Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Tổng hợp và nghiên cứu tính chất quang xúc tác của vật liệu BiFeO3 kích thước nanomet

Tổng hợp và Nghiên cứu Tính chất Quang Xúc tác của Vật liệu BiFeO₃ Kích thước Nanomet

Tác giả: Nguyễn Thị Hà Chi

Lĩnh vực: Hóa học Vô cơ

Nội dung tài liệu:

Luận văn Thạc sĩ Khoa học này tập trung vào việc tổng hợp và nghiên cứu tính chất quang xúc tác của vật liệu BiFeO₃ ở kích thước nanomet. Nghiên cứu đề cập đến các phương pháp chế tạo vật liệu BiFeO₃, bao gồm phương pháp pha rắn truyền thống, phương pháp nuôi đơn tinh thể, phương pháp thủy nhiệt, phương pháp màng mỏng và phương pháp tổng hợp đốt cháy gel polyme. Đặc biệt, luận văn đi sâu vào phương pháp tổng hợp đốt cháy gel polyme để tạo ra vật liệu BiFeO₃ đơn pha tinh thể có kích thước nano. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc, hình thái và kích thước vật liệu như nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử (SEM), phổ UV-Vis, phân tích nhiệt, phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX) và xác định diện tích bề mặt riêng BET cũng được trình bày. Cuối cùng, luận văn khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu BiFeO₃ trong việc phân hủy các chất ô nhiễm như xanh metylen và metyl da cam, đồng thời đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, tỷ lệ mol kim loại, nồng độ thuốc nhuộm, khoảng cách chiếu sáng và khả năng tái sử dụng của vật liệu.

Mục lục chi tiết:

• Danh mục bảng
• Danh mục hình
• Bảng ký hiệu các chữ viết tắt
• Lời mở đầu
• Chương 1: Tổng quan
  • 1.1. Vật liệu xúc tác quang BiFeO₃
    • 1.1.1. Vật liệu BiFeO₃
    • 1.1.2. Các phương pháp chế tạo vật liệu BiFeO₃
      • a. Phương pháp pha rắn truyền thống
      • b. Phương pháp nuôi đơn tinh thể
      • c. Phương pháp thủy nhiệt
      • d. Phương pháp màng mỏng
      • e. Tổng hợp đốt cháy gel polyme
  • 1.2. Giới thiệu chung về tình hình ô nhiễm môi trường nước và đối tượng nghiên cứu
    • 1.2.1. Một số phương pháp xử lý hợp chất hữu cơ trong nước thải
      • a. Phương pháp hấp phụ
      • b. Phương pháp keo tụ
      • c. Phương pháp oxy hóa
      • d. Phương pháp siêu âm
      • e. Plasma nguội
    • 1.2.2. Xanh methylene
    • 1.2.3. Metyl da cam
    • 1.2.4. Phản ứng quang xúc tác phân hủy các hợp chất hữu cơ
• Chương 2: Thực nghiệm
  • 2.1. Hóa chất và thiết bị
    • 2.1.1. Hóa chất
    • 2.1.2. Thiết bị
  • 2.2. Tổng hợp vật liệu
    • 2.2.1. Quy trình tổng hợp vật liệu bằng phương pháp đốt cháy gel PVA
    • 2.2.2. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc, hình thái và kích thước vật liệu
      • a. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
      • b. Phương pháp kính hiển vi điện tử (SEM)
      • c. Phương pháp phổ UV-Vis
      • d. Phương pháp phân tích nhiệt
      • e. Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX)
      • f. Phương pháp xác định diện tích bề mặt riêng BET
  • 2.3. Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy xanh metylen và metyl da cam của vật liệu BFO
    • 2.3.1. Lập đường chuẩn xanh metylen
    • 2.3.2. Lập đường chuẩn metyl da cam
    • 2.3.3. Phương pháp đánh giá khả năng quang xúc tác của vật liệu
• Chương 3: Kết quả và thảo luận
  • 3.1. Kết quả phân tích nhiệt của mẫu gel BFO
  • 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến sự hình thành pha của vật liệu BFO
  • 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol kim loại Bi/Fe đến sự hình thành pha BiFeO₃
  • 3.4. Cấu trúc, hình thái, kích thước tinh thể BiFeO₃ được tổng hợp ở điều kiện tối ưu
  • 3.5. Phổ UV-Vis và kết quả đo BET của vật liệu BFO
  • 3.6. Khảo sát khả năng quang xúc tác phân hủy xanh metylen và metyl da cam của vật liệu BiFeO₃
    • 3.6.1. Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu
    • 3.6.2. Khảo sát khả năng quang xúc tác của vật liệu BFO theo thời gian
    • 3.6.3. Ảnh hưởng của H₂O₂ đến khả năng quang xúc tác của vật liệu BiFeO₃
    • 3.6.4. So sánh khả năng quang xúc tác của vật liệu hệ BFO với tỉ lệ Bi/Fe khác nhau
    • 3.6.5. Ảnh hưởng của khoảng cách chiếu sáng lên khả năng quang xúc tác của vật liệu BiFeO₃
    • 3.6.6. Khả năng tái sử dụng của vật liệu BFO
• Kết luận
• Kiến nghị
• Tài liệu tham khảo