Luận án Tiến sĩ Hóa lý thuyết và hóa lý: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu CeO2/TiO2 nano ống và hoạt tính xúc tác phân hủy quang hóa trong vùng khả kiến

Nghiên Cứu Tổng Hợp Vật Liệu CeO2/TiO2 Nano Ống Và Hoạt Tính Xúc Tác Phân Hủy Quang Hóa Trong Vùng Khả Kiến

Tác giả: Lê Thị Thanh Tuyền

Lĩnh vực: Hóa lý thuyết và Hóa lý

Nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano ống CeO2/TiO2 (CeO2/TiO2-NTs) và đánh giá hoạt tính xúc tác quang hóa của chúng trong vùng ánh sáng khả kiến. Nghiên cứu đề cập đến các phương pháp tổng hợp vật liệu nano ống TiO2 (TiO2-NTs) và vật liệu nano ống TiO2 pha tạp CeO2 (CeO2/TiO2-NTs). Các tính chất của vật liệu được đặc trưng bằng nhiều phương pháp phân tích hiện đại như nhiễu xạ tia X (XRD), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), hiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX), phổ quang điện tử tia X (XPS), và phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis Absorption Spectroscopy). Hoạt tính xúc tác quang hóa của vật liệu được đánh giá thông qua phản ứng phân hủy chất màu hữu cơ, cụ thể là Methylene Blue (MB), dưới ánh sáng khả kiến. Luận án cũng đề cập đến các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xúc tác, bao gồm nồng độ chất phản ứng, pH, nhiệt độ và tỉ lệ pha tạp.

Mục lục chi tiết:

• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ PHẢN ỨNG XÚC TÁC QUANG HÓA
• 1.1.1. Các chất xúc tác quang bán dẫn
• 1.1.2. Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa
• 1.2. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TiO2
• 1.3. VẬT LIỆU NANO ỐNG TiO2 PHA TẠP CeO2 (CeO2/TiO2-NTs)
• 1.3.1. Vật liệu nano ống TiO2 (TiO2-NTs)
• 1.3.2. Vật liệu nano ống TiO2 pha tạp CeO2 (CeO2/TiO2-NTs)
• 1.4. TỔNG QUAN ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐÁP ỨNG BỀ MẶT TRONG THIẾT KẾ TỐI ƯU
• Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. MỤC TIÊU
• 2.2. NỘI DUNG
• 2.2.1. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu TiO2 cấu trúc nano ống
• 2.2.2. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu TiO2 cấu trúc nano ống pha tạp với CeO2 để tạo ra CeO2/TiO2-NTS
• 2.2.3. Nghiên cứu ứng dụng của chất xúc tác CeO2/TiO2-NTs trong phản ứng phân hủy quang hóa chất màu hữu cơ ở vùng bức xạ khả kiến
• 2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction, XRD)
• 2.3.2. Hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy, TEM)
• 2.3.3. Hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy, SEM)
• 2.3.4. Phổ tán sắc năng lượng tia X (Energy Dispersive X-ray Spectrometry, EDX)
• 2.3.5. Phổ quang điện tử tia X (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)
• 2.3.6. Đẳng nhiệt hấp phụ – khử hấp phụ nitơ (Nitrogen Adsorption and Desorption Isotherms)
• 2.3.7. Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến (UV-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy, UV-Vis DRS)
• 2.3.8. Phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis Absorption Spectroscopy)
• 2.3.9. Phổ Raman (Raman spectroscopy)
• 2.3.10. Phổ hấp thụ nguyên tử (Atomic Absorption Spectrophotometric – AAS)
• 2.3.11. Phổ huỳnh quang (Fluorescence spectroscopy)
• 2.3.11. Nghiên cứu động học hấp phụ
• 2.3.12. Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ
• 2.4. THỰC NGHIỆM
• 2.4.1. Hóa chất
• 2.4.2. Tổng hợp ống nano TiO2 (TiO2-NTs)
• 2.4.3. Tổng hợp vật liệu CeO2/TiO2-NTs
• 2.4.4. Xác định điểm đẳng điện của CeO2/TiO2-NTs
• 2.4.5. Xúc tác quang phân hủy MB trên CeO2/TiO2-NTs
• 2.4.6. Phương pháp đo nhu cầu oxy hóa học (COD)
• 2.4.7. Phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm bốn yếu tố nhằm tối ưu hóa các điều kiện tổng hợp CeO2/TiO2-NTs cho phản ứng xúc tác quang hóa phân hủy MB
• Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. TỔNG HỢP NANO ỐNG TiO2 PHA TẠP CeO2 (CeO2/TiO2-NTs)
• 3.1.1. Nghiên cứu tổng hợp nano ống TiO2 (TiO2-NTs)
• 3.1.2. Nghiên cứu tổng hợp nano ống TiO2 pha tạp CeO2 (CeO2/TiO2-NTs)
• 3.2. HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG HÓA CỦA CeO2/TiO2-NTs
• 3.2.1. Nghiên cứu khả năng hấp phụ chất màu MB của vật liệu CeO2/TiO2-NTs
• 3.2.2. Nghiên cứu phản ứng phân hủy quang hóa chất màu MB ở vùng ánh sáng khả kiến bằng vật liệu CeO2/TiO2-NTs
• KẾT LUẬN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC