Trong số các oxit phức hợp kiểu spinel, nano ferit (MFe2O4) đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học. Các spinel ferit sở hữu một số tính chất quan trọng như tính chất quang, điện, từ...Tính chất của các ferit phụ thuộc vào cấu trúc, thành phần, hình thái học và kích thước hạt của chúng. Coban ferit (CoFe2O4) là một trong số spinel có cấu trúc nghịch với 8 ion Co2+ được phân bố ở 8 lỗ trống bát diện, 16 ion Fe3+ được phân bố đều trong các hốc tứ diện và bát diện. Với độ bão hòa từ vừa phải, lực kháng từ cao, đặc biệt là có độ ổn định hóa học cao và độ cứng lớn nên CoFe2O4 được ứng dụng trong các thiết bị hoạt động ở tần số cao. Ngoài ra CoFe2O4 còn được biết đến là chất quang xúc tác phân hủy nhiều hợp chất hữu cơ độc hại như metylen xanh, metyl da cam, Rhodamin B... Nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của của ion Zn2+ 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 Zn2+”
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ THU HOÀI TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL CoFe2O4 PHA TẠP Zn2+ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC THÁI NGUYÊN - 2020 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ THU HOÀI TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL CoFe2O4 PHA TẠP Zn2+ Ngành: Hóa vơ Mã số: 440 113 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN THỊ TỐ LOAN THÁI NGUYÊN - 2020 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tơi 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 cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Vũ Thu Hồi Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn 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, cô 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 hồn 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 tơi, anh em họ hàng cho động lực tâm hoàn thành luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2020 Tác giả luận văn Vũ Thu Hoài Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 Chương 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 21 1.2.1 Cấu trúc phân loại spinel 21 1.2.2 Tính chất spinel 22 1.2.3 Một số kết nghiên cứu tổng hợp ứng dụng nano spinel coban ferit 23 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 1.3 Giới thiệu metylen xanh 27 Chương 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 ZnxCo1-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 metylen xanh 30 2.5 Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh nano spinel ZnxCo1-xFe2O4 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 metylen xanh mẫu 32 Chương 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 metylen xanh mẫu 39 3.5.1 Kết xác định thời gian đạt cân hấp phụ 39 3.5.2 Kết nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác mẫu 40 3.5.3 Động học phản ứng 44 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Lượng chất ban đầu mẫu ZCF0 ÷ZCF10 30 Bảng 2.2 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh 31 Bảng 3.1 Kích thước tinh thể (r), số mạng (a) thể tích mạng sở (V) mẫu ZCF0 ÷ ZCF10 34 Bảng 3.2 Số sóng liên kết M-O hốc tứ diện (ν1) bát diện (ν2) mẫu ZCF0 ÷ZCF10 nung 500oC 35 Bảng 3.3 Thành phần % khối lượng có mẫu ZCF0 ZCF8 39 Bảng 3.4 Hiệu suất phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu ZCF0 ÷ ZCF10, sau 300 phút chiếu sáng 42 Bảng 3.5 Bảng giá trị ln(Co/Ct) theo thời gian có mặt vật liệu ZCF0÷ ZCF10 44 Bảng 3.6 Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu ZCF0 ÷ZCF10 45 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 Cơng thức cấu tạo phổ Uv-Vis dung dịch metylen xanh 28 Hình 2.1 Phổ UV-Vis dung dịch MB (a) đường chuẩn xác định nồng độ MB 31 Hình 3.1 Giản đồ XRD mẫu ZCF0÷ ZCF10 nung 500oC 33 Hình 3.2 Phổ IR mẫu ZCF0 ÷ZCF10 nung 500oC 35 Hình 3.3 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) mẫu ZCF0 36 Hình 3.4 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) mẫu ZCF8 36 Hình 3.5 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) mẫu ZCF0 37 Hình 3.6 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) mẫu ZCF8 37 Hình 3.7 Phổ EDX vật liệu ZCF0 38 Hình 3.8 Phổ EDX vật liệu ZCF8 38 Hình 3.9 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian có mặt vật liệu ZCF0, bóng tối 39 Hình 3.10 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian có mặt H2O2; ZCF0 + chiếu sáng 40 Hình 3.11 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu ZCF0; ZCF2 41 Hình 3.12 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu ZCF4; ZCF6 41 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 3.13 Phổ UV-Vis dung dịch MB theo thời gian chiếu sáng có mặt đồng thời H2O2 vật liệu ZCF8; ZCF10 42 Hình 3.14 Minh họa chế quang xúc tác phân hủy hợp chất hữu chất bán dẫn ferit 43 Hình 3.15 Sự phụ thuộc ln(Co/Ct) vào thời gian có mặt H2O2 vật liệu ZCF0 ÷ZCF10 45 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ● HO2 + H2O → H2O2 + ●OH 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 [21] Theo tác giả [22], 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 M(n+1) + OH + OH- (M = Fe, Co) (1) h 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 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 [8,13,22,25,26] Trong trường hợp này, có mặt ion Zn2+ mạng tinh thể ferit làm tăng hiệu suất quang xúc tác vật liệu CoFe2O4 Theo tác giả [8,25,26], ion Zn2+ không tham gia vào 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 ion Zn2+ 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 MB chất xúc tác ZCF0 ÷ZCF10 tn theo phương trình động học bậc Khi có mặt ion Zn2+ mạng tinh thể CoFe2O4, giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy MB tăng đạt giá trị cao với mẫu ZCF8 (bảng 3.6) Bảng 3.5 Bảng giá trị ln(Co/Ct) theo thời gian có mặt vật liệu ZCF0÷ ZCF10 t (phút) ln(Co/Ct) ZCF0 ZCF2 ZCF4 ZCF6 ZCF8 ZCF10 30 0,03 0,11 0,11 0,04 0,09 0,10 60 0,09 0,16 0,16 0,07 0,25 0,23 90 0,10 0,28 0,28 0,15 0,37 0,25 120 0,18 0,40 0,40 0,20 0,54 0,38 150 0,24 0,51 0,51 0,35 0,71 0,47 180 0,32 0,59 0,59 0,55 0,93 0,70 210 0,41 0,72 0,72 0,75 1,08 0,82 240 0,50 0,79 0,79 0,87 1,24 1,01 270 0,65 1,07 1,07 1,15 1,72 1,28 300 0,80 1,22 1,22 1,42 2,14 1,61 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 3.15 Sự phụ thuộc ln(Co/Ct) vào thời gian có mặt H2O2 vật liệu ZCF0 ÷ZCF10 Bảng 3.6 Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy MB có mặt H2O2 vật liệu ZCF0 ÷ZCF10 Mẫu ZCF0 ZCF2 ZCF4 ZCF6 ZCF8 ZCF10 k.10-2 (phút-1) 0,277 0,339 0,403 0,514 0,706 0,530 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn KẾT LUẬN Căn vào kết đạt đưa kết luận sau đây: Đã tổng hợp 06 mẫu nano spinel ZCF0 ÷ZCF10 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: - Bằng phương pháp nhiễu xạ Rơnghen cho thấy, nung 500oC, thu đơn pha CoFe2O4 Đã xác định kích thước tinh thể, số mạng thể tích ô mạng sở mẫu ZCF0 ÷ZCF10 - Đã xác định số sóng đặc trưng cho dao động liên kết kim loạioxi hốc tứ diện bát diện mẫu ZCF0 ÷ZCF10 - Nghiên cứu hình thái học cho thấy, mẫu ZCF0 ZCF8 thu có dạng hình đa giác, phân bố đồng Mẫu ZCF8 có kích thước hạt lớn độ phân tán tốt so với mẫu ZCF0 - Đã xác định có mặt nguyên tố Co, Fe, O, Zn mẫu ZCF0 ZCF8 Đã nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh mẫu ZCF0 ÷ZCF10 với có mặt H2O2 chiếu sáng đèn Led Kết cho thấy, mẫu ZCF2 ÷ZCF10 có hiệu suất phân hủy metylen xanh cao mẫu ZCF0 Hiệu suất phân huỷ metylen xanh đạt cao 88,76 % sau 300 phút chiếu sáng có mặt ZCF8 H2O2 Phản ứng phân hủy metylen xanh mẫu vật liệu ZCF0 ÷ZCF10 có mặt H2O2 chiếu sáng tuân theo phương trình động học bậc Giá trị số tốc độ phản ứng phân hủy metylen xanh có mặt mẫu ZCF2 ÷ZCF10 cao mẫu ZCF0 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 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 Ali Maleki, Nazanin Hosseini, AliReza Taherizadeh (2018), Synthesis and characterization of cobalt ferrite nanoparticles prepared by the glycine-nitrate process, Ceramics International, 44(7), 8576-8581 Andrew R Barron (2011), Physical Methods in Inorganic and Nano Chemistry, Rice University, Houston, Texas A Manikandan, L John Kennedy, M Bououdina, J Judith Vijaya (2014), Synthesis, optical and magnetic properties of pure and Co-doped ZnFe2O4 nanoparticles by microwave combustion method, Journal of Magnetism and Magnetic Materials,349, 249-258 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 ferrite synthesized by a green sol-gel route”, Journal of Science: Advanced Materials and Devices, 4(1), 89-100 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 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 10 Charanjit Singh, Sheenu Jauhar, Vinod Kumar, Jagdish Singh, Sonal Singhal (2015), Synthesis of zinc substituted cobalt ferrites via reverse micelle technique involving in situ template formation: A study on their structural, magnetic, optical and catalytic properties, Materials Chemistry and Physics, 156, 188-197 11 Darrell J Irvine, Melissa C Hanson, Kavya Rakhra and Talar Tokatlian (2015), “Synthetic Nanoparticles for Vaccines and Immunotherapy”, ACS Publications, 115(19), 11109-11146 12 E Ranjith Kumar, Ch Srinivas, M.S Seehra, M Deepty, I Pradeep, A.S Kamzin, M.V.K Mehar, N Krisha Mohan, “Particle size dependence of the magnetic, dielectric and gas sensing properties of Co substituted NiFe2O4 nanoparticles”, Sensors and Actuators A: Physical, 279, 10-16 13 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 14 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 15 Guozhong Cao (2011), “Nanostructures and nanomaterials: synthesis, Properties and Applications”, published by: Imperial College press 16 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 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 17 Jing Feng, Zhiqiang Zhang, Mingming Gao, Mengzhen Gu, Jinxin Wang, Wenjing Zeng, Yanzhuo Lv, Yueming Ren, Zhuangjun Fan (2019), Effect of the solvents on the photocatalytic properties of ZnFe2O4 fabricated by solvothermal method, Materials Chemistry and Physics, 223, 758-761 18 Hamed Mirzaei, Majid Darroudi, Zinc oxide nanoparticles (2017), “Zinc oxide nanoparticles: Biological synthesis and biomedical applications”, Ceramics International, 43, Part B, 907-914 19 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 20 Kashinath C.Patil S T A, Tanu Mimani (2002), "Combustion synthesis: an update", Current Opinion in Solid State annd Materials Science, 6, 507-512 21 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 22 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 23 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, NanoStructures & Nano-Objects, 19, 100322 24 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 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn microwave combustion method, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 108, 61-75 25 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 26 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 27 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 28 Mudassar Hussain, Misbah-ul-Islam, Turgut Meydan, Jerome A Cuenca, Yevgen Melikhov, Ghulam Mustafa, Ghulam Murtaza, Yasir Jamil (2018), Microwave absorption properties of CoGd substituted ZnFe2O4 ferrites synthesized by co-precipitation technique,Ceramics International, 44(6), 5909-5914 29 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 30 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 Sci- ence,526,146557 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 31 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 32 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 33 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 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn PHỤ LỤC Giản đồ XRD mẫu ZCF0 ÷ ZCF10 nung 500oC Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - ZCF0 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 d=2.531 190 170 160 150 140 d=2.970 130 120 110 80 70 50 40 d=1.280 d=1.706 60 d=1.614 d=2.098 90 d=1.483 100 30 20 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale File: HuongTN ZCF0.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: 33.950 ° - Right Angle: 36.230 ° - Left Int.: 59.4 Cps - Right Int.: 54.6 Cps - Obs Max: 35.445 ° - d (Obs Max): 2.530 - Max Int.: 157 Cps - Net Height: 101 Cps - FWHM: 0.506 ° - Chord Mid.: 35.415 ° - Int Br 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 83.74 % - 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 ZCF0 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - ZCF2 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 d=2.534 200 190 180 170 160 150 140 d=2.976 130 120 60 50 40 d=1.280 70 d=1.313 d=1.715 80 d=1.527 90 d=1.615 100 d=1.484 110 d=2.100 Lin (Cps) Lin (Cps) 180 30 20 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: HuongTN ZCF2.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: 34.130 ° - Right Angle: 36.380 ° - Left Int.: 64.9 Cps - Right Int.: 63.6 Cps - Obs Max: 35.387 ° - d (Obs Max): 2.535 - Max Int.: 166 Cps - Net Height: 102 Cps - FWHM: 0.528 ° - Chord Mid.: 35.340 ° - Int Br 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 83.47 % - 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 ZCF2 80 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - ZCF4 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 d=2.534 200 190 170 160 150 140 d=2.975 Lin (Cps) 180 130 120 110 80 d=1.712 70 60 50 d=1.483 90 d=1.614 d=2.096 100 40 30 20 10 20 80 70 60 50 40 30 2-Theta - Scale File: HuongTN ZCF4.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: 34.190 ° - Right Angle: 36.320 ° - Left Int.: 64.2 Cps - Right Int.: 62.5 Cps - Obs Max: 35.411 ° - d (Obs Max): 2.533 - Max Int.: 174 Cps - Net Height: 110 Cps - FWHM: 0.528 ° - Chord Mid.: 35.368 ° - Int Br 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 83.64 % - 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 ZCF4 Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - ZCF6 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 d=2.534 200 190 170 160 150 140 d=2.982 130 120 30 d=1.211 d=1.200 40 d=1.280 50 d=1.311 60 d=1.391 d=1.909 70 d=1.527 80 d=1.713 90 d=1.616 100 d=1.483 110 d=2.099 Lin (Cps) 180 20 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: HuongTN ZCF6.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: 33.800 ° - Right Angle: 36.440 ° - Left Int.: 57.4 Cps - Right Int.: 54.8 Cps - Obs Max: 35.376 ° - d (Obs Max): 2.535 - Max Int.: 171 Cps - Net Height: 115 Cps - FWHM: 0.552 ° - Chord Mid.: 35.342 ° - Int Br 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 80.41 % - 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 ZCF6 80 HangTN NdCF11 150 140 130 120 d=2.523 110 100 Lin (Cps) 90 80 70 20 d=1.607 30 d=1.706 40 d=2.412 d=2.957 d=2.091 50 d=1.476 60 10 20 30 40 50 60 70 80 2-Theta - Scale Type: 2Th/Th locked - Start: 19.775 ° - End: 79.825 ° - Step: 0.020 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 19.775 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - Aux1: 0.0 - Aux2: 0.0 - Aux3: 1) Left Angle: 34.327 ° - Right Angle: 36.789 ° - Left Int.: 14.0 Cps - Right Int.: 13.8 Cps - Obs Max: 35.562 ° - d (Obs Max): 2.522 - Max Int.: 91.7 Cps - Net Height: 77.8 Cps - FWHM: 0.307 ° - Chord Mid.: 35.558 ° - Int B 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 85.37 % - 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 ZCF8 HangTN NdCF13 150 140 130 120 110 100 d=2.518 80 70 60 d=1.476 50 20 d=1.607 d=1.703 d=2.412 30 d=2.088 40 d=2.957 Lin (Cps) 90 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale Type: 2Th/Th locked - Start: 19.775 ° - End: 79.825 ° - Step: 0.020 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 19.775 ° - Theta: 10.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - Aux1: 0.0 - Aux2: 0.0 - Aux3: 1) Left Angle: 34.327 ° - Right Angle: 36.849 ° - Left Int.: 14.8 Cps - Right Int.: 13.2 Cps - Obs Max: 35.615 ° - d (Obs Max): 2.519 - Max Int.: 62.8 Cps - Net Height: 48.8 Cps - FWHM: 0.286 ° - Chord Mid.: 35.620 ° - Int B 00-002-1045 (D) - Cobalt Iron Oxide - CoFe2O4 - Y: 62.60 % - 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 ZCF10 80 PHỤ LỤC Phổ hồng ngoại mẫu ZCF0 ÷ZCF10 Phổ hồng ngoại mẫu ZCF0 Phổ hồng ngoại mẫu ZCF2 Phổ hồng ngoại mẫu ZCF4 Phổ hồng ngoại mẫu ZCF6 Phổ hồng ngoại mẫu ZCF8 Phổ hồng ngoại mẫu ZCF10 ... đích nghiên cứu ảnh hưởng của ion Zn2+ đến cấu trúc, tính chất CoFe2O4, chúng tơi tiến hành thực đề tài ? ?Tổng hợp, nghiên cứu đặc trưng cấu trúc hoạt tính quang xúc tác nano spinel CoFe2O4 pha tạp. .. THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM VŨ THU HOÀI TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO SPINEL CoFe2O4 PHA TẠP Zn2+ Ngành: Hóa vơ Mã số: 440 113 LUẬN VĂN THẠC... 2.5 Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy metylen xanh nano spinel ZnxCo1-xFe2O4 31 2.5.1 Khảo sát thời gian đặt cân hấp phụ 31 2.5.2 Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác