Chế tạo vật liệu nano ZnO bằng phương pháp hóa siêu âm, nghiên cứu hấp phụ Cr(VI), quang xúc tác

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TO

.Q

D

IỄ N

Đ

ÀN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO ZnO BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA SIÊU ÂM, NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ Cr(VI), QUANG XÚC TÁC XỬ LÝ METYLEN XANH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

KEOMANY INTHAVONG

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

H

Ơ

N

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

THÁI NGUYÊN - 2018

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

.Q

TR ẦN

H Ư

QUANG XÚC TÁC XỬ LÝ METYLEN XANH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Đỗ Trà Hương

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

Ngành: Hóa phân tích Mã số: 8.44.01.18

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO ZnO BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA SIÊU ÂM, NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ Cr(VI),

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

KEOMANY INTHAVONG

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

H

Ơ

N

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

THÁI NGUYÊN - 2018

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Chế tạo vật liệu nano ZnO bằng phương pháp

Ơ

môi trường nước” là do bản thân tôi thực hiện. Các số liệu, kết quả trong đề tài là

N

hóa siêu âm, nghiên cứu hấp phụ Cr(VI), quang xúc tác xử lý metylen xanh trong

N

H

trung thực. Nếu sai sự thật tôi xin chịu trách nhiệm.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Keomany INTHAVONG

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Tác giả luận văn

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2018

i

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đỗ Trà Hương, cô giáo trực

Ơ

thầy cô Phòng Đào tạo, các thầy cô trong Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm -

N

tiếp hướng dẫn em làm luận văn này. Cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Hóa học, các

N

H

Đại học Thái Nguyên đã giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá

Y

trình học tập, nghiên cứu, để hoàn thành luận văn khoa học.

Luận văn này được hỗ trợ to lớn từ nguồn kinh phí của Trung tâm Nghiên cứu

G

và Phát triển Công nghệ Tiên Tiến, địa chỉ văn phòng: Số 21, Ngõ 107 Đào Tấn,

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Phường Ngọc Khánh, Quận Ba Đình, Thành phố Hà Nội thông qua sự cộng tác của

TR ẦN

cử nhân Nguyễn Thanh Hải và Phùng Thị Oanh. Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ to lớn này.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Đặng Văn Thành, Trường Đại

10 00

B

học Y- Dược đã cho phép em sử dụng cơ sở vật chất và trang thiết bị của phòng thí nghiệm Lý - Lý sinh y học và Dược trong quá trình thực hiện các công việc thực nghiệm.

A

Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu

-H

Ó

của bản thân còn hạn chế, nên kết quả nghiên cứu có thể còn nhiều thiếu sót. Em rất

Ý

mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp và

-L

những người đang quan tâm đến vấn đề đã trình bày trong luận văn, để luận văn được

ÁN

hoàn thiện hơn.

TO

Em xin trân trọng cảm ơn!

ÀN

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2018

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

lý - Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên và các bạn đã giúp

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm Hoá

D

IỄ N

Đ

Tác giả

ii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i MỤC LỤC ................................................................................................................... iii

H

Ơ

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................... iv

N

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii

N

DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................... v

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 Chương 1: TỔNG QUAN........................................................................................... 3

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

1.3. Tính chất quang của ZnO ...................................................................................... 4

H Ư

1.3.1. Các cơ chế hấp thụ ánh sáng ............................................................................... 4

TR ẦN

1.3.2. Các quá trình tái hợp bức xạ ............................................................................... 5 1.4. Tính chất quang xúc tác của ZnO .......................................................................... 7

B

1.5. Một số phương pháp chính để tổng hợp vật liệu nano ZnO .................................. 9

10 00

1.5.1. Phương pháp thủy nhiệt (hydrothermal process) .............................................. 10 1.5.2. Phương pháp dung nhiệt (Solvothermal process) ............................................. 11

Ó

A

1.5.3. Phương pháp vi nhũ tương................................................................................ 11

-H

1.5.4. Phương pháp hóa siêu âm ................................................................................. 13

-L

Ý

1.6. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về tổng hợp và ứng dụng vật liệu

ÁN

oxit nano ZnO .................................................................................................... 14 1.7. Metylen xanh ....................................................................................................... 17

TO

1.8. Giới thiệu về crom ............................................................................................... 19

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

1.2. Cấu trúc tinh thể ZnO ............................................................................................ 4

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

1.1. Giới thiệu vật liệu ZnO .......................................................................................... 3

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

DANH MỤC CÁC HÌNH............................................................................................ vi

D

IỄ N

Đ

ÀN

1.8.1. Vai trò của crom ............................................................................................... 19 1.8.2. Độc tính của Crom ............................................................................................ 19 1.8.3. Quá trình trao đổi chất ...................................................................................... 20 1.8.4. Độ độc hại ......................................................................................................... 20 1.8.5. Ảnh hưởng của crom đối với động thực vật ..................................................... 20 1.8.6. Ảnh hưởng của crom đối với con người ........................................................... 21

iii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.8.7. Quy chuẩn Việt Nam về nước thải công nghiệp ............................................... 22 1.9. Một số phương pháp đặc trưng vật liệu ............................................................... 22 1.9.1. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen ....................................................................... 22

H

Ơ

1.9.3. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua ........................................................... 24

N

1.9.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét ..................................................................... 23

N

1.9.4. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X ...................................................... 25

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

1.9.6. Phương pháp phổ hồng ngoại ........................................................................... 27

TP

1.9.7. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng ............................................................ 28

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

2.1. Dụng cụ, hóa chất ................................................................................................ 31

H Ư

2.1.1. Dụng cụ ............................................................................................................. 31

TR ẦN

2.1.2. Hóa chất ............................................................................................................ 31 2.2. Chế tạo vật liệu nano ZnO ................................................................................... 31

B

2.3. Khảo sát đặc điểm bề mặt, cấu trúc, thành phần hóa học của vật liệu nano ZnO ....... 33

10 00

2.4. Lập đường chuẩn xác định nồng độ Cr(VI) ......................................................... 33 2.5. Xác định điểm đẳng điện của UZN ..................................................................... 34

Ó

A

2.6. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ Cr(VI) của UZN theo

-H

phương pháp hấp phụ tĩnh.................................................................................. 34

Ý

2.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH .............................................................................. 34

-L

2.6.2. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ .......................................................... 35

ÁN

2.6.3. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vật liệu .................................................... 35

TO

2.6.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ...................................................................... 35

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Chương 2: THỰC NGHIỆM ................................................................................... 31

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

1.9.8. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis ...................................................... 28

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

1.9.5. Phương pháp phổ tán xạ Raman ....................................................................... 26

D

IỄ N

Đ

ÀN

2.6.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu ............................................................... 35 2.7. Nghiên cứu hiệu ứng quang xúc tác xử lý metylen xanh của vật liêu UZn ........ 36 2.7.1. Lập đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh ........................................... 36 2.7.2. Ảnh hưởng thời gian chiếu ............................................................................... 37 2.7.3. Ảnh hưởng của lượng chất xúc tác UZN .......................................................... 38 2.7.4. Ảnh hưởng của nồng độ metylen xanh ............................................................. 38

iv

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 39 3.1. Đặc điểm hình thái bề mặt, cấu trúc, thành phần vật liệu nano ZnO .................. 39 3.2. Xác định điểm đẳng điện của vật liệu UZN ........................................................ 45

H

Ơ

UZN theo phương pháp hấp phụ tĩnh ................................................................ 46

N

3.3. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ ion Cr(VI) của

N

3.3.1. Ảnh hưởng của pH ............................................................................................. 46

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

3.3.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UZN đến khả năng hấp phụ Cr(VI) ......... 49

TP

3.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ .................................................................................... 50

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

3.3.7. Nhiệt động lực học quá trình hấp phụ Cr(VI) của vật liệu UZN ...................... 56

H Ư

3.4. Nghiên cứu hiệu ứng quang xúc tác xử lý metylen xanh của vật liêu UZN ........ 58

TR ẦN

3.4.1. Ảnh hưởng thời gian chiếu sáng ....................................................................... 58 3.4.2. Ảnh hưởng của lượng chất xúc tác ................................................................... 59

B

3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ metylen xanh ............................................................. 60

10 00

KẾT LUẬN ................................................................................................................ 62 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN ........... 63

Ó

A

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 64

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

PHỤ LỤC.......................................................................................................................

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

3.3.6. Động học quá trình hấp phụ Cr(VI) của vật liêu UZN ..................................... 53

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

3.3.5. Ảnh hưởng của nồng độ đầu của Cr(VI) .......................................................... 51

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

3.3.2 Ảnh hưởng của thời gian đối với khả năng hấp phụ ion Cr(VI)........................ 47

v

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

: Phương pháp phổ tán xạ năng lượng

FT - IR

: Phổ hồng ngoại

HĐBM

: Hoạt động bề mặt

MB

: Metylen xanh

Mo

: Molipden

SEM

: Phương pháp hiển vi điện tử quét

TEM

: Hiển vi điện tử truyền qua

XRD

: Phương pháp nhiễu xạ tia X

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

EDX

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

iv

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1:

Giá trị giới hạn nồng độ của một số ion kim loại trong nước thải Số liệu xây dựng đường chuẩn Cr(VI) .................................................... 33

Bảng 2.2.

Kết quả đo độ hấp thụ quang dung dịch metylen xanh với các nồng

H

Ơ

Bảng 2.1:

N

công nghiệp ............................................................................................. 22

Diện tích bề mặt riêng của vật liệu ZN, UZN ......................................... 43

Bảng 3.2:

Kết quả xác định điểm đẳng điện của vật liệu UZn ................................ 45

Bảng 3.3:

Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI) của vật liệu UZN . 46

Bảng 3.4:

Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI) của vật

Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ và dung lương hấp phụ Cr(VI)

TR ẦN

Bảng 3.6:

vào nhiệt độ ............................................................................................. 50 Ảnh hưởng của nồng độ đầu của Cr(VI) đến dung lượng và hiệu suất

B

Bảng 3.7:

10 00

hấp phụ của vật liệu UZN ....................................................................... 51 Dung lượng hấp phụ cực đại qmax và hằng số Langmuir b ..................... 52

Bảng 3.9:

Số liệu khảo sát động học hấp phụ Cr(VI) của vật liệu UZN ................. 53

Ó

A

Bảng 3.8:

-H

Bảng 3.10: Một số tham số động học hấp phụ bậc 1 đối với Cr(VI) ........................ 55

-L

Ý

Bảng 3.11: Một số tham số động học hấp phụ bậc 2 đối với Cr(VI) ........................ 55 Bảng 3.12: Giá trị năng lượng hoạt hóa quá trình hấp phụ Cr(VI) của UZN ............ 56

ÁN

Bảng 3.13: Kết quả tính KD tại các nhiệt độ khác nhau ............................................ 57

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Bảng 3.14: Các thông số nhiệt động đối với quá trình hấp phụ Cr(VI) .................... 57

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Cr(VI) ...................................................................................................... 49

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

N

Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UZN đến hiệu suất hấp phụ

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 3.5:

G

liệu nano UZN ......................................................................................... 48

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

.Q

U

Y

Bảng 3.1:

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

độ khác nhau ........................................................................................... 37

v

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC HÌNH Cấu trúc tinh thể của ZnO ở ba dạng (a) Rocksalt, (b) Zinc blende

Hình 1.1:

Hình 1.3:

Sơ đồ minh họa xúc tác quang hoá ......................................................... 8

Hình 1.4:

Hệ nhũ tương nước trong dầu và dầu trong nước ................................. 11

Hình 1.5:

Cơ chế hoạt động của phương pháp vi nhũ tương ................................ 12

Hình 1.6:

Công thức cấu tạo của metylen xanh .................................................... 18

Hình 1.7:

Dạng oxi hóa và dạng khử của metylen xanh ....................................... 18

Hình 1.8:

Phổ UV-Vis của dung dịch metylen xanh ............................................ 19

Hình 1.9:

Nguyên tắc phát xạ tia X dùng trong phổ ............................................. 26

Hình 2.1:

Ảnh chụp quá trình chế tạo vật liệu ZN không sử dụng siêu âm .......... 32

Hình 2.2:

Ảnh chụp quá trình chế tạo vật liệu UZN sử dụng siêu âm .................. 32

Hình 2.3:

Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ Cr(VI) ...................................... 34

Hình 2.4:

Ảnh chụp hệ quang xúc tác phân hủy metylen xanh, ảnh nhỏ hiển

H

N

Y

Ảnh SEM của vật liệu ZN ..................................................................... 39

Hình 3.2:

Ảnh SEM của vật liệu UZN .................................................................. 39

Hình 3.3:

Ảnh TEM của ZN ................................................................................. 40

Hình 3.4:

Ảnh TEM của UZN .............................................................................. 40

Hình 3.5:

Giản đồ XRD của UZN (đen) và ZN (màu đỏ) .................................... 41

A

Ó

-H

Ý

-L

Phổ tán xạ Raman của vật liệu UZN và ZN ......................................... 42

Hình 3.7:

Giản đồ EDX của vật liệu UZN ............................................................ 42

Hình 3.8:

Phổ FT-IR của vật liệu UZn ................................................................. 44

Hình 3.9:

Đồ thị xác định điểm đẳng điện của vật liệu nano UZN ...................... 45

Hình 3.10:

Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ Cr(VI) của vật liệu

Đ

ÀN

TO

ÁN

Hình 3.6:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Hình 3.1:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh ........................... 37

10 00

Hình 2.5:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

.Q

TP

Đ ẠO

G

N

H Ư

B

thị cường độ sáng .................................................................................. 36

UZN ...................................................................................................... 46

D

IỄ N

N

Năng lượng vùng cấm của ZnO và các quang xúc tác bán dẫn khác ............. 8

Ơ

Hình 1.2:

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

và (c) Wurtzite ........................................................................................ 4

Hình 3.11:

Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI) của vật liệu UZN ............................................................................................... 48

vi

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 3.12:

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UZN đến hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI) .............................................................................................. 49

Hình 3.13:

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Cr(VI) của

Ơ

Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào nồng độ ban đầu của ion

H

Hình 3.14:

N

UZN vào nhiệt độ.................................................................................. 50

N

Cr(VI) .................................................................................................... 51

Y

Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của vật liệu UZN đối với ion

Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với Cr(VI) của vật liệu UZN ....... 52

Hình 3.17:

Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 1 đối với Cr(VI) ............................. 54

Hình 3.18:

Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 2 đối với Cr(VI) ............................. 54

Hình 3.19:

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lnKD vào 1/T của Cr(VI) ................... 57

Hình 3.20:

Phổ UV-Vis quá trình quang xúc tác phân hủy metylen xanh Phổ UV-Vis quá trình quang xúc tác phân hủy metylen xanh sử Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UZN đến khả năng phân hủy

10 00

Hình 3.22:

B

dụng vật liệu UZN tại các thời gian khác nhau .................................... 58

metylen xanh ......................................................................................... 59

A

Ảnh hưởng của nồng độ metylen xanh đến khả năng phân hủy

Ó

Hình 3.23:

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

metylen xanh ......................................................................................... 60

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Hình 3.21:

TR ẦN

không sử dụng vật liệu UZN tại các thời gian khác nhau ..................... 58

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

N

G

Đ ẠO

TP

Hình 3.16:

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Cr(VI) .................................................................................................... 52

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Hình 3.15:

vii

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

MỞ ĐẦU Nước sạch là một nhân tố không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt của con

Ơ

thành phố lớn chứa hàm lượng ion kim loại nặng và các hợp chất hữu cơ độc hại

N

người và sinh vật. Tuy nhiên, hiện nay nguồn nước ở các khu công nghiệp, ở các

N

H

tương đối lớn. Do vậy, việc nghiên cứu và tìm biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường

U

Y

nước là việc làm cần thiết và cấp bách hiện nay. Có nhiều phương pháp xử lý khác

Trong những năm gần đây, công nghệ nano đã thực sự phát triển mạnh, việc

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

tổng hợp các vật liệu nano ngày càng được quan tâm hơn bởi các nhà khoa học. Vật

H Ư

liệu nano được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống như: hoá học, y

TR ẦN

học, sinh học, quân sự và nhiều ngành công nghiệp. Với kích thước nano, các vật liệu nano có tính chất hóa lý khác xa so với tính chất thông thường của chúng ở dạng khối

B

và được nâng cao nhiều cùng với những tính chất đặc biệt mà các chất thông thường

10 00

không có.

Kẽm oxide (ZnO) là một loại hợp chất chất bán dẫn II-VI (II-VI compound

A

semiconductor) với năng lượng vùng cấm trực tiếp rộng (3,1 - 3,3 eV) và năng lượng

-H

Ó

liên kết kích thích lớn (60 meV) ở nhiệt độ phòng đã và đang hấp dẫn sự chú ý của

Ý

nhiều nhà nghiên cứu do tính chất điện và quang điện độc đáo và ứng dụng tiềm tàng

-L

của nó trong các lĩnh vực huỳnh quang, quang xúc tác, hoả điện, cảm biến khí, điện

ÁN

hoá và tế bào mặt trời. ZnO có các hình thái vô cùng phong phú tùy thuộc vào

TO

phương pháp tổng hợp khác nhau: dạng nano cầu, nano que, cấu trúc nano đa chiều

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

thiện với môi trường [34], [41], [44], [50], [57], [58].

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

với các phương pháp khác như nhanh, ít phát sinh thêm các chất thải thứ cấp và thân

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

nhau, trong đó phương pháp hấp phụ, quang xúc tác thu hút được sự quan tâm rất lớn so

ÀN

hình ziczac, hình bông hoa,… ZnO cũng được xem có tiềm năng thay thế TiO2 do có

D

IỄ N

Đ

năng lượng vùng cấm tương tự và giá thành thấp [34], [ 44], [ 50], [ 57].

ZnO được chế tạo bằng các phương pháp như điện hóa, hóa siêu âm, sol-gel, đồng kết tủa, mixen đảo, khử hóa học. Tùy theo phương pháp chế tạo và các thức điều khiển hình thái học của vật liệu có thể điều chỉnh được như hạt nano, que nano, thanh nano, cấu trúc hình ziczac, hình bông hoa, v.v… Trong số các phương pháp kể trên, phương pháp hóa siêu âm được xếp vào phương pháp hóa ướt thường hay được 1

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

sử dụng do máy móc và quy trình chế tạo đơn giản, vật liệu chế tạo được có chất lượng tốt nên thu hút được được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên, ở Việt Nam số công trình nghiên cứu về tổng hợp ZnO sử dụng phương

H

Ơ

và xử lý nhiệt cũng như các ứng dụng của nó hiện chưa có nhiều công bố. Do đó, tìm

N

pháp hóa siêu âm ngay tại môi trường thông thường, không sử dụng chất hoạt động bề mặt

N

cách nghiên cứu chế tạo vật liệu quang xúc tác ZnO cấu trúc nano nhanh, sử dụng

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Chính vì vậy, chúng tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu là

TP

“Chế tạo vật liệu nano ZnO bằng phương pháp hóa siêu âm, nghiên cứu hấp phụ

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

- Chế tạo vật liệu nano ZnO bằng phương pháp hóa siêu âm.

H Ư

- Khảo sát một số đặc điểm bề mặt, cấu trúc, thành phần của vật liệu nano ZnO

TR ẦN

chế tạo được bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phương pháp phổ tán xạ năng lượng

B

(EDX), phương pháp phổ tán xạ Raman, phổ hồng ngoại (FT-IR)…

10 00

- Khảo sát khả năng hấp phụ và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ Cr(VI) của vật liệu nano ZnO chế tạo được theo phương pháp hấp phụ tĩnh..

Ó

A

- Khảo sát hiệu ứng quang xúc tác xử lý metylen xanh trong môi trường nước

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

của vật liêu nano ZnO.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Trong đề tài này chúng tôi tập chung nghiên cứu các nội dung sau:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Cr(VI), quang xúc tác xử lý metylen xanh trong môi trường nước”.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

trang thiết bị sẵn có sau đó ứng dụng xử lý màu phẩm nhuộm, các ion kim loại nặng có

2

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 1

TỔNG QUAN

Ơ

ZnO là một vật liệu có nhiều ứng dụng và đã được con người sử dụng hàng

N

1.1. Giới thiệu vật liệu ZnO

H

trăm năm qua [24] với sản lượng hàng năm khoảng một trăm vạn tấn. ZnO là một vật

Y

N

liệu có rất nhiều ứng dụng trong thực tế và đã được con người sử dụng từ rất lâu. Từ

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

mỡ để chữa bệnh về mụn nhọt hay quặng ZnO được sử dụng như nguyên liệu để

G

Trong công nghiệp, ZnO thường được sử dụng trong công nghiệp phẩm màu và

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

ngành sản xuất cao su. Trong thời gian gần đây, các tài liệu và ấn phẩm khoa học về ZnO ngày càng tăng thể hiện một sự quan tâm đáng kể. Sở dĩ như vậy là do những

TR ẦN

triển vọng và các ứng dụng hữu ích có thể áp dụng trong thực tế của ZnO. Đặc biệt là vật liệu ZnO có cấu trúc nano. Trong những năm gần đây, oxit nano ZnO được chú ý

B

trong nhiều nghiên cứu bởi những tính chất điện và quang điện độc đáo cũng như

10 00

việc ứng dụng tiềm tàng của nó đến lĩnh vực huỳnh quang, quang xúc tác, cảm biến

A

khí, điện hoá và tế bào mặt trời [16], [ 23], [ 49]. ZnO có các hình thái vô cùng phong

Ó

phú tùy thuộc vào phương pháp tổng hợp khác nhau: dạng nano cầu, nano que [45],

-H

cấu trúc nano đa chiều hình ziczac [25], hình bông hoa [59], v.v… ZnO cũng được

-L

Ý

xem có tiềm năng thay thế TiO2 do có năng lượng vùng cấm tương tự và giá thành

ÁN

thấp. Ngoài ra, do ổn định hoá học và hình thái đa dạng, giá thành thấp, các dạng

TO

nano ZnO gần đây cũng được ứng dụng trong việc biến tính điện cực để phát hiện thiol, biến tính điện cực để xác định L - cysteine ở nồng độ nano trong khoảng pH

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

dạng một hỗn hợp kẽm và sắt oxit được biết đến với tên gọi là “calamine lotion".

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

luyện đồng thau. ZnO còn được sử dụng trong kem dưỡng da cho đến ngày nay dưới

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

2000 năm trước Công Nguyên, người ta đã sử dụng ZnO trong thành phần của thuốc

D

IỄ N

Đ

ÀN

sinh lý (physilgical pH) [33]; điện cực được biến tính bởi màng composite bằng Ag/ZnO làm sensor để phát hiện hydroperoxide [39]. Tìm kiếm các phương pháp để phân tích nhanh, chính xác và rẻ tiền ứng dụng trong y - sinh, như phân tích acid ascorbic, acid uric, glucozo v.v,… Phương pháp phân tích điện hoá bằng cách biến tính điện cực bằng ZnO có tiềm năng rất lớn [35]. Đây là một trong những phương pháp ứng dụng vật liệu nano vào phân tích điện hoá được nhiều nhà khoa học quan tâm.

3

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.2. Cấu trúc tinh thể ZnO ZnO là một chất bán dẫn phân cực với hai mặt phẳng tinh thể có cực trái nhau và năng lượng bề mặt khác nhau dẫn đến tốc độ phát triển cao hơn dọc theo trục, kết

N

quả tạo thành cấu trúc sợi. ZnO tồn tại trong ba cấu trúc tinh thể wurtzite, blende và

B

Chú thích: Hình cầu màu xám và màu đen biểu thị cho nguyên tử Zn và O

10 00

Tuy nhiên, ở nhiệt độ và áp suất thường, tinh thể ZnO có cấu trúc wurtzite với mạng lưới lục phương, có hai mạng lưới nhỏ hơn liên kết của Zn2+ và O2-, với ion

Ó

A

kẽm bao quanh tứ diện oxygen và ngược lại. Sự phối trí tứ diện này phát sinh sự đối

-H

xứng phân cực dọc theo trục lục phương tạo ra những tính chất đặc biệt của ZnO bao

Ý

gồm tính hoả điện và sự phân cực hóa đồng thời. Cấu trúc của ZnO là yếu tố quan

-L

trọng nhất trong sự phát triển tinh thể. Sự thay đổi tính chất điện như độ dẫn được cho

ÁN

là do sự hiện diện của các oxygen trống, xâm nhập kẽm trên bề mặt, tạp chất

TO

hydrogen và các khuyết tật khác. Về phương diện kỹ thuật ZnO là một loại vật liệu

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

(c) Wurtzite

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TR ẦN

Hình 1.1: Cấu trúc tinh thể của ZnO ở ba dạng (a) Rocksalt, (b) Zinc blende và

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

rocksalt như chỉ ra trong hình 1.1:

ÀN

quan trọng và đa chức năng với nhiều ứng dụng khác nhau trong kỹ thuật điện tử, cửa

D

IỄ N

Đ

sổ thông minh, thiết bị hoả điện, lazer UV, detector quang UV, sensor khí, sensor hoá học, sensor sinh học và chất kháng khuẩn [25], [ 47].

1.3. Tính chất quang của ZnO 1.3.1. Các cơ chế hấp thụ ánh sáng Khi tinh thể bị ánh sáng kích thích chiếu tới, electron sẽ nhận được năng lượng của ánh sáng để chuyển lên trạng thái có năng lượng cao hơn. Quá trình hấp thụ ánh 4

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

sáng chính là quá trình chuyển đổi năng lượng của photon sang các dạng năng lượng khác của tinh thể. Tùy theo năng lượng của ánh sáng mà có thể xảy ra các quá trình - Hấp thụ cơ bản: xảy ra khi năng lượng photon của ánh sáng tới thỏa mãn

H

Ơ

điều kiện hυ ≥ Eg. Sự hấp thụ này xảy ra do chuyển mức của electron từ đỉnh vùng

N

hấp thụ sau [1], [ 46]:

Y

N

hóa trị lên đáy vùng dẫn.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

kích thích của cặp electron lỗ trống. Phổ hấp thụ exiton nằm gần bờ hấp thụ.

G

- Hấp thụ do tạp chất: liên quan đến chuyển mức của electron hay lỗ trống giữa

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

các mức năng lượng cho phép và mức năng lượng tạp chất trong vùng cấm hoặc

TR ẦN

chuyển mức giữa các mức năng lượng trong vùng cấm. Phổ hấp thụ giữa các mức năng lượng cho phép các tạp chất từ trung hòa chuyển sang ion nằm trong vùng hồng ngoại xa. Phổ hấp thụ làm cho nguyên tử tạp chất từ ion chuyển sang trung hòa nằm

10 00

B

trong vùng gần bờ hấp thụ cơ bản. Nếu tâm tạp chất là sâu thì phổ hấp thụ bị dịch về phía sóng dài. Phổ hấp thụ với các chuyển mức giữa các mức tạp chất cũng nằm gần

Ó

A

bờ hấp thụ và nếu tạp chất là tâm sâu thì phổ cũng bị dịch về phía sóng dài.

-H

- Hấp thụ plasma: Liên quan đến việc hấp thụ năng lượng sóng ánh sáng của

-L

Ý

plasma cặp electron -lỗ trống dẫn đến một trạng thái lượng tử cao hơn của plasma.

ÁN

- Hấp thụ phonon: liên quan đến sự hấp thụ năng lượng của sóng ánh sáng bởi

TO

các dao động mạng tinh thể và tạo thành các phonon mới.

D

IỄ N

Đ

ÀN

1.3.2. Các quá trình tái hợp bức xạ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

lỗ trống trong vùng năng lượng cho phép hay là giữa các vùng con cho phép.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

- Hấp thụ các hạt tải điện tự do: Liên quan đến chuyển mức của electron hoặc

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

- Hấp thụ exiton: liên quan đến sự hình thành hoặc phân hủy các trạng thái

Khi nguyên tử tạp chất bán dẫn hấp thụ ánh sáng, các cặp hạt tải điện (electron

và lỗ trống) được hình thành. Electron ở trạng thái kích thích một thời gian ngắn rồi chuyển về trạng thái có năng lượng thấp hơn, quá trình đó gọi là quá trình tái hợp.

Quá trình tái hợp có bản chất ngược với quá trình hấp thụ, nó làm biến mất các hạt tải điện trong bán dẫn. Quá trình tái hợp có thể kèm theo bức xạ hay không bức xạ photon. Trong quá trình bức xạ không kèm theo bức xạ, tất cả năng lượng giải phóng 5

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

ra được truyền cho dao động mạng (phonon), hoặc truyền cho hạt tải điện tự do thứ ba (tái hợp Auger), hoặc được dùng để kích thích các dao động plasma (plasma

Ơ

kèm theo bức xạ, tất cả hoặc một phần năng lượng được giải phóng dưới dạng lượng

N

electron - lỗ trống) trong chất bán dẫn (tái hợp plasma). Trong trường hợp tái hợp có

N

H

tử ánh sáng (photon). Khi đó trong tinh thể xảy ra quá trình phát quang hay quá trình

Y

tái hợp bức xạ [1], [ 10], [ 46].

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

của bán dẫn đã chứng tỏ rằng: huỳnh quang của tinh thể và tái hợp bức xạ trong chất

Quá trình tái hợp bức xạ trong chất bán dẫn không phụ thuộc vào phương

H Ư

TR ẦN

pháp kích thích và được thực hiện qua các cơ chế tái hợp sau: - Tái hợp của các electron tự do trong vùng dẫn và lỗ trống tự do trong vùng

B

hóa trị (chuyển dời vùng - vùng, C-V).

10 00

- Tái hợp exiton (exiton tự do, exiton liên kết, phân tử exiton, plasma điện tửlỗ trống … (E-V)).

Ó

A

- Tái hợp của các hạt tải electron tự do với các hạt tải điện định xứ trên các

-H

tâm tạp chất - electron tự do trong vùng dẫn với lỗ trống trên acceptor hoặc electron

-L

Ý

trên donor với lỗ trống tự do trong vùng hóa trị, (chuyển dời vùng-tạp chất, C-A, D-

ÁN

V, DD-V, C-DA).

TO

- Tái hợp giữa các electron trên donor và các lỗ trống trên acceptor (chuyển

IỄ N

Đ

ÀN

dời cặp donor-acceptor, D-A).

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N

G

không cân bằng nhiệt động.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

huỳnh quang. Điều kiện cơ bản để xuất hiện huỳnh quang là bán dẫn phải ở trạng thái

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

Đ ẠO

bán dẫn có cùng bản chất [10]. Do vậy, quá trình tái hợp bức xạ ánh sáng được gọi là

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Lý thuyết vùng của chất rắn và những thực nghiệm nghiên cứu các tính chất

- Tái hợp bên trong các sai hỏng.

Trong số rất nhiều các chất và hợp chất bán dẫn, ZnO được biết đến là một

chất bán dẫn đặc biệt với cấu trúc vùng năng lượng thẳng, nghĩa là vùng năng lượng dẫn thấp nhất và vùng năng lượng hóa trị cao nhất đều xảy ra xung quanh tâm vùng Brillouin, do đó các quá trình chuyển quang thẳng được ưu tiên xảy ra và độ rộng vùng cấm lớn, Eg~3,3 eV ở nhiệt độ phòng (300 K). Thêm nữa, với năng lượng liên 6

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

káşżt exciton lĂŞn táť›i 60 meV, váş­t liᝇu nĂ y cĂł tiáť m năng rẼt láť›n trong viᝇc phĂĄt triáťƒn cĂĄc loấi linh kiᝇn phĂĄt quang cĆ°áť?ng Ä‘áť™ vĂ hiᝇu năng cao nháť? cĂĄc quĂĄ trĂŹnh chuyáťƒn quang

Ć

cĂł tiáť m năng thay tháşż hᝣp chẼt Gali nitrua (GaN) đưᝣc sáť­ d᝼ng trong cĂĄc thiáşżt báť‹

N

(tåi hᝣp electron -l᝗ trᝑng) diᝅn ra ngay tấi biên cᝧa cåc vÚng dẍn và hóa trᝋ. Chúng

H

quang điᝇn s᝭ d᝼ng dải mà u xanh hay tia c᝹c tím (ví d᝼ như đèn LED, điᝑt lazer va

Y

N

cåc b᝙ l�c quang) do chúng rẝ hƥn và không đ᝙c hấi. Bên cấnh đó, vật liᝇu ZnO có

TP

NĆĄi báť“i dưᝥng kiáşżn thᝊc ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła cho háť?c sinh cẼp 2+3 / Diáť…n Ä?Ă n ToĂĄn - LĂ˝ - HĂła Quy NhĆĄn 1000B Trần HĆ°ng Ä?ấo Tp.Quy NhĆĄn Tᝉnh BĂŹnh Ä?áť‹nh

cĂ´ng nghᝇ Ä‘ĆĄn giản vĂ cẼu trĂşc tinh tháťƒ thĆ°áť?ng cĂł chẼt lưᝣng rẼt táť‘t, do Ä‘Ăł cĂł tháťƒ gĂłp

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

v�ng trong cåc ᝑng dẍn quang, trong cåc thiết bᝋ UV photodetector, cåc b᝙ ngắt điᝇn

H ĆŻ

quang h�c s᝭ d᝼ng ånh sång phân c᝹c... Cåc nghiên cᝊu tưƥng t᝹ cŊng cho thẼy cåc

TR ẌN

oxit nano ZnO cĂł tháťƒ là ᝊng cáť­ viĂŞn quan tráť?ng trong cĂĄc mấch quang Ä‘iᝇn tĂ­ch hᝣp.

MĂ ng ZnO váť›i Ä‘áť™ ráť™ng vĂšng cẼm láť›n ~3,37 đ?‘’đ?‘‰ áť&#x; nhiᝇt Ä‘áť™ phòng vĂ năng lưᝣng liĂŞn

B

kết exciton cao ~60 ��� khi pha tấp v᝛i cåc nguyên tᝑ nhóm III (Al, Ga, In‌) điᝇn

10 00

tráť&#x; suẼt cĂł tháťƒ đưᝣc giảm Ä‘áşżn 2.10-6Ίđ?‘š - 4.10-6Ίđ?‘š. Váť›i nhᝯng tĂ­nh năng nĂ y ZnO lĂ

A

m᝙t vật liᝇu đầy hᝊa hẚn cho viᝇc chế tấo nhiᝠu loấi thiết bᝋ như: điᝇn c᝹c trong suᝑt

-H

Ă“

cho mĂ n hĂŹnh pháşłng, táşż bĂ o năng lưᝣng mạt tráť?i, táşż bĂ o quang Ä‘iᝇn. CĂĄc ᝊng d᝼ng cᝧa ZnO trong lÄŠnh váťąc nĂ y táť? ra cĂł nhiáť u tiáť m năng trong viᝇc thay tháşż cho viᝇc phải

-L

Ă?

s᝭ d᝼ng đến cåc nguyên tᝑ đẼt hiếm nên hᝊa hẚn nhᝯng công nghᝇ tiên tiến thân thiᝇn

Ă N

môi trư�ng và đạc biᝇt là v᝛i giå thà nh rẝ. Ngoà i ra, cåc xu hư᝛ng thẩm mĊ cŊng đang

TO

đạt ra nhᝯng hĆ°áť›ng nghiĂŞn cᝊu phĂĄt triáťƒn cĂĄc thiáşżt báť‹ Ä‘iᝇn táť­ trong suáť‘t vĂ ZnO cĹŠng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Nháť? vĂ o cẼu trĂşc hĂŹnh háť?c cĂł dấng hĂŹnh tr᝼, chiáşżt suẼt láť›n dây nano cĂł triáťƒn

MáťŒI YĂŠU CẌU GᝏI Vᝀ Háť˜P MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ä? áş O

phần là m giảm giå thà nh cᝧa cåc sản phẩm linh kiᝇn là m tᝍ vật liᝇu nà y.

Dáş Y KĂˆM QUY NHĆ N OFFICIAL ST&GT : Ä?/C 1000B TRẌN HĆŻNG Ä?áş O TP.QUY NHĆ N

.Q

U

nhiáť u Ć°u Ä‘iáťƒm náť•i báş­t hĆĄn háşłn, cháşłng hấn nhĆ° dáť… dĂ ng đưᝣc táť•ng hᝣp nháť? nhᝯng

Ă€N

lấi lĂ máť™t váş­t liᝇu tiáť m năng cho m᝼c Ä‘Ă­ch nĂ y.

D

Iáť„ N

Ä?

1.4. TĂ­nh chẼt quang xĂşc tĂĄc cᝧa ZnO CĂĄc chẼt bĂĄn dẍn cĂł năng lưᝣng vĂšng cẼm nháť? hĆĄn 3,5eV Ä‘áť u cĂł tháťƒ xáť­ d᝼ng lĂ m quang xĂşc tĂĄc bĂĄn dẍn (hĂŹnh 1.2) nhĆ°: TiO2 (Ebg = 3,2eV), WO3 (Ebg = 2,8eV), SrTiO3 (Ebg = 3,2eV), Fe2O3 (Ebg = 3,1eV), ZnO (Ebg = 3,2eV), ZnS (Ebg = 3,6eV), CdS (Ebg = 2,5eV).

7

Ä?Ăłng gĂłp PDF báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

H Ư

nhảy lên vùng dẫn. Kết quả tạo ra một cặp electron - lỗ trống dương (gọi là cặp

TR ẦN

electron - lỗ trống quang sinh). Vật liệu có hoạt tính quang xúc tác càng cao khi sự tái kết hợp cặp electron và lỗ trống quang sinh này xảy ra càng chậm. Mục đích của phản

B

ứng quang hoá xúc tác là có phản ứng giữa electron quang sinh này với chất oxy hoá

10 00

để tạo ra sản phẩm khử và cũng có phản ứng giữa lỗ trống quang sinh với tác nhân khử để tạo ra sản phẩm oxy hoá. Do sự tạo ra lỗ trống dương và electron, phản ứng

Ó

A

oxy hoá khử xảy ra tại bề mặt của chất bán dẫn. Trong phản ứng oxy hoá, lỗ trống

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

phản ứng với nước ẩm trên bề mặt tạo ra gốc hydroxyl tự do.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Khi ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn, các electron ở trong vùng hoá trị có thể

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

G

Hình 1.2: Năng lượng vùng cấm của ZnO và các quang xúc tác bán dẫn khác

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 1.3: Sơ đồ minh họa xúc tác quang hoá

8

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Phản ứng oxy hoá do hiệu ứng quang xúc tác là: UV (Ultra violet) + MO → MO (h+ / e−)

(1.1)

(1.3)

H2O2→ HO• + •OH

(1.4)

.Q

(1.5)

TP

•

O2− + HO•2 + H+ → H2O2 + O2

(1.6) (1.7)

G

Cuối cùng, gốc tự do hydroxyl được tạo ra trong cả hai phản ứng. Gốc tự

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

do hydroxyl có khả năng oxy hoá rất cao và không chọn lọc với thế oxy hoá khử E0= +3,06 V [22]. Đây là một trong những vật liệu có thế oxy hoá khử dương

TR ẦN

nhất được biết hiện nay.

Xúc tác quang hoá dùng chất bán dẫn đã được dùng để xử lý môi trường

B

[17],[51]. Trong số các chất bán dẫn, TiO2 đã được sử dụng thương mại như là chất

10 00

xúc tác quang hoá để xử lý môi trường. Tuy nhiên, ZnO là loại vật liệu có thể thay

A

thế TiO2 bởi vì có năng lượng vùng cấm tương tự (3,2 eV) với hiệu ứng lượng tử

Ó

tương đối cao [14]. Nhiều công bố cho rằng ZnO có hiệu ứng quang xúc tác cao hơn

-H

TiO2 trong một số điều kiện [11], [ 18], [ 56]. Chất xúc tác trên cơ sở ZnO được nhiều

-L

Ý

nhà khoa học quan tâm vì các tính chất đặc biệt của nó như ổn định hoá học cao,

ÁN

không độc, rẻ tiền và có nhiều trong tự nhiên.

TO

1.5. Một số phương pháp chính để tổng hợp vật liệu nano ZnO Tính chất hoá lý của vật liệu nano biến đổi phụ thuộc vào kích thước, hình thái

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

HOOH → HO• + •OH

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

e− + O2 → •O2

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Phản ứng khử do hiệu ứng xúc tác là:

Ơ

h+ + 2H2O → 2H+ + H2O2

H

(1.2)

N

h+ + H2O → H+ + • OH

N

Ở đây, MO là oxide và h+ là lỗ trống dương

D

IỄ N

Đ

ÀN

và thành phần hoá học bề mặt của vật liệu. Vì thế, phương pháp tổng hợp mới là nhiệm vụ sống còn đối với sự phát triển của vật liệu nano. Nói chung, phương pháp tổng hợp nano ZnO có thể chia làm hai nhóm: Nhóm phương pháp dựa trên dung dịch/hoá học ướt và nhóm dựa trên các kỹ thuật vật lý [54]. Kỹ thuật vật lý như bay hơi rắn - lỏng (vapor – liquid - solid), bay hơi pha rắn (vapor solid), kết tủa pha hơi (chemical vapor deposition) thường vận hành ở nhiệt độ cao và áp suất cao; nhóm

9

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

phương pháp này tạo ra ZnO chất lượng cao. Tuy nhiên, nhóm phương pháp này cho hiệu suất thấp, tốn nhiều năng lượng và giá thành cao. Do khuôn khổ của đề tài chúng

chemistry

processses)

bao

gồm

phương

pháp

thuỷ

nhiệt/dung

nhiệt

H

Ơ

(hydrothermal/solvothermal processes), phương pháp vi nhũ tương, phương pháp sử

N

tôi không đề cập đến nhóm phương pháp này. Nhóm phương pháp hoá ướt (wet

N

dụng siêu âm, v.v…

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

- Phương pháp thủy nhiệt được định nghĩa là phương pháp nuôi tinh thể dưới

G

- Phương pháp này ra đời từ năm 1939, do nhà hóa học người Đức Robert

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Bunsen đưa ra. Ban đầu phương pháp này sử dụng để chế tạo các hạt đơn tinh thể, các

H Ư

khoáng chất chứa trong một bình chịu được áp suất và nhiệt độ cao, một gradient

TR ẦN

nhiệt độ ở hai đầu đối diện của bình được duy trì trong suốt quá trình, ở đầu nóng hơn sẽ hòa tan các khoáng chất và ở đầu lạnh hơn các mầm đơn tinh thể bắt đầu được hình

B

thành và phát triển [27].

10 00

- Cho tới nay, phương pháp này đã phát triển hơn rất nhiều so với phương pháp truyền thống, dung môi không còn hạn chế ở dung môi nước mà có thể sử dụng các dung

Ó

A

môi hữu cơ, sử dụng thêm các chất hoạt động bề mặt v.v… với mục đích sử dụng để chế

-H

tạo các hạt có kích thước nhỏ như kích thước cỡ micro mét, nano mét v.v… [27].

-L

Ý

Để tổng hợp vật liệu nano ZnO bằng phương pháp này đầu tiên người ta tạo ra dung dịch tiền chất có chứa Zn. Trộn đều các dung dịch bằng máy khuấy từ các dung

ÁN

dịch ban đầu để tạo sự đồng nhất. Đưa hỗn hợp dung dịch này vào ống Teflon đặt

TO

trong autoclave. Sau đó đưa autoclave vào trong lò, đặt các thông số như nhiệt độ, áp

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

thường (dưới 100OC và dưới 1 atm) [27].

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

điều kiện nhiệt độ và áp suất nước cao từ các chất được hòa tan ở điều kiện và áp suất

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

1.5.1. Phương pháp thủy nhiệt (hydrothermal process)

D

IỄ N

Đ

ÀN

suất và thời gian cho lò thủy nhiệt. Cuối cùng lấy mẫu ra khỏi lò, xử lý mẫu: dùng máy quay ly tâm để tách mẫu ra khỏi dung môi, rửa sạch tạp chất bằng các dung môi như nước cất, cồn,… Tùy theo mục đích sử dụng mà mẫu có thể được sấy ở các điều kiện nhiệt độ, thời gian khác nhau và sử dụng bột mẫu. Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, không cần sử dụng các thiết bị quá phức tạp. Tuy nhiên, phương pháp này khá mất thời gian và cần phải sử dụng thêm các chất hoạt động bề mặt.

10

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.5.2. Phương pháp dung nhiệt (Solvothermal process) Phương pháp dung nhiệt là là kỹ thuật tổng hợp vật liệu bằng cách kết tinh trong dung môi ở nhiệt độ và áp suất hơi cao. Đây cũng là một phương pháp khá phổ

H

Ơ

người ta sẽ chuẩn bị dung môi thích hợp trộn lẫn với tiền chất kẽm sau đó khuấy đều

N

biến để tổng hợp nano. Để tổng hợp oxit nano ZnO bằng phương pháp dung nhiệt

N

để tạo thành dung dịch đồng nhất. Sự phát triển của các tinh thể sẽ được điều chỉnh

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

được đặt trong một nồi hấp, giữ ở áp suất và nhiệt độ tương đối cao trong thời gian

TP

nhất định. Sau đó làm lạnh ở nhiệt độ phòng. Xử lý mẫu: dùng máy quay ly tâm để

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

không cần các thiết bị quá phức tạp và sản phẩm tạo thành có hình dạng khá đồng

H Ư

đều. Nhược điểm của nó là cần tới nhiệt độ và áp suất cao sẽ gây tốn nhiều năng 1.5.3. Phương pháp vi nhũ tương

TR ẦN

lượng, đồng thời phương pháp này cũng khá mất thời gian.

B

Vi nhũ tương (micro emulsion) cũng là một phương pháp được dùng khá

10 00

phổ biến để tạo hạt nano. Với nhũ tương “nước-trong-dầu”, các giọt dung dịch

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

(các mixen) (hình 1.4).

A

nước bị bẫy bởi các phân tử của các chất hoạt động bề mặt (HĐBM) trong dầu

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

cồn,… Giống như phương pháp thủy nhiệt, phương pháp này có ưu điểm là đơn giản,

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

tách mẫu ra khỏi dung môi, rửa sạch tạp chất bằng các dung môi như nước cất,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

bằng các tác nhân và theo khuôn (khuôn amine). Sau đó hỗn hợp dung dịch nay sẽ

Hình 1.4: Hệ nhũ tương nước trong dầu và dầu trong nước Đây là một dung dịch ở trạng thái cân bằng nhiệt động trong suốt, đẳng hướng.

Những giọt nước không những đóng vai trò là các vi lò phản ứng để hình thành các hạt nano mà còn đóng vai trò ức chế sự tập hợp các hạt nano còn dư. Kết quả là ta thu

11

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

được các hạt nano tinh khiết và hoàn toàn đơn phân tán. Như vậy, do sự giới hạn về không gian của các phân tử các chất HĐBM, sự hình thành, phát triển các hạt nano bị hạn chế và tạo nên các hạt nano rất đồng nhất. Kích thước hạt có thể từ 4-12 nm với

H

Ơ

phương pháp vi nhũ tương để tạo hạt nano từ tính với kích thước có thể được điều

N

độ sai khác khoảng 0,2-0,3 nm. Ví dụ, dodecyl sulfate sắt, Fe(DS)2, được dùng trong

N

khiển bằng nồng độ chất hoạt hóa bề mặt (CHHBM) là AOT và nhiệt độ.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

thế giới ứng dụng từ lâu do khả năng điều khiển kích thước hạt dễ dàng của nó. Cơ

TP

chế cụ thể của phản ứng xảy ra trong hệ vi nhũ tương như sau (hình1.5):

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Cách thứ nhất: Các phân tử chất phản ứng thấm qua lớp màng chất hoạt hóa

TR ẦN

này là rất nhỏ, không đáng kể.

H Ư

bề mặt ra ngoài và gặp nhau. Nhưng thực tế thì tỷ lệ sản phẩm tạo thành theo cách Cách thứ hai: Khi các hạt vi nhũ tương của các chất phản ứng gặp nhau, nếu

B

có đủ lực tác động thì 2 hạt nhỏ (A,B) có thể tạo thành một hạt lớn hơn (C). Các chất

10 00

phản ứng trong 2 hạt nhỏ sẽ hòa trộn, phản ứng xảy ra trong lòng hạt lớn và sản phẩm mong muốn được tạo thành (ở đây là các hạt magnetite Fe3O4).Các hạt magnetite

Ó

A

Fe3O4 sau khi tạo thành sẽ bị chất hoạt hóa bề mặt bao phủ và ngăn cản không cho

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

phát triển thêm về kích thước.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

nhũ tương này lại với nhau. Có 2 cách để các phân tử chất phản ứng gặp nhau:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Phản ứng hóa học tạo các chất mong muốn sẽ xảy ra khi ta hòa trộn các hệ vi

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Phương pháp vi nhũ tương cũng là một phương pháp chế tạo hạt nano đã được

Hình 1.5: Cơ chế hoạt động của phương pháp vi nhũ tương

12

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Phương pháp này có ưu điểm tạo ra các hạt nano đồng đều và có độ tinh khiết khá cao nhưng khi sử dụng phương pháp này ta cần phải sử dụng thêm các chất hoạt động bề mặt.

H

Ơ

Phương pháp hóa siêu âm là một kỹ thuật tiện ích và thân thiện với môi

N

1.5.4. Phương pháp hóa siêu âm

N

trường. Phương pháp sóng siêu âm là phương pháp sử dụng sóng siêu âm (tần số từ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

dụng nhiều để tổng hợp các nano oxit kim loại, kim loại cũng như các vật liệu gốm

TP

[3]. Chiếu xạ siêu âm có thể làm tăng tốc độ phản ứng lên gấp nhiều lần.

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

âm hóa học dị pha sử dụng trong hệ lỏng–lỏng hay lỏng–rắn (heterogeneous

H Ư

sonochemistry of liquid-liquid or liquid-solid systems) và âm học xúc tác (sonocatalysis).

TR ẦN

Do cavitation (sự tạo và vỡ bọt) chỉ diễn ra trong môi trường dung dịch nên phản ứng hóa học của hệ rắn hay rắn - khí không sử dụng chiếu xạ siêu âm được.

Sóng siêu âm có chiều dài sóng khoảng 10cm - 10-3cm, với chiều dài sóng này làm đứt liên kết hóa học).

10 00

B

thì không tạo đủ năng lượng để tương tác trực tiếp lên liên kết hóa học (không thể

A

Tuy nhiên, sự chiếu xạ siêu âm trong môi trường lỏng lại sản sinh ra một năng

-H

Ó

lượng lớn, do nó gây nên một hiện tượng vật lý đó là cavitation, quá trình này phụ

Ý

thuộc vào môi trường phản ứng (môi trường đồng thể lỏng rất khác so với cavitation

-L

ở bề mặt tiếp xúc rắn-lỏng).

ÁN

Tương tự khi tổng hợp ZnO bằng phương pháp hóa siêu âm. Năng lượng của

TO

sóng siêu âm sẽ ảnh hưởng lên phản ứng hóa học thông qua hiệu ứng “lỗ trống” . Lỗ

ÀN

trống hình thành do sự lan truyền của sóng siêu âm. Sóng lan truyền trong chất lỏng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

học đồng pha sử dụng trong dung dịch lỏng (homogeneous sonochemistry of liquids),

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Ảnh hưởng hóa học của sóng siêu âm được được chia thành ba hướng: âm hóa

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

20kHz đến 10MHz) để hỗ trợ cho phản ứng hóa học. Phương pháp này đã được ứng

D

IỄ N

Đ

theo những chu kì nén và xả tạo nên các lỗ trống hay các vi bọt trong nửa chu kì (giãn) và nổ ở nửa chu kì còn lại (nén). Các vi bọt này tồn tại trong vài phần nghìn giây, nhiệt độ ở tâm bọt khoảng 5000K và áp suất có thể lên đến vài nghìn at. Bề mặt của ZnO tiếp xúc với các vi bọt khí ở vùng siêu tới hạn (vùng khí-lỏng) nên phản ứng xảy ra rất mãnh liệt. Phương pháp này khá tiện lợi, thân thiện với môi trường, các nguyên liệu sử dụng không cần qua xử lí nhiệt hay cần thêm các chất hoạt động bề mặt.

13

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Từ việc phân tích đặc điểm, cũng như một số ưu, khuyết điểm của các phương pháp trên, có thể nhận thấy quá trình chế tạo các oxit nano ZnO trong các nghiên cứu trên đều liên quan đến các điều kiện nhiệt độ, áp suất cao gây nên các vấn đề kinh tế

H

Ơ

phẩm có đặc điểm liên quan đến ứng dụng cần sử dụng. Do đó, việc tìm ra một

N

hay sử dụng thêm các chất hoạt động bề mặt cũng như việc có thể tạo ra được các sản

N

phương pháp có thể chế tạo nhanh oxit nano ZnO với hiệu suất cao, sử dụng các trang

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

chế được hình thái tạo thành theo ý muốn, không sử dụng các chất hoạt động bề mặt,

TP

để từ đó có thể hướng tới sản xuất khối lượng lớn là phương pháp mà đề tài hướng

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

pháp là đơn giản, ít tốn thời gian và có thể tạo ra lượng lớn ZnO cấu trúc nano từ

H Ư

nguyên liệu rẻ tiền so với các phương pháp khác tốn nhiều thời gian hơn và sử dụng

TR ẦN

nguyên liệu đắt tiền hơn.

1.6. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về tổng hợp và ứng dụng vật liệu oxit nano ZnO

10 00

B

ZnO không phải là một loại vật liệu mới và đã được con người sử dụng hàng ngàn năm qua. Với những ứng dụng trong ngành công nghiệp phẩm màu và ngành

A

sản xuất cao su thì hàng năm chúng được sản xuất với một sản lượng lớn. Ngày càng

-H

Ó

nhiều các nghiên cứu về ZnO và các ứng dụng thú vị của nó. Đặc biệt trong sự phát

Ý

triển mạnh mẽ của công nghệ chế tạo và ứng dụng các vật liệu nano thì oxit nano

-L

ZnO cũng được nghiên cứu rất nhiều vì những ứng dụng của nó như các ứng dụng

ÁN

trong y học, trong công nghiệp do khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, xúc tác,… đặc

TO

biệt với tính bán dẫn và hiệu ứng điện áp do đó nó được sử dụng nhiều trong các thiết

ÀN

bị cảm biến và bộ phận dẫn động. Phương pháp tổng hợp có ảnh hưởng quan trọng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

nano trong môi trường kiềm có sự hỗ trợ của sóng siêu âm. Ưu điểm của phương

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

đến. Trong đề tài này, chúng tôi sẽ trình bày phương pháp điều chế ZnO kích thước

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

thiết bị tự chế tạo, phù hợp với điều kiện kinh tế trong nước hiện nay, có thể khống

D

IỄ N

Đ

đến kích thước, hình dạng, phân bố và diện tích bề mặt riêng của sản phẩm tạo thành cũng như ứng dụng của nó, tùy thuộc vào các đặc tính mà chúng sẽ có ứng dụng khác nhau. Nhiều phương pháp tổng hợp được phát triển nhằm mục đích đạt được những đặc tính mong muốn của oxit nano ZnO. Ở trên thế giới có khá nhiều các nghiên cứu về các phương pháp tổng hợp oxit nano ZnO như phương pháp thủy nhiệt, dung nhiệt, sol-gel, sử dụng hỗ trợ sóng siêu

14

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

âm,… Ví dụ phương pháp thủy nhiệt cũng được một số tác giả quan tâm vì nó khá phù hợp để tổng hợp vật liệu nano có diện tích bề mặt lớn như ZnO. Năm 2003 nhóm tác giả Bin Liu và Hua Chun Zeng [38] đã tổng hợp thành công oxit nano ZnO có

H

Ơ

thanh nano có đường kính 150 nm giảm xuống 50 nm bằng cách phương pháp thủy

N

đường kính 50 nm bằng phương pháp thủy nhiệt. Họ thành công trong việc từ các

N

nhiệt ở 180oC. Sau đó có khá nhiều nghiên cứu tổng hợp ZnO bằng phương pháp

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

nhiệt cũng được nghiên cứu tổng hợp tuy nhiên chúng thường được sử dụng để

TP

nghiên cứu tổng hợp các vật liệu oxit nano ZnO pha tạp hay vật liệu composite có

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Chandra [30]. Sau đó vào năm 1998, phương pháp này được sử dụng để tổng hợp

H Ư

thành công các oxit ZnO có cấu trúc nano bởi Eric A. Meulenkamp [43] và tiếp tục

TR ẦN

được nghiên cứu để tổng hợp oxit nano ZnO bởi nhiều tác giả khác. Tuy nhiên, các phương pháp trên còn có các nhược điểm là sản phẩm còn cần xử lý bằng nhiệt và còn cần sử dụng thêm các chất hoạt động bề mặt.

10 00

B

Trong các nghiên cứu liên quan đến sự ảnh hưởng của các yếu tố như pH, nồng độ, thời gian, nhiệt độ để kiểm soát hình thái học của nano ZnO, người ta cho

A

rằng pH đóng vai trò quyết định chính để tạo thành hình thái vật liệu. Có thể tổng hợp

-H

Ó

các dạng vật liệu đa chiều ZnO cấu trúc nano kiểu hình bông hoa, lông nhím, …, ở

Ý

pH >8, ngược lại, kiểu hình que có thể thu được ở pH thấp hơn. Sự thay đổi về nồng

-L

độ gel cũng gây ra sự thay đổi hình dạng và kích thước. Tiền chất thông dụng nhất để

ÁN

tổng hợp ZnO là kẽm nitrate [29], [42], [ 61], bột kẽm [26], kẽm chloride [48], [52],

TO

kẽm acetate [37], [40] và kẽm sulfate [20], [21], với các chất phát triển hướng như

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

thành công để tổng hợp các tấm màng mỏng ZnO bởi M.N.Kamalasanan và Subhas

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

chứa oxit nano ZnO [19], [53]. Năm 1996, phương pháp sol-gel đã được sử dụng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

thủy nhiệt từ các nguyên liệu khác nhau và ứng dụng của chúng. Phương pháp dung

ÀN

hexamethylenetetramine (HM) [36], [60], ammonia (NH3) [39], acid citric [54], [55].

D

IỄ N

Đ

Gần đây, nhiều nghiên cứu cho rằng nano ZnO dạng đĩa lục giác với tỉ số độ dày/độ rộng nhỏ có hiệu ứng huỳnh quang cao có thể được ứng dụng trong bộ cộng hưởng điện môi trong thiết bị lượng tử ánh sáng [32].

Hóa học ứng dụng siêu âm gọi là hóa siêu âm (sonochemistry), nó đã trở thành một lĩnh vực nghiên cứu mới trong thập kỷ qua. Lịch sử của ngành âm hóa học phát triển sau những năm 1800. Bởi siêu âm có thể tạo nhiệt độ cao như nhiệt độ của bề 15

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

mặt mặt trời và áp suất lớn như áp suất dưới lòng đại dương. Trong một vài trường hợp sóng siêu âm có thể làm tăng tốc độ phản ứng lên gần một triệu lần. Có lẽ bởi vậy có khá nhiều nghiên cứu trên thế giới sử dụng phương pháp hóa siêu âm để tổng

N

hợp oxit nano ZnO bởi vì chúng là một phương pháp khá tiện lợi và thân thiện với

H

Ơ

môi trường [12], [13], [57]. Có thể chỉ ra một số công trình tiêu biểu như sau:

N

Tác giả Khorsand Zak đã chế tạo nano ZnO bằng phương pháp rung siêu âm.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

hydroxit và amoniac. Có thể điều chỉnh hình dạng của ZnO bằng cách điều chỉnh

TP

năng lượng siêu âm thông qua sự thay đổi thời gian siêu âm từ 5 đến 60 phút. Kết quả

N

tinh khiết cao, thân thiện với môi trường [57].

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

này tạo ra chất lượng cao ZnO với hình dạng có thể kiểm soát, tính đồng nhất và độ

TR ẦN

Tác giả Kushal D. Bhatte đã tổng hợp các nano ZnO sử dụng kẽm acetate và 1,4-butanediol thông qua rung siêu âm. Cấu trúc và hình thái học của tinh thể nano

B

oxit kẽm đo bằng các phương pháp TEM, XRD, EDX, quang phổ UV-Vis. Kết quả

10 00

cho thấy rung siêu âm cho hiệu quả chi phí thấp so với phương pháp hóa học thông thường tổng hợp các hạt nano ZnO và thân thiện với môi trường [15].

Ó

A

Tác giả Kanjiani tổng hợp các hạt nano ZnO bằng cách thêm dung dịch ZnCl2

-H

vào KOH, ở nhiệt độ khác nhau kết hợp với rung siêu âm. Đặc điểm hình thái học và

Ý

cấu trúc của vật liệu được nghiên cứu bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) và kính

-L

hiển vi điện tử quét (SEM). Kết quả cho thấy nano ZnO có dạng hình que. Sử dụng

ÁN

nano ZnO để xử lý Cr (VI) trong môi trường nước bằng tia laser cho thấy gần 95% Cr

TO

(VI) đã được xử lý trong thời gian 60 phút chiếu laser [khối lượng nano ZnO là 2-3g/L;

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

15 phút siêu âm, nano ZnO dạng hoa văn được hình thành sau 30 phút. Phương pháp

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

cho thấy rằng nano ZnO hình que với đường kính khoảng 50 nm được hình thành sau

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Các hóa chất được sử dụng để tổng hợp các ZnO là các muối kẽm, dung dịch natri

D

IỄ N

Đ

ÀN

năng lượng laser là 355 nm, nồng độ Cr(VI) ban đầu là 50mg/L) [31].

Trong nước cũng đã có một số công trình chế tạo, tổng hợp và ứng dụng nano

ZnO trong một số lĩnh vực như: Năm 2014, tác giả Võ Triều Khải đã tổng hợp và kiểm soát hình thái của dạng micro/nano ZnO từ dạng đĩa đến dạng que trong hệ kẽm acetate - dung môi hữu cơ có dùng hexamethylenetetramine (HM) làm chất tạo môi trường kiềm. Các dạng thù

16

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

hình chính thường tạo ra là dạng đĩa lục lăng, dạng trống và dạng que. Khi pha tạp La vào ZnO độ cảm biến với các khí H2, C2H5OH có khuynh hướng tăng so với ZnO. Hệ xúc tác nâng cao ZnO/H2O2 kết hợp với sóng siêu âm rất có hiệu quả đối với quá

Ơ

N

trình làm mất màu và phân huỷ xanh metylen [2].

N

H

Năm 2013, tác giả Đặng Văn Thắng điều chế vật liệu nano và quá trình tổng

Tác giả Nguyễn Thị Tố Loan và cộng sự nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano

N

G

oxit kẽm bằng phương pháp đốt cháy gel và định hướng ứng dụng xử lý metylen xanh

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

trong môi trường bằng hiệu ứng quang xúc tác cho kết quả tốt [4].

TR ẦN

Năm 2016, tác giả Nguyễn Văn Tú, Nguyễn Bá Cường đã chế tạo thành công nano ZnO bằng phương pháp thủy luyện. Các tính chất hóa lý của vật liệu đã nghiên

B

cứu bằng phương pháp phổ nhiễu xạ tia X, kính hiển vi trường điện tử, phổ tán xạ

10 00

năng lượng tia X và nghiên cứu khả năng phóng điện trong hệ pin ZnO/Ag2O. Kết

A

quả cho thấy vật liệu có khả năng phóng nạp tại mật độ dòng cao (0,5C) và có tiềm

-H

Ó

năng ứng dụng làm điện cực âm trong pin bạc/kẽm [9].

Ý

Nói chung, nghiên cứu chế tạo vật liệu nano ZnO đã có ít nhóm nghiên cứu

-L

thực hiện tại Việt Nam. Tuy nhiên đa số các nghiên cứu đều sử dụng phương pháp

TO

ÁN

sol-gel, thủy nhiệt đốt cháy gel để tổng hợp oxit nano ZnO. Sử dụng một phương

ÀN

pháp nhanh, chi phí thấp, hiệu quả, đơn giả về vận hành thao tác, thân thiện với môi

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

tán các hạt nano tổng hợp trên [7].

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

chống ăn mòn kim loại thép của màng sơn được chế tạo trên nền nhựa epoxy có phân

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

hợp màng sơn epoxy chứa các hạt nano ZnO. Khảo sát tính chất và khả năng bảo vệ

D

IỄ N

Đ

trường để chế tạo trực tiếp oxit nano ZnO từ các tiền chất có chứa kẽm vẫn chưa có nhóm nào nghiên cứu và công bố tại Việt Nam. 1.7. Metylen xanh Metylen xanh (MB) là một hợp chất dị vòng thơm, công thức hóa học là C16H18N3SCl. Công thức cấu tạo của metylen xanh như sau:

17

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

N

Hình 1.6: Công thức cấu tạo của metylen xanh

dịch 1% có pH từ 3-4,5 [8].

TR ẦN

MB+. Đây là một hợp chất có màu xanh đậm và ổn định ở nhiệt độ phòng. Dạng dung

B

Metylen xanh là một hóa chất được sử dụng rộng rãi trong các ngành nhuộm

10 00

vải, da, gỗ, sản xuất mực in, xây dựng, y học… Trong thủy sản, metylen xanh được sử dụng vào giữa thế kỉ XIX trong việc điều trị các bệnh về vi khuẩn, nấm và kí sinh

Ó

A

trùng. Ngoài ra, metylen xanh cũng được cho là hiệu quả trong việc chữa trị các bệnh

-H

máu nâu do Met-hemoglobin quá nhiều trong máu. Bệnh này thể hiện dạng

-L

Ý

hemoglobin bất thường do máu làm cho việc vận chuyển oxy trong máu khó khăn.

Mặc dù không phải là hóa chất gây độc cao, nhưng metylen xanh có thể gây

ÁN

tổn thương tạm thời da, mắt trên con người và động vật khi tiếp xúc trực tiếp. Nó có

TO

thể gây khó thở trong thời gian ngắn khi hít phải và đối với hệ tiêu hóa khi nuốt phải

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

Metylen xanh là một chất màu thuộc họ thiozin, phân ly dưới dạng cation

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Hình 1.7: Dạng oxi hóa và dạng khử của metylen xanh

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

Dạng oxi hóa và dạng khử của metylen xanh được đưa ra ở hình 1.7.

D

IỄ N

Đ

ÀN

metylen xanh gây ra các triệu chứng nóng ruột, buồn nôn, chóng mặt.

Trên phổ UV-Vis của dung dịch metylen xanh có 3 vân hấp thụ cực đại tại các

bước sóng tương ứng là 245; 290 và 664 nm với tỷ lệ cường độ là 1 : 2,2 : 4,2 (hình 1.8). Vân hấp thụ tại bước sóng 245 và 290 nm đặc trưng cho sự có mặt của vòng benzen trong phân tử metylen xanh. Vân hấp thụ ở 664 nm đặc trưng cho nhóm mang màu (đimetylamino) của phân tử metylen xanh [8].

18

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

N

G

1.8.1. Vai trò của crom

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Crom là một nguyên tố vi lượng. Qua nghiên cứu, người ta thấy ở nồng độ

TR ẦN

thấp crom đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất như chuyển hoá glucozơ trong máu [28].

Với đặc tính lý hoá của crom (bền ở nhịêt độ cao, khó oxi hoá, cứng và tạo

10 00

B

màu tốt…) nên nó ngày càng được sử dụng rộng rãi. Trong luyện kim crom được dùng để sản xuất các hợp kim với niken và molipden (Mo), để sản xuất thép chống

A

mòn và sử dụng trong công nghệ chế tạo máy. Crom được mạ lên bề mặt kim loại tạo

-H

Ó

nên lớp mạ có độ bền hoá học cao, chịu được mài mòn, bề mặt sáng đẹp, phản xạ ánh

Ý

sáng tốt. Trong công nghiệp da crom được dùng làm chất tẩy và chất làm bền da,

-L

Cr(III) sunfat được sử dụng với tư cách là một hoá chất chính, tương tác giữa Cr(III)

ÁN

và chất collagen làm cho da bền có khả năng chống co ngót ngay cả ở nhiệt độ cao).

TO

Ngoài ra crom còn được dùng làm sắc tố để pha sơn và mực, làm cao su và gốm…

D

IỄ N

Đ

ÀN

1.8.2. Độc tính của Crom

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

1.8. Giới thiệu về crom

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Hình 1.8: Phổ UV-Vis của dung dịch metylen xanh

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Các kết quả nghiên cứu cho thấy crom dù chỉ với một liều lượng nhỏ cũng là

nguyên nhân chính gây tác hại nghề nghịêp. Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) đã phân các chất hoá học theo 4 nhóm có khả năng gây ung thư [28]: - Nhóm 1: Tác nhân là chất gây ung thư ở người - Nhóm 2A: Tác nhân có thể gây ung thư ở người - Nhóm 2B: Tác nhân có lẽ gây ung thư ở người 19

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Nhóm3: Tác nhân không thể phân loại dựa trên tính gây ung thư ở người - Nhóm 4: Tác nhân có lẽ không gây ung thư ở người Cr(III) vào nhóm 3 (Tác nhân không thể phân loại dựa trên tính gây ung thư ở người).

H

Ơ

1.8.3. Quá trình trao đổi chất

N

IARC đã xếp Cr(VI) vào nhóm 1 (Tác nhân là chất gây ung thư ở người) và

N

Trong nước, crom tồn tại hai dạng Cr(III) và Cr(IV). Nhìn chung, sự hấp thụ

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

thụ qua dạ dày, ruột nhiều hơn Cr(III) (mức độ hấp thụ qua đường ruột tuỳ thuộc vào dạng hợp chất mà nó sẽ hấp thụ) và còn có thể thấm qua màng tế bào. Nếu Cr(III) chỉ

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

những bộ phận chứa nhiều crom nhất. Crom xâm nhập vào cơ thể theo ba con đường: hô hấp, tiêu hoá và khi tiếp xúc trực tiếp với da. Con đường xâm nhập, đào thải crom

TR ẦN

ở cơ thể người chủ yếu qua con đường thức ăn, Cr(VI) đi vào cơ thể dễ gây biến chứng, tác động lên tế bào, lên mô tạo ra sự phát triển tế bào không nhân, gây ung

B

thư, tuy nhiên với hàm lượng cao crom làm kết tủa các protein, các axit nuclêic và ức

10 00

chế hệ thống men cơ bản. Dù xâm nhập vào cơ thể theo bất kỳ con đường nào crom

A

cũng được hoà tan vào trong máu ở nồng độ 0,001mg/L; sau đó chúng chuyển vào

Ó

hồng cầu và hoà tan nhanh trong hồng cầu nhanh 10 ÷ 20 lần, từ hồng cầu crom

-H

chuyển vào các tổ chức phủ tạng, được giữ lại ở phổi, xương, thận, gan, phần còn lại

-L

Ý

chuyển qua nước tiểu. Từ các cơ quan phủ tạng crom hoà tan dần vào máu, rồi đào

ÁN

thải qua nước tiểu từ vài tháng đến vài năm [28].

TO

1.8.4. Độ độc hại Các nghiên cứu cho thấy con người hấp thụ Cr(VI) nhiều hơn Cr(III) nhưng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

xác định được, mặc dù một lượng đáng kể đọng lại trong phổi và phổi là một trong

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

hấp thu 1% thì lượng hấp thu của Cr(VI) lên tới 50%. Tỷ lệ hấp thu qua phổi không

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

của crom vào cơ thể con người tuỳ thuộc vào trạng thái oxi hoá của nó. Cr(VI) hấp

D

IỄ N

Đ

ÀN

độc tính của Cr(VI) lại cao hơn Cr(III) gấp khoảng 100 lần.

1.8.5. Ảnh hưởng của crom đối với động thực vật Người ta đã khảo sát ảnh hưởng của hợp chất crom lên sự sống của cá chép bằng cách ngâm trứng cá sau khi đã thụ tinh vào nước có chứa Cr(VI). Khi nồng độ crom từ 3,9 - 9,6 mmol/L và ở pH = 8, crom không ảnh hưởng đến tỷ lệ trứng nở nhưng khi nồng độ crom đạt đến 9,6 mmol/L và ở pH = 6,3 tỉ lệ cá mắc bệnh khác

20

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

nhau về da và tử vong tăng. Nếu ngâm trứng vào dung dịch Cr(VI) có nồng độ 3,9 mmol/L và ở pH = 6,3 thì tỉ lệ cá mắc bệnh tủy sống tăng lên, mang và vây khô hơn, khả năng chịu lạnh kém hơn. Người ta cũng thấy crom có gây ảnh hưởng đến quá

N

trình phát triển của thực vật: gây bệnh vàng lá cho lúa [28].

H

Ơ

1.8.6. Ảnh hưởng của crom đối với con người

N

Nước thải sinh hoạt có thể chứa lượng crom tới 0,7µg/mL mà chủ yếu ở dạng

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

thể gây độc đối với con người. Nếu crom có nồng độ lớn hơn giá trị 0,1mg/L gây rối loạn sức khỏe như nôn mửa…Khi thâm nhập vào cơ thể nó liên kết với các nhóm -SH

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

bộ phận dễ bị ảnh hưởng. Niêm mạc mũi dễ bị loét. Phần sụn của vách mũi dễ bị thủng. Khi da tiếp xúc trực tiếp vào dung dịch Cr(VI), chỗ tiếp xúc dễ bị nổi phồng

TR ẦN

và loét sâu, có thể bị loét đến xương. Khi Cr(VI) xâm nhập vào cơ thể qua da, nó kết hợp với protein tạo thành phản ứng kháng nguyên. Kháng thể gây hiện tượng dị ứng,

thành tràm hoạ [28].

A

Khi crom xâm nhập theo đường hô hấp dễ dẫn tới bệnh viêm yết hầu, viêm

Ó

phế quản, viêm thanh quản do niêm mạc bị kích thích (sinh ngứa mũi, hắt hơi, chảy

-H

nước mũi. Khi ở dạng CrO3 hơi hoá chất này gây bỏng nghiêm trọng cho hệ thống hô

-L

Ý

hấp của người bị thấm nhiễm.

ÁN

Nhiễm độc crom có thể bị ung thư phổi, ung thư gan, loét da,viêm da tiếp xúc,

TO

xuất hiện mụn cơm, viêm gan, thủng vách ngăn giữa hai lá mía, ung thư phổi, viêm

Đ

ÀN

thận, đau răng, tiêu hoá kém, gây độc cho hệ thần kinh và tim…

IỄ N D

10 00

B

bệnh tái phát. Khi tiếp xúc trở lại, bệnh sẽ tiến triển nếu không được cách ly và sẽ trở

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Crom và các hợp chất của crom chủ yếu gây các bệnh ngoài da. Bề mặt da là

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

trong enzim và làm mất hoạt tính của enzim gây ra rất nhiều bệnh đối với con người:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Cr(VI) có độc tính với nhiều loại động vật có vú. Cr(VI) dù chỉ một lượng nhỏ cũng có

Những công việc có thể gây nhiễm độc crom: Chế tạo ắc quy, luyện kim, sản

xuất nến, sáp, thuốc nhuộm, chất tẩy rửa, thuốc nổ, pháo, diêm, keo dán, xi măng, đồ gốm, muối crom, bột màu, men sứ, thuỷ tinh, bản kẽm, cao su, gạch chịu lửa, xà phòng, hợp kim nhôm, thợ xây dựng, mạ điện, mạ crom.. Đặc biệt ngành mạ crom thường được tiến hành ở nhiệt độ khoảng trên 400C và hơi dung dịch axit cromic có nồng độ cao (thường lớn hơn 200g/L) sẽ tác động đến hệ thống hô hấp của công nhân.

21

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Hàm lượng crom có trong nước ngọt khoảng 0,1-6 µg/mL và trong nước biển là 0,250µg/L. Trong các loại thức ăn, hàm lượng crom khoảng từ 20-600mg/kg. Trong nước 1.8.7. Quy chuẩn Việt Nam về nước thải công nghiệp

H

Ơ

QCVN 08:2015/BTNMT quy định nồng độ của Cr(VI) trong nước thải công

N

crom chỉ tồn tại ở hai dạng Cr(VI), Cr(III) nhưng dạng Cr(III) thường gặp hơn [28].

N

nghiệp như sau:

U

.Q 0,10

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Trong đó:

TR ẦN

- Cột A quy định giá trị của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

10 00

B

- Cột B quy định giá trị của các thông số ô nhiễm trong nước thải công cấp nước sinh hoạt.

A

nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nước không dùng cho mục đích

-H

Ó

1.9. Một số phương pháp đặc trưng vật liệu

Ý

1.9.1. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen

-L

Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-Ray Diffraction-XRD) là một phương

ÁN

pháp hiệu quả dùng để xác định các đặc trưng của vật liệu và được sử dụng trong

TO

nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ. Phương pháp này dùng để phân tích pha (kiểu

ÀN

và lượng pha có mặt trong mẫu), ô mạng cơ sở, cấu trúc tinh thể, kích thước hạt. Tinh

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

0,05

B

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

A

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

mg/L

TP

Crom (VI)

Giá trị giới hạn

Đ ẠO

Đơn vị

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

trong nước thải công nghiệp Nguyên tố

Y

Bảng 1.1: Giá trị giới hạn nồng độ của một số ion kim loại

D

IỄ N

Đ

thể bao gồm một cấu trúc trật tự theo ba chiều với tính tuần hoàn đặc trưng dọc theo trục tinh thể học. Khoảng cách giữa các nguyên tử hay ion trong tinh thể chỉ vài Å, xấp xỉ bước sóng của tia X. Khi chiếu một chùm tia X vào mạng tinh thể sẽ có hiện tượng nhiễu xạ [6].

Sự nhiễu xạ thoả mãn phương trình sau: 2d.sin  = n.λ

(1.8) 22

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Trong đó: d: là khoảng cách giữa hai mặt phẳng tinh thể song song 

: là góc giữa chùm tia X và mặt phẳng phản xạ

n : là bậc phản xạ ( n = 1, 2, 3,…)

H

Ơ

Phương trình 1.1 được gọi là phương trình Bragg. Phương trình này mô tả

N

λ: là bước sóng của tia X

N

điều kiện nhiễu xạ và được xem là phương trình cơ bản trong nghiên cứu cấu trúc

TP

nhiễu xạ Rơnghen được gọi là phương pháp bột hay phương pháp đơn tinh thể.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

phương trình Bragg. Do đó mà ta luôn quan sát được hiện tượng nhiễu xạ.

trình Scherrer: 0,89.λ βcosθ

(1.9)

B

r=

TR ẦN

Kích thước tinh thể trung bình (nm) của oxit được tính theo phương

10 00

Trong đó: r là kích thước tinh thể trung bình (nm).

 là bước sóng của anot Cu (0,154056 nm).

theo radian.

-H

Ó

A

 là độ rộng của pic ứng với nửa chiều cao của pic cực đại (FWHM) tính

-L

Ý

 là góc nhiễu xạ Bragg ứng với pic cực đại (độ).

ÁN

Trong nghiên cứu này, sự thay đổi về cấu trúc được khảo sát trên máy nhiễu xạ

TO

tia X D2 tại Khoa Khoa học và Kĩ thuật Vật liệu, Đại học Giao thông Quốc gia Đài Loan.

IỄ N

Đ

ÀN

1.9.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

mặt (hkl), với d tương ứng nằm ở vị trí thích hợp tạo với chùm tia tới góc thoả mãn

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Vì mẫu bột gồm vô số tinh thể có hướng bất kì nên trong mẫu luôn có những

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

.Q

Tùy vào mẫu nghiên cứu ở dạng bột tinh thể hay đơn tinh thể mà phương pháp

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

Y

bằng tia X.

Phương pháp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy – SEM)

được sử dụng để xác định hình dạng và cấu trúc bề mặt vật liệu. Ưu điểm của phương pháp SEM là có thể thu được những bức ảnh ba chiều chất lượng cao và không đòi hỏi phức tạp trong khâu chuẩn bị mẫu. Phương pháp SEM đặc biệt hữu dụng, bởi vì nó cho độ phóng đại có thể thay đổi từ 10 đến 105 lần với ảnh rõ nét, hiển thị 3 chiều phù hợp cho việc phân tích hình dạng và cấu trúc bề mặt.

23

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Các bước ghi ảnh SEM như sau: một chùm electron được quét trên bề mặt mẫu các electron này đập vào bề mặt mẫu và tạo ra một tập hợp các hạt thứ cấp đi tới khuếch đại đi tới ống tia catot và được quét lên ảnh. Cho chùm tia quét trên mẫu và

H

Ơ

quét một cách đồng bộ, một tia điện tử trên màn hình của đèn hình, thu và khuếch đại

N

detector, tại đây nó sẽ chuyển thành tín hiệu điện, các tín hiệu này sau khi được

N

một loạt tín hiệu nào đó từ mẫu phát ra để làm thay đổi cường độ sáng của tia điện tử

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Cần chú ý rằng, ở hiển vi điện tử quét dùng các thấu kính chỉ để tập trung điện tử thành điểm nhỏ trên mẫu, không dùng thấu kính để khuếch đại. Với ảnh phóng đại

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Trong luận văn mẫu được khảo sát sử dụng kính hiển vi điện tử quét SEM Hitachi SU8000 hoạt động tại điện thế tại 15 kV tại Khoa Khoa học và Kĩ thuật Vật

TR ẦN

liệu, Đại học giao thông Quốc lập, Đài Loan.

1.9.3. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua

B

Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (Transnission Electron Microscopy -

10 00

TEM) là phương pháp quan trọng trong việc xác định cấu trúc của vật liệu. Nguyên

A

tắc tạo ảnh của TEM gần giống với kính hiển vi quang học, điểm khác biệt quan

Ó

trọng là phương pháp này sử dụng sóng điện từ thay cho sóng ánh sáng và thấu kính

-H

từ thay cho thấu kính thủy tinh [5].

-L

Ý

Phương pháp TEM sử dụng sóng điện từ được phát ra từ súng phóng điện tử

ÁN

(thường dùng sợi tungsten, wolfram…). Sau đó, chùm điện tử được hội tụ, thu hẹp

TO

nhờ hệ thấu kính từ và được chiếu xuyên qua mẫu quan sát. Ảnh sẽ được tạo bằng hệ vật kính phía sau vật hiện ra trên màn huỳnh quang hay trên phim ảnh, trên các máy

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

điện tử quét cho phép quan sát mặt mấp mô một cách khá rõ nét.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

bằng phương pháp quét không có yêu cầu mẫu phải lát mỏng và phẳng nên hiển vi

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

quét trên màn hình, thu được ảnh. Độ sáng tối trên ảnh cho biết độ lồi lõm của mẫu.

D

IỄ N

Đ

ÀN

ghi kĩ thuật số. Tất cả các hệ này được đặt trong buồng được hút chân không cao. Độ tương phản trong TEM khác so với tương phản trong hiển vi quang học vì

điện từ ảnh tạo ra do electron bị tán xạ nhiều hơn là do bị hấp thụ như hiển vi quang học.

Nhờ khả năng phóng đại và tạo ảnh mẫu rất rõ nét, chi tiết, hiển vi điện tử quét (SEM) và truyền qua (TEM) được sử dụng để nghiên cứu bề mặt vật liệu, cho phép xác định kích thước và hình dạng của mẫu.

24

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Đề tài sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua TEM JEM1010-JEOL tại Viện Vệ sinh Dịch tễ trung ương, Hà Nội.

1.9.4. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X

H

Ơ

thường được gọi là EDS hay EDX là một kỹ thuật phân tích dùng để phân tích

N

Phổ tán xạ sắc năng lượng tia X (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)

N

nguyên tố của mẫu rắn. Nguyên tắc dựa trên sự tương tác của nguồn tia X kích thích

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

tạo ra các phổ tia X đặc trưng riêng biệt cho nguyên tố đó. Để kích thích bức xạ đặc

TP

trưng tia X từ mẫu, một dòng năng lượng cao của các hạt tích điện như điện tử hay

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

riêng biệt xoay quanh hạt nhân. Khi dòng tia tới kích thích các điện tử ở lớp bên

H Ư

trong, đánh bật nó ra khỏi vỏ điện tử tạo thành lỗ trống điện tử, một điện tử từ lớp bên

TR ẦN

ngoài có năng lượng cao hơn nhảy vào điền vào lỗ trống đó. Sự khác nhau năng lượng giữa lớp vỏ năng lượng cao và lớp vỏ năng lượng thấp hơn tạo ra tia X (xem hình 1.9). Cường độ của tia X phát ra từ mẫu có thể được đo bằng phổ kế tán xạ năng

10 00

B

lượng (energy-dispersive spectrometer). Từ chỗ năng lượng tia X là đặc trưng cho hiệu số năng lượng của hai lớp vỏ điện tử và đặc trưng cho cấu tạo của nguyên tố

A

phát xạ ra tia X đó, nên cường độ của tia X này có thể dùng để đặc trưng định tính

-H

Ó

cũng như định lượng các nguyên tố có trong mẫu. Tần số (f) của tia X được xác định

ÁN

-L

Ý

qua định luật Mosley như sau:

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Trong đó:

f=v=

me q e4 3 ( )(Z-1) 2 =(2.48*1015Hz)(Z-1) 2 (1.10) 8h 3eo2 4

me là khối lượng của electron; qe là điện tích của electron;

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

này ở các trạng thái cơ bản (chưa bị kích thích), các điện tử ở các mức năng lượng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

photon, hay chùm tia X được chiếu vào mẫu cần phân tích. Các nguyên tử trong mẫu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

vào mẫu cần phân tích. Mỗi nguyên tố hoá học có một cấu trúc nguyên tử xác định

h là hằng số Planck.

Theo định luật này, tần số tia X phát ra là đặc trưng đối với nguyên tử của mỗi

chất có mặt trong chất rắn. Việc ghi nhận phổ tia X phát ra từ vật rắn sẽ cho thông tin về các nguyên tố hóa học có mặt trong mẫu đồng thời cho các thông tin về tỉ phần các nguyên tố này. Trong nghiên cứu này, thành phần của mẫu được khảo sát đồng thời với quan sát ảnh SEM sử dụng thiết bị SEM Hitachi SU8000 tích hợp với Oxford

25

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

INCA Energy 300 X-ray Energy Dispersive Spectrometer tại Khoa Khoa học và Kĩ

mạnh trong vùng tử ngoại-khả kiến ( v0 ) và chùm ánh sáng tán xạ thường được quan

B

sát theo phương vuông góc với chùm tia tới. Ánh sáng tán xạ bao gồm hai loại : một

10 00

được gọi là tán xạ Rayleigh, rất mạnh và có tần số giống với tần số chùm tia tới ( v0 );

A

loại còn lại được gọi là tán xạ Raman, rất yếu có tần số là v0  vm , trong đó vm là tần số

-H

Ó

dao động phân tử. Vạch v0  vm được gọi là vạch Stockes và vạch v0  vm gọi là vạch

Ý

phản Stockes. Do đó, trong quang phổ tán xạ Raman, chúng ta đo tần số dao động

-L

( vm ) như là sự dịch chuyển so với tần số chùm tia tới ( v0 ). Khác với phổ hồng ngoại,

ÁN

phổ tán xạ Raman được đo trong vùng tử ngoại - khả kiến mà ở đó các vạch kích

IỄ N

Đ

ÀN

TO

thích (laser) cũng như các vạch Raman cùng xuất hiện.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

Trong quang phổ tán xạ Raman, mẫu được chiếu xạ bởi chùm laser cường độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

H Ư

N

1.9.5. Phương pháp phổ tán xạ Raman

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

G

Hình 1.9: Nguyên tắc phát xạ tia X dùng trong phổ

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

thuật Vật liệu, Đại học giao thông Quốc lập, Đài Loan.

Mặc dù phổ tán xạ Raman và phổ hồng ngoại có khả năng cung cấp thông tin

về các tần số dao động theo cách tương tự nhau, những mỗi cái đều có những ưu điểm và những nhược điểm riêng: Nguyên tắc chọn lọc của phổ tán xạ Raman và phổ hồng ngoại khác nhau đáng kể. Do đó, một số dao động này chỉ là Raman thì một số khác chỉ là hồng ngoại, tức là một dao động có thể là Raman hay hồng ngoại. Tuy nhiên, các dao động hoàn toàn đối xứng thì luôn luôn là Raman.

26

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Dựa vào phổ tán xạ Raman thu được ta có thông tin về mức năng lượng dao động của nguyên tử, phân tử hay mạng tinh thể.

Cấu trúc phân tử các mẫu trong nghiên cứu này được khảo sát sử dụng máy đo

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Phổ hồng ngoại dùng để xác định cấu trúc phân tử của chất cần nghiên cứu,

TP

dựa vào các tần số đặc trưng trên phổ của các nhóm chức trong phân tử. Phổ hồng

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

động – quay của phân tử được phát sinh ra do sự chuyển dịch giữa các mức năng

H Ư

lượng dao động và quay (liên quan đến sự quay của phân tử xung quanh trục liên

TR ẦN

kết). Dạng năng lượng được sinh ra khi chuyển dịch giữa các mức này ở dạng lượng tử hóa, nghĩa là chỉ có thể biến thiên một cách gián đoạn. Hiệu số năng lượng (phát ra

10 00

ΔE = hν

B

hay hấp thụ) được tính theo công thức Bohr:

(1.11)

Trong đó, ΔE là biến thiên năng lượng, h là hằng số Planck, ν là tần số dao

Ó

A

động (số dao động trong một đơn vị thời gian).

-H

Phổ hồng ngoại thường được ghi với trục tung biểu diễn độ hấp thụ A, trục

-L

Ý

hoành biểu diễn số sóng với trị số giảm dần (4000 - 400 cm-1). Hầu hết các nhóm nguyên tử trong hợp chất hữu cơ hấp thụ ở vùng 4000 - 650 cm-1. Vùng phổ từ

ÁN

4000 – 1500 cm-1 được gọi là vùng nhóm chức vì chứa hầu hết các vân hấp thụ của

TO

các nhóm chức như OH, NH, C=O, C=N, C=C... Vùng phổ nhóm chức tập trung vào

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

động dao động và chuyển động quay của các nhóm chức đều bị kích thích. Phổ dao

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

ngoại chính là phổ dao động - quay vì khi hấp thụ bức xạ hồng ngoại thì cả chuyển

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

1.9.6. Phương pháp phổ hồng ngoại

N

Khoa Khoa học và Kĩ thuật Vật liệu, Đại học giao thông Quốc lập, Đài Loan.

H

Ơ

Raman Horiba Jobin Yvon Lab RAM HR 800 của hãng Jobin - Yvon (Pháp) đặt tại

N

phổ tán xạ Micro - Raman. Các mẫu đều được tiến hành đo trên máy quang phổ

D

IỄ N

Đ

ÀN

bốn vùng mà ở mỗi vùng, tần số đặc trưng của nhóm có giá trị thay đổi phụ thuộc vào cấu tạo của phân tử: vùng 3650-2400 cm-1 chứa các vân dao động hóa trị của X-H (X: O, N, C, S, P.); vùng 2400-1900 cm-1 gồm các vân do dao động hóa trị của các nhóm mang liên kết ba hoặc hai liên kết đôi kề nhau; vùng 1900 -1500 cm-1 chứa các vân dao động hóa trị của các nhóm mang liên kết đôi và do dao động biến dạng của nhóm. -NH2. Vùng phổ 1500- 700 cm-1 mặc dù có chứa các vân hấp thụ đặc trưng

27

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

cho dao động hóa trị của các liên kết đơn như C-C, C-N, C-O và các vân do dao động biến dạng của các liên kết C-H, C-C. .. nhưng thường được dùng để nhận dạng toàn

vân hấp thụ xuất hiện do tương tác mạnh giữa các dao động.

H

Ơ

Trong luận văn phổ hồng ngoại được chụp theo kĩ thuật ép viên với KBr trên máy

N

phân tử hơn là để xác định các nhóm chức, vì ngoài vân hấp thụ trên còn có nhiều

Y

N

IRPrestige-21 tại Bộ môn Hóa Lý, Khoa Hoá học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

TP

G N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

P 1 (C  1) P   V ( P0  P) VmC VmCP0

Trong đó:

TR ẦN

- V là thể tích chất bị hấp phụ tính cho một gam chất rắn.

- Vm là thể tích chất hấp phụ cần thiết để tạo một lớp đơn phân tử chất bị hấp

- C là hằng số BET.

10 00

B

phụ trên bề mặt một gam chất ở áp suất cân bằng P.

A

- V/Vm =  được gọi là phần bề mặt bị hấp phụ.

-H

Ó

Phương pháp BET nói chung có thể áp dụng để xác định bề mặt riêng của tất

Ý

cả chất rắn, miễn là áp suất tương đối P/P0 nằm trong khoảng 0,05-0,3 và hằng số C >

-L

1. Phương pháp BET xác định diện tích bề mặt được đo trên máy tristar 3000

ÁN

Micromesitics tại Bộ môn Hóa ly -Khoa Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội.

IỄ N

Đ

ÀN

TO

1.9.8. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV-Vis

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Nguyên tắc của phương pháp này là sử dụng phương trình BET ở dạng sau:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

(BET) được ứng dụng rất phổ biến để xác định bề mặt riêng của các chất hấp phụ rắn.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

Hiện nay phương pháp đo diện tích bề mặt riêng Brunauer-Emmet-Teller

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

U

1.9.7. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng

Nguyên tắc: Để xác định một cấu tử X nào đó, ta chuyển nó thành hợp chất có

khả năng hấp thụ ánh sáng rồi đo sự hấp thụ ánh sáng của nó và suy ra hàm lượng chất cần xác định.

Cơ sở của phương pháp là định luật hấp thụ ánh sáng Bouguer-Lambert-Beer.

Biểu thức của định luật có dạng: A=lg

Io = lC I

(1.12)

28

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Trong đó: A là độ hấp thụ quang của phân tử l là bề dày của dung dịch ánh sáng đi qua.

Io, I lần lượt là cường độ của ánh sáng đi vào và ra khỏi dung dịch.

H

Ơ

 là hệ số hấp thụ quang phân tử, nó phụ thuộc vào bản chất của

N

C là nồng độ chất hấp thụ ánh sáng trong dung dịch.

N

chất hấp thụ ánh sáng và bước sóng của ánh sáng tới ( = f()).

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

những yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch (bước sóng của ánh sáng tới, sự pha loãng dung dịch, pH của dung dịch, sự có mặt của các ion lạ) nên đồ

TR ẦN

thị trên không có dạng đường thẳng với mọi giá trị của nồng độ. Khi đó biểu thức trên có dạng:

B

A= k l(Cx)b

10 00

Trong đó:

(1.14)

A

Cx nồng độ chất hấp thụ ánh sáng trong dung dịch.

-H

Ó

K hằng số thực nghiệm. b: hằng số có giá trị 0b≤1. Nó là một hệ số gắn liền với nồng độ Cx.

-L

Ý

Khi Cx nhỏ thì b = 1, khi Cx lớn thì b < 1.

ÁN

Đối với một chất phân tích trong một dung môi xác định và trong một cuvet có

IỄ N

Đ

ÀN

TO

bề dày xác định thì  = const và l = const. Đặt K = kl ta có: A= KCb

(1.15)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

thì đường biểu diễn A = f(C) phải có dạng y = ax là một đường thẳng. Tuy nhiên, do

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Đ ẠO

Do đó nếu đo A tại một bước sóng  nhất định với cuvet có bề dày l xác định

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

(1.13)

TP

A= f(, l, C)

.Q

dày dung dịch và nồng độ chất hấp thụ ánh sáng.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

U

Y

Như vậy, độ hấp thụ quang A là một hàm của các đại lượng: bước sóng, bề

Với mọi chất có phổ hấp thụ phân tử vùng Uv-Vis, thì luôn có một giá trị nồng

độ Co xác định, sao cho: Khi Cx< Co thì b = 1 và quan hệ giữa độ hấp thụ quang A và nồng độ Cx là tuyến tính.

Khi Cx> Co thì b < 1 (b tiến dần về 0 khi Cx tăng) và quan hệ giữa độ hấp thụ quang A và nồng độ Cx là không tuyến tính.

29

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Phương trình (1.11) là cơ sở để định lượng các chất theo phép đo phổ hấp thụ phân tử UV-Vis. Trong phân tích người ta chỉ sử dụng vùng nồng độ tuyến tính giữa A và C, vùng tuyến tính này rộng hay hẹp phụ thuộc vào bản chất hấp thụ quang của

H

Ơ

nhạy tức giá trị  của chất đó càng lớn thì giá trị nồng độ giới hạn Co càng nhỏ và

N

mỗi chất và các điều kiện thực nghiệm, với các chất có phổ hấp thụ UV-Vis càng

N

vùng nồng độ tuyến tính giữa A và C càng hẹp.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

sử dụng máy quang phổ hấp thụ phân tử UV 1700 (Shimadzu - Nhật Bản) tại Khoa Hoá học - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên. Nghiên cứu đánh giá khả

G N

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

thông Quốc lập, Đài Loan.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

V-670 Absorption Spectrometer tại Khoa Khoa học và Kĩ thuật Vật liệu, Đại học giao

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

năng quang xúc tác phân hủy metylen xanh được tiến hành trên máy quang phổ Jasco

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Trong nghiên cứu này phổ hấp thụ cho nghiên cứu khả năng hấp phụ Cr (VI)

30

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 2

THỰC NGHIỆM

N

2.1. Dụng cụ, hóa chất

H

Ơ

2.1.1. Dụng cụ

N

 Cân điện tử 4 số Mettler Toledo – Thụy Sỹ.

TR ẦN

2.1.2. Hóa chất

N

 Bình định mức, pipet, cốc thủy tinh...

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

 Bể rửa siêu âm Ultrasons H-D, Selecta Tây Ban Nha

Nước cất hai lần, cồn tuyệt đối (>99%), K2Cr2O7, ZnSO4.7H2O, NaOH, 1,5-

10 00

2.2. Chế tạo vật liệu nano ZnO

B

điphenylcarbazide, KOH, metylen xanh. Tất cả hóa chất đều có độ tinh khiết PA.

A

Nhỏ từ từ 180 mL dung dịch NaOH 0,3M vào 180 mL dung dịch Zn(NO3)2

-H

Ó

0,15M đựng trong cốc thủy tinh đặt trong bể rửa siêu âm (tần số 40 kHz, công suất

300 W). Nhiệt độ của phản ứng được duy trì xung quanh 300C và được theo dõi bằng

-L

Ý

1 cặp nhiệt độ trong suốt quá trình phản ứng. Để phản ứng đồng đều, dung dịch được

ÁN

khuấy nhẹ với thời gian là 2 phút/lần. Sau 180 phút lượng NaOH được sử dụng hết,

TO

dung dịch trong cốc được rung siêu âm thêm 15 phút. Kết tủa thu được sau quá trình trên có màu trắng đục được lọc bởi màng lọc giấy sử dụng bơm chân không, sau đó

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

 Máy ly tâm Thettech Rotofix 32A, Đức.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

 Máy khuấy từ gia nhiệt PC-420D, Mexico.

.Q

 Máy lọc hút chân không Advancetee, AS -25, Nhật Bản.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

 Tủ sấy DZ-2A II (Trung Quốc).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

 Máy đo pH Lutron pH 201 (Đài Loan).

D

IỄ N

Đ

ÀN

được rửa nhiều lần bằng nước cất hai lần cho đến môi trường trung tính. Kết tủa sau khi lọc được sấy trong tủ sấy ở 800C trong 48 giờ. Vật liệu thu được dạng bột màu trắng và được ký hiệu là UZN. Vật liệu ZnO không chịu tác động của rung siêu âm cũng được chế tạo tương tự bằng cách nhỏ từ từ 180 mL dung dịch NaOH 0,3M vào 180 mL dung dịch

Zn(NO3)2 0,15M đựng trong cốc thủy tinh. Dung dịch trong cốc được khuấy bằng 31

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

máy khuấy từ, tốc độ khuấy 400 vòng / phút, thời gian khuấy 180 phút. Kết tủa thu được sau quá trình trên có màu trắng đục được lọc bởi màng lọc giấy sử dụng bơm chân không, sau đó được rửa nhiều lần bằng nước cất hai lần cho đến môi trường

H

Ơ

được dạng bột màu trắng và được ký hiệu là ZN. Hình 2.1 và 2.2 là ảnh minh họa cho

N

trung tính. Kết tủa sau khi lọc được sấy trong tủ sấy ở 800C trong 48 giờ. Vật liệu thu

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

Hình 2.1: Ảnh chụp quá trình chế tạo vật liệu ZN không sử dụng siêu âm

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

việc chế tạo các vật liệu ZN và UZN.

Hình 2.2: Ảnh chụp quá trình chế tạo vật liệu UZN sử dụng siêu âm

32

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.3. Khảo sát đặc điểm bề mặt, cấu trúc, thành phần hóa học của vật liệu nano ZnO Đặc điểm bề mặt, hình thái học của vật liệu ZN và UZN được xác định thông

Ơ

trúc vật liệu được phân tích phương giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ tán xạ Raman.

N

qua phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Cấu

N

H

Thành phần vật liệu được phân tích bằng phương pháp tán xạ năng lượng tia X

N

G

Từ dung dịch gốc của Cr(VI) có nồng độ 1000 mg/L pha thành các nồng độ: 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0 mg/L.Cho mỗi cốc chứa dung dịch Cr(VI) hỗn hợp thuốc

H Ư

TR ẦN

thử gồm 0,5 mL dung dịch H2SO4 98%; 0,1 mL H3PO4 và 2mL thuốc thử 1,5điphenylcarbazide, thu được dung dịch phức chất màu tím đỏ. Định mức trong bình

B

định mức thể tích 25mL, sau đó đo độ hấp thụ quang A của dãy dung dịch trên ở

10 00

bước sóng 540nm.

