Tổng hợp và biến tính vật liệu gan zno ứng dụng làm chất xúc tác quang xử lý các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN VĂN PHONG TỔNG HỢP VÀ BIẾN TÍNH VẬT LIỆU GaN-ZnO ỨNG DỤNG LÀM CHẤT XÚC TÁC QUANG XỬ LÝ CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG NƢỚC Chun ngành : Hóa vơ Mã số : 8440113 Ngƣời hƣớng dẫn: TS Nguyễn Văn Kim PGS.TS Nguyễn Thị Việt Nga LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, đƣợc thực dƣới hƣớng dẫn khoa học TS Nguyễn Văn Kim PGS.TS Nguyễn Thị Việt Nga Các số liệu, kết luận nghiên cứu đƣợc trình bày luận văn trung thực chƣa cơng bố dƣới hình thức Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tơi xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến TS Nguyễn Văn Kim PGS.TS Nguyễn Thị Việt Nga tận tình giúp đỡ hƣớng dẫn tơi hồn thành luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo, anh, chị, bạn phịng thực hành thí nghiệm hóa học - Khu A6 - Trƣờng Đại học Quy Nhơn, giúp đỡ, tạo điều kiện, hỗ trợ tơi q trình thực đề tài Cuối cùng, xin cảm ơn Lãnh đạo trƣờng Quốc Học Quy Nhơn, gia đình bạn bè ln động viên, khích lệ tinh thần thời gian thực luận văn Mặc dù cố gắng nhiên luận văn chắn không tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận đƣợc góp ý q thầy để luận văn đƣợc hồn thiện hơn! Tơi xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Cấu trúc luận văn Chƣơng TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU XÚC TÁC QUANG 1.1.1 Khái niệm xúc tác quang chế phản ứng xúc tác quang 1.1.2 Tiềm ứng dụng vật liệu xúc tác quang 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ DUNG DỊCH RẮN GaN-ZnO, g-C3N4 VÀ VẬT LIỆU BIẾN TÍNH 1.2.1 Dung dịch rắn GaN-ZnO vật liệu biến tính 1.2.2 g-C3N4 vật liệu biến tính 12 Chƣơng PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 18 2.1 TỔNG HỢP VẬT LIỆU XÚC TÁC 18 2.1.1 Hóa chất 18 2.1.2 Dụng cụ 18 2.1.3 Tổng hợp vật liệu 19 2.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐẶC TRƢNG VẬT LIỆU 20 2.2.1 Phƣơng pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 20 2.2.2 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 22 2.2.3 Phƣơng pháp phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến (UV-VisDRS) 22 2.2.4 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại (IR) 25 2.2.5 Phƣơng pháp phổ tán sắc lƣợng tia X (Energy Dispersive Xray) 26 2.2.6 Phổ quang điện tử tia X (XPS) 28 2.2.7 Phƣơng pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 29 2.3 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG CỦA VẬT LIỆU TỔNG HỢP 30 2.3.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 30 2.3.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác vật liệu 31 2.3.3 Phân tích định lƣợng xanh metylen 32 2.3.3.1 Nguyên tắc 32 2.3.3.2 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ xanh metylen 33 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 ĐẶC TRƢNG VẬT LIỆU 34 3.1.1 Đặc trƣng vật liệu g-C3N4 34 3.1.2 Đặc trƣng vật liệu GaN-ZnO 36 3.1.2.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 36 3.1.2.2 Phổ hồng ngoại (IR) 38 3.1.2.3 Phương pháp phổ EDX 39 3.1.2.4 Phương pháp phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại-khả kiến (UV-Vis trạng thái rắn) 40 3.1.3 Đặc trƣng vật liệu composit g-C3N4/GaN-ZnO 41 3.1.3.1 Nhiễu xạ tia X 41 3.1.3.2 Phổ hồng ngoại IR 43 3.1.3.3 Đặc trưng ảnh SEM 44 3.1.3.4 Phổ tán xạ lượng tia X 45 3.1.3.5 Đặc trưng XPS 46 3.2 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG CỦA VẬT LIỆU TỔNG HỢP 48 3.2.1 Xác định thời gian đạt cân hấp phụ 48 3.2.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác quang vật liệu composit g-C3N4/GaN– ZnO 49 3.2.3 Khảo sát yếu tố thực nghiệm ảnh hƣởng tới trình quang xúc tác vật liệu g-C3N4/GaN-ZnO 50 3.2.3.1 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu dung dịch MB 51 3.2.3.2 Ảnh hưởng cường độ nguồn sáng 52 3.2.3.3 Ảnh hưởng pH dung dịch 53 3.2.3.4 Ảnh hưởng chất bắt gốc tự (quencher) đến trình phân hủy MB 55 KẾT LUẬN 59 CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ 60 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 73 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (Bản sao) DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT CÁC KÝ HIỆU C : Nồng độ (mg/L) g : gam L : lít mg : miligam nm : nanomet λ : Bƣớc sóng (nm) D : Kích thƣớc hạt trung bình CN : g-C3N4 tổng hợp từ melamin phƣơng pháp nung GZ : Dung dịch rắn GaN-ZnO GZ-800 : Dung dịch rắn GaN-ZnO đƣợc tổng hợp nhiệt độ 800 oC theo tỉ lệ mol Ga/Zn = 1:1 GZ-850 : Dung dịch rắn GaN-ZnO đƣợc tổng hợp nhiệt độ 850 oC theo tỉ lệ mol Ga/Zn = 1:1 GZ-900 : Dung dịch rắn GaN-ZnO đƣợc tổng hợp nhiệt độ 900 oC theo tỉ lệ mol Ga/Zn = 1:1 x%.CN/GZ : Vật liệu composit g-C3N4/GaN-ZnO đƣợc tổng hợp phƣơng pháp thủy nhiệt từ GaN-ZnO (nitrua hóa từ hỗn hợp Ga2O3 ZnO nhiệt độ 850 oC melamin theo tỉ lệ mol Ga/Zn = 1:1) g-C3N4 (đƣợc tổng hợp từ việc nung melamin 500–520 oC) với hàm lƣợng x% g-C3N4 khác (x = 5, 7, 10) CÁC CHỮ VIẾT TẮT CB : Conduction band (Vùng dẫn) eˉCB : Photogenerated electron (Electron quang sinh) Eg : Band gap energy (Năng lƣợng vùng cấm) EDX : Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (Phổ tán sắc lƣợng tia X) h⁺ VB : Photogenerated hole (Lỗ trống quang sinh) IR : Infrared (Phổ hồng ngoại) MB : Methylene blue (Xanh metylen) SEM : Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét) UV-Vis DRS : UV-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy (Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến) VB : Valance band (Vùng hóa trị) XPS : X-ray Photoelectron Spectroscopy (Phổ quang điện tử tia X) XRD : X-Ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X - Nhiễu xạ tia Rơnghen) DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Số hiệu Tên hình vẽ, đồ thị hình vẽ, Trang đồ thị 1.1 1.2 1.3 1.4 Sự phân bố vùng hóa trị (VB) vùng dẫn (CB) chất cách điện, chất bán dẫn chất dẫn điện Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa dị thể Cấu trúc mạng tinh thể ZnO GaN dung dịch rắn GaN–ZnO Màu ZnO, GaN dung dịch rắn GaN–ZnO 10 Mức độ phân tách nƣớc thành H2 O2 vật liệu Rh21.5 yCryO3/GaN–ZnO pha trộn SiO2 kích thƣớc khác phản ứng quang xúc tác vùng ánh sáng khả 11 kiến 1.6 1.7 1.8 Ảnh hƣởng nhiệt độ nitrua hóa đến việc kiểm sốt lƣợng ZnO bề mặt dung dịch rắn Sơ đồ minh họa hình thành polyme g-C3N4 tổng hợp từ tiền chất khác Triazine (trái) mô hình kết nối tri-s-triazine (phải) dạng thù hình g-C3N4 11 13 13 A – Cơ chế quang xúc tác vật liệu biến tính SnO2/g1.9 C3N4; B – Sơ đồ dị hƣớng chuyển electron 15 composit g-C3N4/NiFe2O4 Một số cơng trình tiêu biểu vật liệu lai g-C3N4 1.10 đƣợc tổng hợp hoạt tính quang xúc tác ứng dụng lĩnh vực lƣợng môi trƣờng 15 2.1 Thuyền sứ chứa mẫu lò nung ống ngang 19 2.2 Sơ đồ biểu diễn nhiễu xạ tia X (XRD) 21 2.3 Sơ đồ nguyên lý kính hiển vi điện tử quét 22 2.4 Sơ đồ nguyên lý phổ EDX 27 2.5 2.6 2.7 3.1 3.2 3.3 Sơ đồ nguyên lý phổ XPS đƣợc dựa lý thuyết hiệu ứng quang điện Phổ UV-Vis dung dịch MB Sự phụ thuộc cƣờng độ hấp thụ UV-Vis dung dịch MB bƣớc sóng 663 nm theo nồng độ Các kết đặc trƣng vật liệu g-C3N4 tổng hợp từ melamin Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu GZ-T (T = 800 , 850, 900) Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu GZ-850, GaN, ZnO góc 2θ từ 20-70o (A) 2θ từ 30-38o (B) 29 33 33 34 36 38 3.4 Phổ IR mẫu GZ-850 39 3.5 Phổ EDX mẫu GZ-850 40 3.6 3.7 Phổ UV–Vis trạng thái rắn (A) lƣợng vùng cấm (B) mẫu GZ-850 Sơ đồ minh họa giải thích lƣợng vùng cấm GaN, ZnO GaN–ZnO 41 42 3.8 Giản đồ XRD CN, GZ mẫu x%.CN/GZ 43 3.9 Phổ IR CN, GZ mẫu x%.CN/GZ 44 3.10 Ảnh SEM mẫu GZ mẫu x%.CN/GZ 45 3.11 Phổ EDS mẫu GZ mẫu x%.CN/GZ 46 3.12 Phổ XPS mẫu 7%.CN/GZ 47 3.13 Đồ thị biểu diễn thay đổi dung lƣợng hấp phụ theo 48 64 synergistic effect between WO3 and g-C3N4 towards efficient visible-light-driven photocatalytic performance, New J Chem., 2014, 38, 5462-5469 [21] J S Kim, H I Kang, W N Kim, J I Kim, J C Choi, and H L Park Color variation of ZnGa2O4 phosphor by reductionoxidation processes, Appl Phys Lett., 82(13), 2029-2031 (2003) [22] Jin Luo, Xiaosong Zhou, Xiaomei Ning, Liang Zhan, Junhui Chen, Zongyu Li (2018), “Constructing a direct Z-scheme La2NiO4/gC3N4 hybrid photocatalytic photocatalyst activity”, with boosted Separation and visible light Purification Technology, 201, 327–335 [23] Jonghun Lim, Hyejin Kim, Pedro J J Alvarez, Jaesang Lee and Wonyong Choi (2016), “Visible Light Sensitized Production of Hydroxyl Radicals Using Fullerol as an Electron Transfer Mediator”, Environmental Science & Technology, 50(19), 10545–10553 [24] Jose Ricardo Alvarez Corena (2015), “Heterogeneous Photocatalysis For The Treatment Of Contaminants Of Emerging Concern In Water”, Diss Worcester Polytechnic Institute [25] K Prabakar, S Venkatachalam, Y L Jeyachandran, S K Narayandass, D Mangalaraj (2004), “Microstructure, Raman and optical studies on CdO.6ZnO.4Te thin films”, Materials Science and Engineering: B, 107, 99–105 [26] Kah Hon Leong, Sze Ling Liu, Lan Ching Sim, Pichiah Saravanan, Min Jang,Shaliza Ibrahim, Surface reconstruction of titania with g-C3N4 and Ag for promotingefficient electrons migration and 65 enhanced visible light photocatalysis, Applied Surface Science, 358, 2015, 370-376 [27] Kazuhiko Maeda and Kazunari Domen, Solid Solution of GaN and ZnO as a Stable Photocatalyst for Overall Water Splitting under Visible Light, Chem Mater., 2010, 22, 612–623 [28] Kazuhiko Maeda, Kentaro Teramura, Takafumi Saito, Tsuyoshi Takata, Nobuo Saito, Yasunobu Inoue, and Kazunari Domen (2005), Characterization of Ruthenium Oxide Nanocluster as a Cocatalyst with (Ga1-xZnx)(N1-xOx) for Photocatalytic Overall Water Splitting, J Phys Chem B, 109 (46), 21915–21921 [29] Kazuhiko Maeda, Kentaro Teramura, Tsuyoshi Takata, Michikazu Hara, Nobuo Saito, Kenji Toda, Yasunobu Inoue, Hisayoshi Kobayashi and Kazunari Domen Overall Water Splitting on (Ga1-xZnx)(N1-xOx) Solid Solution Photocatalyst: Relationship between Physical Properties and Photocatalytic Activity, J Phys Chem B, 2005, 109(43), 20504–20510 [30] Kentaro Teramura, Kazuhiko Maeda, Takafumi Saito, Tsuyoshi Takata, Nobuo Saito, Yasunobu Inoue and Kazunari Domen, Characterization of Ruthenium Oxide Nanocluster as a Cocatalyst with (Ga1-xZnx)(N1-xOx) for Photocatalytic Overall Water Splitting, J Phys Chem B, 2005, 109, 21915–21921 [31] Kubota and Kazunari Domen, Photocatalytic Water Splitting Using Oxynitride and Nitride Semiconductor Powders for Production of Solar Hydrogen, Electrochemical Society Interface, 2013, 57–67 [32] Kubota and Kazunari Domen, Photocatalytic Water Splitting Using Oxynitride and Nitride Semiconductor Powders for Production 66 of Solar Hydrogen, Electrochemical Society Interface, 2013, 57–67 [33] Kyureon Lee, Bryan M Tienes, Molly B Wilker, Kyle J Schnitzenbaumer and Gordana Dukovic, (Ga1-xZnx)(N1-xOx) Nanocrystals: Visible Absorbers with Tunable Composition and Absorption Spectra, Nano Lett., 2012, 12(6), 3268–3272 [34] Kyureon Lee, Bryan M Tienes, Molly B Wilker, Kyle J Schnitzenbaumer and Gordana Dukovic, (Ga1-xZnx)(N1-xOx) Nanocrystals: Visible Absorbers with Tunable Composition and Absorption Spectra, Nano Lett., 2012, 12 (6), 3268–3272 [35] Kyureon Lee, Ying-Gang Lu, Chi-Hung Chuang, Jim Ciston and Gordana Dukovic Synthesis and characterization of (Ga1xZnx)(N1-xOx) nanocrystals with a wide range of compositions, J Mater Chem A, 2016, 4(8), 2927–2935 [36] Lei Shi, Lin Liang, Jun Ma, Fangxiao Wang and Jianmin Sun (2014), “Enhanced photocatalytic activity over the Ag2O–gC3N4 composite under visible light”, Catalysis Science & Technology, 3, 758-765 [37] Lei Shi, Lin Liang, Jun Ma, Fangxiao Wang and Jianmin Sun (2014), “Remarkably enhanced photocatalytic activity of ordered mesoporous carbon/g-C3N4 composite photocatalysts under visible light”, Dalton Transactions, 43, 7236-7244 [38] Li Liu, Yuehong Qi, Jinrong Lu, Shuanglong Lin, Weijia An, Yinghua Liang, Wenquan Cui (2016), “A stable Ag3PO4@gC3N4 hybrid core@shell composite with enhanced visible light photocatalytic degradation”, Environmental, 183, 133–141 Applied Catalysis B: 67 [39] Lynne B McCusker (1994), “Advances in powder diffraction methods for zeolite structure”, Studies in Surface Science and Catalysis, 84, 341–356 [40] M Muruganandham, M Swaminathan (2006),“TiO2–UV photocatalytic oxidation of Reactive Yellow 14: Effect of operational parameters”, Journal of Hazardous Materials, B135, 78-86 [41] M Muruganandham, N Sobana, M Swaminathan (2016), “Solar assisted photocatalytic and photochemical degradation of Reactive Black 5”, Journal of Hazardous Materials, 137, 1371– 1376 [42] Matthew James Ward, Wei-Qiang Han and Tsun-Kong Sham, Nitridation Temperature Effects on Electronic and Chemical Properties of (Ga1-xZnx)(N1-xOx) Solid Solution Nanocrystals, J Phys Chem C, 2013, 117 (39), 20332–20342 [43] Michael Janus Bojdys aus Grudziądz, On new allotropes and nanostructures of carbon nitrides, Mathematisch‐Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Potsdam (2009) [44] Mikhail Feygenson, Joerg C Neuefeind, Trevor A Tyson, Natalie Schieber and Wei-Qiang Han, Average and Local Crystal Structures of (Ga1-xZnx)(N1-xOx) Solid Solution Nanoparticles, Inorg Chem., 2015, 54, 11226−11235 [45] Mikhail Feygenson, Joerg C Neuefeind, Trevor A Tyson, Natalie Schieber and Wei-Qiang Han, Average and Local Crystal Structures of (Ga1-xZnx)(N1-xOx) Solid Solution Nanoparticles, Inorg Chem., 2015, 54, 11226−11235 68 [46] Ming Yang, Qiao Huang, Xiaoqi Jin, ZnGaNO solid solution–C3N4 composite for improved visible light photocatalytic performance, Materials Science and Engineering B, 2012, 177, 600–605 [47] Muhammad Umar and Hamidi Abdul Aziz (2013), “Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants in Water”, Organic Pollutants – Monitoring, Risk and Treatment, 195– 108 [48] N Selvi, S Sankar, K Dinakaran, Interfacial effect on the structural and optical properties of pure SnO2 and dual shells (ZnO; SiO2) coated SnO2 core-shell nanospheres for optoelectronic applications, Superlattices and Microstructures 76 (2014) 277287 [49] P Kubelka, F Munk (1931), “Ein Beitrag zur Optik der Farbanstriche”, Zeitschrift für Technische Physik, 12, 593–601 [50] Po Wu, Jiarui Wang, Jing Zhao, Liejin Guo andFrank E Osterloh Structure defects in g-C3N4 limit visible light driven hydrogen evolution and photovoltage, J Mater Chem A, 2014, 2, 20338-20344 [51] Qiu-Ping Li and Bing Yan, Luminescent GaN semiconductor based on surface modification with lanthanide complexes through an ionic liquid bridge, RSC Adv., 2012, 2,1084010843 [52] Quanjun Xiang, Jiaguo Yu, and Mietek Jaroniec (2012), “Synergetic Effect of MoS2 and Graphene as Cocatalysts for Enhanced Photocatalytic H2 Production Activity of TiO2 Nanoparticles”, Journal of the American Chemistry Society, 134(15), 65756578 69 [53] R Al-Gaashani, S Radiman, A.R Daud, N Tabet, Y Al-Douri, XPS and optical studies of different morphologies of ZnO nanostructures prepared by microwave methods, Ceramics International, 2013, 39(3), 2283–2292 [54] R Zamiri, A Rebelo, G Zamiri, A Adnani, A Kuashal, M.S Belsleyd and J.M.F Ferreira, Far infrared optical constants of ZnO and ZnO/Ag nanostructures, RSC Adv 4: (2014) 2090220908 [55] Rong Yin, Haitao Sun, Jing An, Qingzhi Luo, Desong Wang, Haitao Sun, Yuanyuan Li, photocatalyst with Xueyan Li, Jing An, SnO2/g-C3N4 enhanced visible-light photocatalytic activity, J Mater Sci., 2014, 49, 6067–6073 [56] S C Yan, Z S Li, and Z G Zou (2009), “Photodegradation performance of g–C3N4 fabricated by directly heating melamine”, Langmuir, 24(17), 10397–10401 [57] S C Yan, Z S Li, and Z G Zou (2009), “Photodegradation performance of g-C3N4 fabricated by directly heating melamine”, Langmuir, vol 25, no 17, 10397–10401 [58] S C Yan, Z S Li, and Z G Zou (2009), “Photodegradation performance of g–C3N4 fabricated by directly heating melamine”, Langmuir, 24(17), 10397–10401 [59] S Dyjak, W Kicinski and A Huczko, Thermite-driven melamine condensation to CxNyHz, graphitic ternary polymers: towards an instant, large-scale synthesis of g-C3N4, J Mater Chem A, 3, 9621–9631 (2015) [60] Sergey Stolbov and Sebastian Zuluaga (2013), Sulfur doping effects on the electronic and geometric structures of graphitic carbon 70 nitride photocatalyst: insights from first principles, J Phys.: Condens Matter, 25, 085507 [61] Seung Cheol Han, Jae-Kwan Kim, Jun Young Kim, Dong Min Lee, Jae-Sik Yoon, Jong-Kyu Kim, E F Schubert, and JiMyon Lee Ohmic Contacts to N- Face p-GaN Using Ni/Au for the Fabrication of Polarization Inverted Light-Emitting Diodes, Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 2013, 13, 5715– 5718 [62] Shaowen Cao, Jingxiang Low, Jiaguo Yu and Mietek Jaroniec, Polymeric Photocatalysts Based on Graphitic Carbon Nitride, Adv Mater 2015, 27, 2150–2176 [63] Shiba P Adhikari, Zachary D Hood, Karren L More, Ilia Ivanov, Lifeng Zhang, Michael Grossab and Abdou Lachgar, Visible light assisted photocatalytic hydrogen generation by Ta2O5/Bi2O3, TaON/Bi2O3 and Ta3N5/Bi2O3 composits, RSC Adv., 2015, 5, 54998–55005 [64] Tomoyuki Ohno, Lu Bai, Takashi Hisatomi, Kazuhiko Maeda, and Kazunari Domen, Photocatalytic Water Splitting Using Modified GaN:ZnO Solid Solution under Visible Light: LongTime Operation and Regeneration of Activity, J Am Chem Soc., 2012, 134(19), 8254–8259 [65] Tomoyuki Ohno, Lu Bai, Takashi Hisatomi, Kazuhiko Maeda, and Kazunari Domen, Photocatalytic Water Splitting Using Modified GaN:ZnO Solid Solution under Visible Light: LongTime Operation and Regeneration of Activity, J Am Chem Soc., 2012, 134 (19), 8254–8259 [66] X Chen, Y S Jun, K Takanabe, Ordered mesoporous SBA-15 type 71 graphitic carbon nitride: a semiconductor host structure for photocatalytic hydrogen evolution-with visible light, Chemistry of Materials, 21 (18), 4093–4095 (2009) [67] X Li, J Zhang, L Shen et al (2009), “Preparation and characterization of graphitic carbon nitride through pyrolysis of melamine,” Applied Physics A, vol 94, no 2, 387–392 [68] X Li, J Zhang, L Shen et al Preparation and characterization of graphitic carbon nitride through pyrolysis of melamine, Applied Physics A, 2009, 94 (2),387–392 [69] Xie YH, Wu FF, Sun XQ, Chen HM, Lv ML, Ni S, et al Quinary wurtzite Zn-Ga-Ge-N-O solid solutions and their photocatalytic properties under visible light irradiation, Scientific Reports, 2016, 6, 19060 [70] Xuwang Lu, Athula Bandara, Masao Katayama, Akira Yamakata, Jun Kubota and Kazunari Domen, Infrared Spectroscopic Study of the Potential Change at Cocatalyst Particles on Oxynitride Photocatalysts for Water Splitting by Visible Light Irradiation,J Phys Chem C, 2011, 115(48), 23902–23907 [71] Yajun Zhou, Lingxi Zhang, Jianjun Liu, Xiangqian Fan, Beizhou Wang, Min Wang, Wenchao Ren, Jin Wang, Mengli Li and Jianlin Shi, Brand new P-doped g-C3N4: enhanced photocatalytic activity for H2 evolution and Rhodamine B degradation under visible light, J Mater Chem A, 2015,3, 3862-3867 [72] Yaojun A Du , Yun-Wen Chen and Jer-Lai Kuo, First principles studies on the redox ability of (Ga1-xZnx)(N1-xOx) solid solutions and thermal reactions for H2 and O2 production on their 72 surfaces, Physical chemistry chemical physics, 2013, 15, 19807–19818 [73] Yaojun A Du, Yun-Wen Chen and Jer-Lai Kuo, First principles studies on the redox ability of (Ga1-xZnx)(N1-xOx) solid solutions and thermal reactions for H2 and O2 production on their surfaces, Physical chemistry chemical physics, 2013, 15, 19807–19818 [74] Yiming He, Lihong Zhang, Bo-Tao Teng, and Maohong Fan, A new application of Z-scheme Ag3PO4/g-C3N4 composite in converting CO2 to fuel, Environ Sci Technol., 2015, 49 (1), 649–656 [75] Zhao‐Qing Liu, Hui Cheng, Nan Li, Tian Yi Ma, Yu‐Zhi Su, ZnCo2O4 quantum dots anchored on nitrogen doped carbon nanotubes as reversible oxygen reduction/evolution electrocatalysts, Adv Mater, 2016, 28, 3777-84 [76] Zhenhai Wang, Mingwen Zhao, Xiaopeng Wang, Yan Xi, Xiujie He, Xiangdong Liu, Shishen Yan, Hybrid density functional study of band alignment in ZnO/GaN and ZnO/(Ga1-xZnx)(N1xOx)/GaN heterostructures, Phys Chem Chem Phys., 2012, 14, 15693–15698 73 PHỤ LỤC Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB theo thời gian (giờ) vật liệu gC3N4/GaN-ZnO) nồng độ MB ban đầu khác (Đèn Led 40W - 220V) Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB (nồng độ mg/L) theo thời gian (giờ) vật liệu g-C3N4/GaN-ZnO cƣờng độ nguồn sáng khác Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB (nồng độ mg/L, đèn Led 40W - 220V) theo thời gian (giờ) vật liệu g-C3N4/GaN-ZnO pH ban đầu khác Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB (nồng độ mg/L, đèn Led 40W - 220V) theo thời gian (giờ) vật liệu g-C3N4/GaN-ZnO chất dập tắt gốc tự khác Phụ lục Bảng giá trị ln(C0/C) MB (nồng độ mg/L, đèn Led 40W 220V) theo thời gian (giờ) vật liệu g-C3N4/GaN/ZnO chất dập tắt gốc tự khác PL-1 Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB theo thời gian (giờ) vật liệu g-C3N4/GaN-ZnO nồng độ MB ban đầu khác (Đèn Led 40W - 220V) Thời gian (giờ) C/C0 MB mg/L MB 10 mg/L 1 0.709427 0.952355 0.482932 0.916438 0.367366 0.877301 0.277539 0.866634 0.188087 0.827547 0.142585 0.757777 0.093256 0.751711 PL-2 Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB (nồng độ mg/L) theo thời gian (giờ) vật liệu g-C3N4/GaN-ZnO cƣờng độ nguồn sáng khác Thời gian (giờ) C/C0 Led 30W - 220V Led 40W - 220V 1 0.977759 0.709427 0.919537 0.482932 0.826743 0.367366 0.700635 0.277539 0.538362 0.188087 0.376049 0.142585 0.250546 0.093256 PL-3 Phụ lục Bảng giá trị C/C0 MB (nồng độ mg/L, đèn Led 40W - 220V) theo thời gian (giờ) vật liệu g-C3N4/GaN-ZnO pH ban đầu khác Thời gian C/C0 (giờ) pH = 2,22 pH = 4,22 pH = 7,12 pH = 8,42 pH = 10,29 1 1 1 0.866776 0.869035 0.846329 0.500337 0.342449 0.700606 0.677445 0.738161 0.328873 0.173873 0.606924 0.540864 0.64201 0.248606 0.061061 0.481474 0.447158 0.54385 0.159518 0.050765 0.339335 0.323644 0.430261 0.128242 0.039390 0.181309 0.233509 0.307749 0.100855 0.026487 0.155446 0.193182 0.188412 0.081304 0.02321 PL-4 hụ lục Bảng giá trị C/C0 MB (nồng độ mg/L, đèn Led 40W - 220V) theo thời gian (giờ) vật liệu g-C3N4/GaN-ZnO chất dập tắt gốc tự khác Thời gian (giờ) C/C0 Không chất dập tắt TB AO DMSO BQ 1 1 1 0.709427 0.745975 0.775929 0.79199 0.867341 0.482932 0.64521 0.696415 0.713114 0.751704 0.367366 0.486854 0.497792 0.528558 0.620297 0.277539 0.352941 0.413899 0.420545 0.559392 0.188087 0.288825 0.319465 0.339848 0.499282 0.142585 0.213727 0.253516 0.288866 0.4124 0.093256 0.160236 0.191952 0.244835 0.347245 PL-5 Phụ lục Bảng giá trị ln(C0/C) MB (nồng độ mg/L, đèn Led 40W - 220V) theo thời gian (giờ) vật liệu g-C3N4/GaN/ZnO chất dập tắt gốc tự khác Thời gian (giờ) ln(C/C0) Không chất dập tắt TB AO DMSO BQ 0 0 0 0.343298 0.293063 0.253694 0.233206 0.142323 0.72788 0.43818 0.361809 0.338114 0.285412 1.001396 0.719791 0.697574 0.637603 0.477557 1.281795 1.041454 0.882134 0.866203 0.580905 1.670848 1.241933 1.141107 1.079258 0.694584 1.947815 1.543057 1.37233 1.241793 0.885761 2.372403 1.83111 1.650509 1.407172 1.057726 ... xúc tác quang xử lý hợp chất hữu gây ô nhiễm môi trường nước? ?? Mục tiêu đề tài Tổng hợp biến tính vật liệu GaN- ZnO để tạo composit g-C3N4/GaNZnO ứng dụng làm chất xúc tác quang xử lý hợp chất hữu. .. trình làm giảm đáng kể hiệu xúc tác quang vật liệu 1.1.2 Tiềm ứng dụng vật liệu xúc tác quang Trong thời gian gần đây, việc xử lý ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt môi trƣờng nƣớc vật liệu xúc tác quang. .. cứu - Tổng hợp g-C3N4 từ melamin; - Tổng hợp dung dịch rắn GaN- ZnO; - Tổng hợp composit g-C3N4 /GaN- ZnO; - Đặc trƣng vật liệu tổng hợp; - Khảo sát hoạt tính xúc tác quang vật liệu tổng hợp Cấu