Luận văn Thạc sĩ Khoa học Vật chất: Nghiên cứu tổng hợp oxit nano ZnO có pha tạp Al3+, Fe3+ bằng phương pháp đốt cháy và bước đầu ứng dụng để hấp phụ ion Mn 2+

Nghiên cứu Tổng Hợp Oxit Nano ZnO Có Pha Tạp Al3+, Fe3+ Bằng Phương Pháp Đốt Cháy Và Bước Đầu Ứng Dụng Để Hấp Phụ Ion Mn2+

Tác giả: Chu Thị Ánh Ngọc

Lĩnh vực: Khoa học Vật chất

Nội dung tài liệu:

Luận văn này trình bày kết quả nghiên cứu về việc tổng hợp oxit nano ZnO có pha tạp các ion Al³⁺ và Fe³⁺ bằng phương pháp đốt cháy gel polime. Nghiên cứu cũng xem xét bước đầu ứng dụng của vật liệu này trong việc hấp phụ ion Mn²⁺. Các phương pháp điều chế oxit kim loại kích thước nanomet, bao gồm phương pháp đồng kết tủa, thủy nhiệt, sol-gel và tổng hợp đốt cháy, được giới thiệu tổng quan. Cấu trúc và tính chất của oxit kẽm (ZnO), poli (vinyl ancol) (PVA) và mangan (Mn) cũng được mô tả chi tiết. Nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo pha và kích thước hạt của oxit nano ZnO pha tạp, cũng như khả năng hấp phụ ion Mn²⁺ của các vật liệu được tổng hợp. Các kết quả thu được từ việc khảo sát các yếu tố như nhiệt độ nung, thời gian nung, pH tạo gel, tỉ lệ mol KL/PVA, nhiệt độ tạo gel và hàm lượng kim loại pha tạp được trình bày và phân tích.

Mục lục chi tiết:

• Lời cam đoan
• Lời cảm ơn
• Mục lục
• Danh mục các từ viết tắt
• Danh mục các bảng
• Danh mục các hình
• Mở đầu
• Chương 1: Tổng quan
• 1.1. Một số phương pháp điều chế oxit kim loại kích thước nanomet
• 1.1.1. Phương pháp đồng kết tủa
• 1.1.2. Phương pháp thủy nhiệt
• 1.1.3. Phương pháp sol-gel
• 1.1.4. Phương pháp tổng hợp đốt cháy
• 1.2. Giới thiệu về oxit kẽm, poli (vinyl ancol) và mangan
• 1.2.1. Oxit kẽm (ZnO)
• 1.2.2. Poli (vinyl ancol)
• 1.2.3. Mangan
• 1.3. Các phương pháp nghiên cứu vật liệu
• 1.3.1. Phương pháp phân tích nhiệt
• 1.3.2. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen
• 1.3.3. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) và truyền qua (TEM)
• 1.3.4. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng
• 1.3.5. Phương pháp đo phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX)
• 1.3.6. Phương pháp đo phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (DRS)
• 1.3.7. Phương pháp trắc quang
• 1.4. Phương pháp hấp phụ kim loại nặng trong nước
• 1.4.1. Quá trình hấp phụ
• 1.4.2. Cân bằng hấp phụ, một số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ
• 1.4.3. Đặc điểm chung của quá trình hấp phụ trong môi trường nước
• Chương 2: Thực nghiệm
• 2.1. Dụng cụ, hóa chất
• 2.1.1. Dụng cụ, máy móc
• 2.1.2. Hóa chất
• 2.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo pha và kích thước hạt của oxit ZnO có pha tạp Al³⁺, Fe³⁺
• 2.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung
• 2.2.2. Ảnh hưởng của thời gian nung
• 2.2.3. Ảnh hưởng của pH tạo gel
• 2.2.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ KL/PVA
• 2.2.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo gel
• 2.2.6. Ảnh hưởng của % mol kim loại pha tạp
• 2.3. Xây dựng đường chuẩn xác định Mn²⁺ theo phương pháp trắc quang
• 2.4. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ ion Mn²⁺ của các vật liệu
• 2.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian
• 2.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng
• 2.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của % mol pha tạp
• 2.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu của ion Mn²⁺
• Chương 3: Kết quả và thảo luận
• 3.1. Kết quả khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo pha và kích thước hạt của oxit ZnO có pha tạp Al³⁺, Fe³⁺
• 3.1.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung
• 3.1.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian nung
• 3.1.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH tạo gel
• 3.1.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol KL/PVA
• 3.1.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tạo gel
• 3.1.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của % mol kim loại pha tạp
• 3.2. Xác định một số đặc trưng của các mẫu ZnO-1%Al³⁺ và ZnO-1%Fe³⁺ ở điều kiện tối ưu
• 3.2.1. Xác định thành phần pha và thành phần phần trăm các nguyên tố trong mẫu
• 3.2.2. Xác định hình thái học và diện tích bề mặt riêng của mẫu
• 3.2.3. Kết quả đo phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (DRS)
• 3.3. Kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ Mn²⁺ của các vật liệu
• 3.3.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian
• 3.3.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng vật liệu
• 3.3.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của % mol kim loại pha tạp
• 3.3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ đầu của ion Mn²⁺
• Kết luận
• Danh mục các công trình khoa học đã công bố
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục