, J Joseph prince (2020), Synthesis and characterization of CoFe2O4 and Nidoped CoFe2O4 nanoparticles by chemical Co-precipitation technique for photo-degradation of organic dyestuffs under direct sunlight, Physica B: Condensed Matter, 587, 412136 47 17 K C Patil, M S Hegde, Tanu Rattan, S T Aruna (2008), Chemistry of Nanocrystalline Oxide Materials: Combustion synthesis, Properties and Applications, World Scientific Publishing Co Pte Ltd 18.Kashinath C.Patil S T A, Tanu Mimani (2002), "Combustion synthesis: an update", Current Opinion in Solid State annd Materials Science, 6, 507-512 19 Kebede Keterew Kefeni, Bhekie B Mamba (2020), Photocatalytic application of spinel ferrite nanoparticles and nanocomposites in wastewater treatment: Review, Sustainable Materials and Technologies, 23, e00140 20 M.A Khana, M.J Rehman, K Mahmood, I Ali, M.N Akhtar, G Murtazae, I Shakirf and M.F Warsi (2015), Augmenting the catalytic activity of CoFe2O4 by substituting rare earth cations into the spinel structure, Ceram Int., 41, 2286-2293 21.M Madhukara Naik, H.S Bhojya Naik, G Nagaraju, M Vinuth, K Vinu, R Viswanath (2019), Green synthesis of zinc doped cobalt ferrite nanoparticles: Structural, optical, photocatalytic and antibacterial studies, Nano-Structures & Nano-Objects, 19, 100322 22.M Sundararajan, L John Kennedy, P Nithya, J Judith Vijaya, M Bououdina (2017), Visible light driven photocatalytic degradation of rhodamine B using Mg doped cobalt ferrite spinel nanoparticles synthesized by microwave combustion method, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 108, 61-75 23.M Sundararajan, V Sailaja, L John Kennedy, J Judith Vijaya (2017), Photocatalytic degradation of rhodamine B under visible light using nanostructured zinc doped cobalt ferrite: Kinetics and mechanism, Ceramics International, 43, 540-548 24.Mostafa Khaksar, Davar M Boghaei, Mojtaba Amini (2015), “Synthesis, structural characterization and reactivity of manganese tungstate nanoparticles in the oxidative degradation of methylene blue”, Comptes Rendus Chimie, 18, 199-203 48 25 M Sundararajan, L John Kennedy (2017), Photocatalytic removal of rhodamine B under irradiation of visible light using Co1−xCuxFe2O4 (0≤x≤0.5) nanoparticles, Journal of Environmental Chemical Engineering, 5(4), 4075-4092 26 P Annie Vinosha, S Jerome Das (2018), Investigation on the role of pH for the structural, optical and magnetic properties of cobalt ferrite nanoparticles and its effect on the photo-fenton activity, Materials Today: Proceedings, 5(2), 8662-8671 27 Peidong Hong, Yulian Li, Junyong He, Abdul Saeed, Kaisheng Zhang, Chengming Wang, Lingtao Kong, Jinhuai Liu (2020), Rapid degradation of aqueous doxycycline by surface CoFe2O4/H2O2 system: behaviors, mechanisms, pathways and DFT calculation, Applied Surface Science,526,146557 28 Sandeep B Somvanshi, Mangesh V Khedkar, Prashant B Kharat, K.M Jadhav (2020), Influential diamagnetic magnesium (Mg2+) ion substitution in nano-spinel zinc ferrite (ZnFe2O4): Thermal, structural, spectral, optical and physisorption analysis, Ceramics International, 46(7), 8640-8650 29 V.D Sudheesh, Nygil Thomas, N Roona, P.K Baghya, Varkey Sebastian (2017), Synthesis, characterization and influence of fuel to oxidizer ratio on the properties of spinel ferrite (MFe2O4, M = Co and Ni) prepared by solution combustion method, Ceramics International, 43 (17), 15002-15009 30 Xinyuan Li, Yong Sun, Yan Zong, Yupeng Wei, Xin Liu, Xinghua Li, Yong Peng, Xinliang Zheng (2020), Size-effect induced cation redistribution on the magnetic properties of well-dispersed CoFe2O4 nanocrystals, Journal of Alloys and Compounds, 841,155710 49 PHỤ LỤC Giản đồ XRD mẫu NCF0 ÷ NCF10 nung 500oC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - CF12126 d=2.513 200 190 180 170 160 150 140 130 110 d=2.084 90 d=1.473 100 d=2.946 Lin (Cps) 120 80 d=1.603 70 d=2.406 60 50 40 30 20 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: HangTN CF12126.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 ° 1) Left Angle: 34.340 ° - Right Angle: 37.070 ° - Left Int.: 19.9 Cps - Right Int.: 22.6 Cps - Obs Max: 35.696 ° - d (Obs Max): 2.513 - Max Int.: 175 Cps - Net Height: 154 Cps - FWHM: 0.362 ° - Chord Mid.: 35.705 ° - Int Br 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 42.49 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 8.36000 - b 8.36000 - c 8.36000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fd-3m (227) - - 584.277 - Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen mẫu NCF0 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - NCF2 300 290 280 270 260 250 240 230 d=2.531 220 210 200 190 170 160 d=2.973 150 140 130 90 d=1.616 100 70 d=1.324 60 d=1.710 d=1.881 80 50 40 d=1.280 110 d=1.483 120 d=2.098 Lin (Cps) 180 30 20 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: HuongTN NCF2.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: 34.100 ° - Right Angle: 36.080 ° - Left Int.: 69.8 Cps - Right Int.: 67.1 Cps - Obs Max: 35.426 ° - d (Obs Max): 2.532 - Max Int.: 192 Cps - Net Height: 124 Cps - FWHM: 0.482 ° - Chord Mid.: 35.404 ° - Int Br 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 100.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 8.36000 - b 8.36000 - c 8.36000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fd-3m (227) - - 584.277 - Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen mẫu NCF2 PL1 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - NCF4 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 d=2.533 200 190 170 160 150 140 d=2.969 Lin (Cps) 180 130 120 110 d=1.713 70 60 50 d=1.279 80 d=1.482 90 d=1.614 d=2.098 100 40 30 20 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: HuongTN NCF4.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: 34.280 ° - Right Angle: 36.230 ° - Left Int.: 62.5 Cps - Right Int.: 59.3 Cps - Obs Max: 35.409 ° - d (Obs Max): 2.533 - Max Int.: 164 Cps - Net Height: 104 Cps - FWHM: 0.498 ° - Chord Mid.: 35.387 ° - Int Br 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 100.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 8.36000 - b 8.36000 - c 8.36000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fd-3m (227) - - 584.277 - Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen mẫu NCF4 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - NCF6 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 d=2.531 190 170 160 150 140 130 d=2.965 120 110 60 50 d=1.280 d=1.709 70 d=1.347 80 d=1.613 90 d=1.482 100 d=2.097 Lin (Cps) 180 40 30 20 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: HuongTN NCF6.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: 34.040 ° - Right Angle: 36.470 ° - Left Int.: 57.5 Cps - Right Int.: 54.8 Cps - Obs Max: 35.440 ° - d (Obs Max): 2.531 - Max Int.: 159 Cps - Net Height: 104 Cps - FWHM: 0.546 ° - Chord Mid.: 35.392 ° - Int Br 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 100.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 8.36000 - b 8.36000 - c 8.36000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fd-3m (227) - - 584.277 - Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen mẫu NCF6 PL2 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - NCF8 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 d=2.527 200 190 170 160 150 140 130 d=2.968 Lin (Cps) 180 120 110 80 70 d=1.613 d=2.096 90 d=1.481 100 40 30 d=1.227 d=1.325 50 d=1.278 60 20 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: HuongTN NCF8.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: 34.250 ° - Right Angle: 36.560 ° - Left Int.: 55.5 Cps - Right Int.: 47.6 Cps - Obs Max: 35.482 ° - d (Obs Max): 2.528 - Max Int.: 170 Cps - Net Height: 119 Cps - FWHM: 0.483 ° - Chord Mid.: 35.467 ° - Int Br 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 100.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 8.36000 - b 8.36000 - c 8.36000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fd-3m (227) - - 584.277 - Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen mẫu NCF8 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - NCF10 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 d=2.528 190 170 160 150 140 130 120 110 100 d=1.482 d=2.964 80 d=1.612 90 d=2.094 70 60 50 40 d=1.279 d=1.707 Lin (Cps) 180 30 20 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: HuongTN NCF10.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 ° 1) Left Angle: 34.130 ° - Right Angle: 36.140 ° - Left Int.: 54.7 Cps - Right Int.: 48.5 Cps - Obs Max: 35.473 ° - d (Obs Max): 2.529 - Max Int.: 158 Cps - Net Height: 108 Cps - FWHM: 0.463 ° - Chord Mid.: 35.460 ° - Int Br 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 100.00 % - d x by: - WL: 1.5406 - Cubic - a 8.36000 - b 8.36000 - c 8.36000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fd-3m (227) - - 584.277 - Giản đồ nhiễu xạ Rơnghen mẫu NCF10 PL3 80 PHỤ LỤC Phổ hồng ngoại mẫu NCF0 ÷NCF10 Phổ hồng ngoại mẫu NCF0 Phổ hồng ngoại mẫu NCF2 PL4 Phổ hồng ngoại mẫu NCF4 Phổ hồng ngoại mẫu NCF6 PL5 Phổ hồng ngoại mẫu NCF8 Phổ hồng ngoại mẫu NCF10 PL6 ... tài ? ?Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc hoạt tính quang xúc tác nano spinel CoFe2O4 pha tạp Ni2+ ” Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu nano 1.1.1 Định nghĩa phân loại vật liệu nano Vật liệu nano. .. THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ĐẶNG VIỆT DŨNG TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƢNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL CoFe2O4 PHA TẠP Ni2+ Ngành: Hóa vơ Mã số: 440 113 LUẬN VĂN THẠC... thấy, pha tạp ion kim loại Ni2+ , Zn2+, Mg2+ tính chất CoFe2O4 thay đổi hoạt tính quang xúc tác cải thiện đáng kể Nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của ion Ni2+ đến cấu trúc, tính chất CoFe2O4,