Ó

-H

bảng 2.1 và hình 2.3.

A

Kết quả xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Cr(VI) được trình bày trong

Tên mẫu

Nồng độ (mg/L)

Abs

Mẫu trắng

0,0

0,000

Mẫu 1

1,0

0,1371

Mẫu 2

2,0

0,3127

Mẫu 3

3,0

0,4369

Mẫu 4

4,0

0,5426

Mẫu 5

5,0

0,6833

Mẫu 6

6,0

0,7987

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

Bảng 2.1: Số liệu xây dựng đường chuẩn Cr(VI)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

2.4. Lập đường chuẩn xác định nồng độ Cr(VI)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

pháp BET.

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

phương pháp phổ hồng ngoại FT-IR. Diện tích bề mặt được xác định bằng phương

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

(EDX). Các nhóm chức bề mặt, các liên kết trong vật liêu được nghiên cứu bằng

33

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

TR ẦN

Cho vào một loạt 7 bình tam giác (dung tích 50 mL) 25 mL dung dịch NaCl 0,1M. Giá trị pH ban đầu của dung dịch (pHi) được điều chỉnh nằm trong khoảng 2

B

đến 12 bằng HCl 0,1 M hay NaOH 0,1 M. Cho vào mỗi bình tam giác trên một lượng

10 00

0,05 gam vật liệu UZN, đậy kín và lắc bằng máy lắc trong 48 giờ. Sau đó, để lắng và lọc bằng giấy lọc, đo lại các giá trị pH gọi là pHf. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ khác

Ó

A

nhau giữa các giá trị pH ban đầu và sau cùng (ΔpH = pHf - pHi) theo pHi là đường

-H

cong cắt trục hoành tại ΔpH = 0 cho ta giá trị pH đẳng điện.

-L

Ý

2.6. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ Cr(VI) của UZN theo

ÁN

phương pháp hấp phụ tĩnh 2.6.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH

TO

Lấy các bình eclen có dung tích 100mL, mỗi bình chứa khoảng 0,06g vật liệu

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

2.5. Xác định điểm đẳng điện của UZN

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Hình 2.3: Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ Cr(VI)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

D

IỄ N

Đ

ÀN

UZN và 50mL dung dịch Cr(VI) có nồng độ đầu là 35,89 mg/L (đã được xác định chính xác nồng độ). Dùng dung dịch NaOH 0,1M và H2SO4 0,1M để điều chỉnh pH của các dung dịch đến các giá trị tương ứng là: 1,023; 2,034; 3,092; 4,050; 5,071; 6,045; 7,034; 8,082. Tiến hành lắc trên máy lắc với thời gian 180 phút, ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Sau đó xác định lại nồng độ của Cr(VI) trong dung dịch sau khi hấp phụ ứng với các giá trị pH khác nhau.

34

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.6.2. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ Chuẩn bị các bình eclen có dung tích 100 mL, cho vào mỗi bình eclen khoảng

xác định chính xác nồng độ). Lắc đều trong thời gian 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210,

H

Ơ

240 phút, ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) có pH=3, với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Xác định

N

0,06g vật liệu UZN 50 ml dung dịch Cr(VI) có nồng độ đầu là 46,98mg/L (đã được

Y

N

nồng độ của Cr(VI) trong dung dịch sau khi hấp phụ ứng với các khoảng thời gian

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

2.6.3. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vật liệu

G

mỗi bình eclen 50 mL dung dịch Cr(VI) có nồng độ là 46,98 mg/L (đã được xác định

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

chính xác nồng độ) có pH = 3,0; thời gian lắc 180 phút, ở nhiệt độ phòng (~ 25oC)

TR ẦN

với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Xác định nồng độ của Cr(VI) trong dung dịch sau khi hấp phu ứng với các khối lượng vật liệu khác nhau.

2.6.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ

10 00

B

Chuẩn bị 3 bình eclen có dung tích 100ml, cho vào mỗi eclen 30 ml dung dịch Cr(VI) có nồng độ 53,44 mg/L, có pH bằng 3. Sử dụng máy khuấy từ gia nhiệt điều

Ó

A

chỉnh nhiệt độ của mỗi bình tương ứng là 299K, 303K, 313K, 323K (±1K) tiếp đó

-H

cho vào mỗi eclen 0,06g vật liệu UZN, khuấy trong thời gian 180 phút, tốc độ khuấy

Ý

200 vòng/phút. Xác định nồng độ của Cr(VI) trong dung dịch sau khi hấp phụ ứng với

-L

các nhiệt độ khảo sát khác nhau.

TO

ÁN

2.6.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu Chuẩn bị các eclen có dung tích 100ml, cho vào mỗi eclen khoảng 0,06g vật

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

lượt là: 0,01g; 0,02g; 0,03g; 0,04g; 0,05g; 0,06g; 0,07g; 0,08g; 0,09g. Cho tiếp vào

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Cân vật liệu UZN vào mỗi bình eclen có dung tích 100mL với khối lượng lần

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

khảo sát khác nhau.

D

IỄ N

Đ

ÀN

liệu UZN và 25 mL dung dịch ion Cr(VI) có nồng độ khác nhau: 10,02 mg/L; 25,66 mg/L; 51,42 mg/L; 75,13 mg/L; 105,94 mg/L; 12187 mg/L; 150,58 mg/L; 205,18 mg/L; 259,47 mg/L; 275,57 mg/L (đã được xác định chính xác nồng độ) và có giá trị pH khoảng 3,0; lắc trong thời gian 180 phút, ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ lắc 200 vòng/phút. Xác định nồng độ của Cr(VI) trong dung dịch sau khi hấp phụ ứng với các nồng độ khảo sát khác nhau.

35

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.7. Nghiên cứu hiệu ứng quang xúc tác xử lý metylen xanh của vật liêu UZn Để đánh giá tính chất quang xúc tác của vật liệu chế tạo, phép đo quang xúc tác phân hủy metylen xanh được thực hiện sử dụng hệ quang xúc tác và máy đo quang

N

phổ hấp thụ UV-Vis tại Phòng thí nghiệm Jih-Perng Leu’s Lab tại Khoa Khoa học và

ảnh nhỏ hiển thị cường độ sáng

TO

2.7.1. Lập đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh

D

IỄ N

Đ

ÀN

Tiến hành lập đường chuẩn xác định metylen xanh theo các bước sau:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

-L

Hình 2.4: Ảnh chụp hệ quang xúc tác phân hủy metylen xanh,

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

Kĩ thuật Vật liệu, Đại học giao thông Quốc lập, Đài Loan.

- Cân chính xác 0,025g metylen xanh trên cân điện tử 4 số Precisa XT 120A -

Switland (Thụy Sỹ).

- Pha lượng chất metylen xanh trên vào bình định mức 500mL ta được dung dịch gốc có nồng độ 50 mg/L

.

- Từ dung dịch gốc trên pha thành các dung dịch có nồng độ 10,0mg/L; 8,0mg/L; 5,0mg/L; 4,0mg/L; 1,5mg/L; 1,0mg/L; 0,5mg/L.

36

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Đo độ hấp thụ quang của các dung dịch trên ở bước sóng   665nm, pH=7 theo thứ tự: mẫu trắng, dung dịch có nồng độ từ thấp đến cao. Kết quả được ghi ở bảng 2.2 và hình 2.5.

N

Bảng 2.2. Kết quả đo độ hấp thụ quang dung dịch metylen xanh

H

Ơ

với các nồng độ khác nhau 0

0,5

1

1,5

4

5

8

10

Abs

0,00

0,0620

0,1440

0,2389

0,7267

0,8984

1,4069

ÁN

Chuẩn bị các eclen có dung tích 100ml, cho vào mỗi eclen 70mg vật liệu UZN

TO

và 50 mL dung dịch metylen xanh có nồng độ 24,31 mg/L (đã được xác định chính

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ý

-L

2.7.2. Ảnh hưởng thời gian chiếu

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Hình 2.5: Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ metylen xanh

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

1,6854

.Q

U

Y

N

C(mg/L)

D

IỄ N

Đ

ÀN

xác nồng độ) và có giá trị pH 6; khuấy đều bằng máy khuấy từ trong bóng tối 60 phút ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ khuấy 400 vòng/phút. Sau đó, chiếu sáng bằng đèn Xenon 300W (ánh sáng giả mặt trời), với cường độ ánh sáng 56000 lux, cường độ tia UV= 2748 μW/Cm2, thời gian chiếu sáng là 0, 30, 60, 90, 120, 150 phút. Đem dung dịch sau khi chiếu sáng li tâm với tốc độ 4000 rpm, xác định nồng độ metylen xanh còn lại. Hiệu suất phân hủy màu metylen xanh được tính theo công thức sau:

37

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

H=

Trong đó:

C0 -Ct .100 C0

C0: Nồng độ metylen xanh tại thời điểm ban đầu t=0.

N

Ct: Nồng độ metylen xanh tại thời điểm khảo sát.

Ơ

2.7.3. Ảnh hưởng của lượng chất xúc tác UZN

N

H

Chuẩn bị các eclen có dung tích 100ml, cho vào mỗi eclen 50, 70 mg vật liệu

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

chính xác nồng độ) và có giá trị pH 6; khuấy đều bằng máy khuấy từ trong bóng tối

TP

60 phút ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ khuấy 400 vòng/phút. Sau đó, chiếu

N

metylen xanh còn lại.

TR ẦN

2.7.4. Ảnh hưởng của nồng độ metylen xanh

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Đem dung dịch sau khi chiếu sáng li tâm với tốc độ 4000 rpm, xác định nồng độ

Chuẩn bị các eclen có dung tích 100mL, cho vào mỗi eclen 50 mg vật liệu

10 00

B

UZN và 50 mL dung dịch metylen xanh có nồng độ 12,54; 24,31 mg/L (đã được xác định chính xác nồng độ) và có giá trị pH 6; khuấy đều bằng máy khuấy từ trong bóng

A

tối 60 phút ở nhiệt độ phòng (~ 25oC) với tốc độ khuấy 400 vòng/phút. Sau đó, chiếu

-H

Ó

sáng bằng đèn Xenon 300W (ánh sáng giả mặt trời), với cường độ ánh sáng 56000

Ý

lux, cường độ tia UV= 2748 μW/Cm2, thời gian chiếu sáng là 120 phút. Đem dung

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

còn lại.

-L

dịch sau khi chiếu sáng li tâm với tốc độ 4000 rpm, xác định nồng độ metylen xanh

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

lux, cường độ tia UV= 2748 μW/Cm2, thời gian chiếu sáng là 0, 30, 60, 90, 120 phút.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

sáng bằng đèn Xenon 300W (ánh sáng giả mặt trời), với cường độ ánh sáng 56000

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

UZN và 50 mL dung dịch metylen xanh có nồng độ 24,31 mg/L (đã được xác định

38

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Chương 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

H

Ơ

Kết quả khảo sát đặc điểm hình thái bề mặt của vật liệu ZN và UZN được chỉ

N

3.1. Đặc điểm hình thái bề mặt, cấu trúc, thành phần vật liệu nano ZnO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

Hình 3.1: Ảnh SEM của vật liệu ZN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

ra trên hình 3.1 đến 3.3.

Hình 3.2: Ảnh SEM của vật liệu UZN

39

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

D

IỄ N

Đ

ÀN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

Hình 3.3: Ảnh TEM của ZN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hình 3.4: Ảnh TEM của UZN Hình 3.1 và 3.3 là ảnh SEM và TEM của vật liệu ZN chế tạo thông qua phản

ứng kết tủa có và không có hỗ trợ của siêu âm. Kết quả cho thấy vật liệu ZN khi không có siêu âm có hình thái học dạng các tấm, kích thước khá lớn xung quanh 0,6 µm đến 2 µm. Tuy nhiên, phản ứng kết tủa tạo UZN diễn ra dưới tác động của siêu

40

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

âm làm thay đổi hình thái học vật liệu UZN rõ rệt, chuyển từ dạng tấm dầy sang dạng các hạt kích thước nano, xung quanh 20-60 nm đi kèm thay đổi cả cấu trúc vật liệu thu được như chỉ ra ở kết quả khảo sát XRD. Cụ thể, giản đồ XRD của vật liệu UZN

H

Ơ

66,41; 67,93; 69,08; 72,54 và 76,850 tương ứng các mặt phản xạ (100), (002), (101),

N

cho thấy các giá trị tại các giá trị góc 2 ~ 31,77; 34,40; 36,22; 47,61; 56,58; 62,85;

N

(102), (110), (103), (200), (112), (201), (004), và (202) tướng ứng với cấu trúc lục

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

ZnO. Trong khi đó giản đồ XRD của vật liệu ZN lại tồn tại ở dạng vô định hình. Điều này cho thấy rung siêu âm đóng một vai trò quan trọng trong sự hình thành tinh thể

ÁN

Hình 3.5: Giản đồ XRD của UZN (đen) và ZN (màu đỏ)

Để kiểm tra thêm, phổ tán xạ Raman của mẫu vật liệu UZN được thực hiện.

TO

Kết quả cho thấy, phổ Raman của mẫu vật liệu UZN xuất hiện các đỉnh đặc trưng cho

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

và tác động lên đặc tính hình thái học của vật liệu nhận được.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

giác wurtzite của ZnO [2,9]. Đây là cấu trúc quyết định tính chất quang xúc tác của

D

IỄ N

Đ

ÀN

các vật liệu ZnO tại các số sóng 332 cm-1, 381 cm-1, 436 cm-1, 583 cm-1 tương ứng với các mode dao động 2E2(M), A1(TO), 2E2 (high) và E(LO) [42]. Chất lượng mẫu UZN được đánh giá thêm bởi phổ tán xạ năng lượng EDX (Hình 3.6) ở đó chỉ có các peak hấp thụ đặc trưng cho nguyên tử Zn trong mẫu tại 1,0; 8,7 KeV và peak tại 0,45 KeV đặc trưng cho nguyên tử O và không xuất hiện các peak hấp thụ khác, cho thấy oxit nano ZnO chế tạo được bằng phương pháp hóa siêu âm có độ tinh khiết cao.

41

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Phân tích phổ FT-IR là phương pháp tốt để nghiên cứu các nhóm chức và liên

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 3.7: Giản đồ EDX của vật liệu UZN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Hình 3.6: Phổ tán xạ Raman của vật liệu UZN và ZN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

D

IỄ N

Đ

ÀN

kết hóa học trong vật liệu. Vì vậy chúng tôi tiến hành đo phổ FT-IR của vật liệu UZN với thang đo từ 500 - 4000 cm-1 tại nhiệt độ phòng. Kết quả được trình bày trên hình 3.8. Từ hình 3.8 chỉ ra rằng có các vân phổ tại số sóng 470,63 cm-1, 520,78 cm-1 đặc trưng cho liên kết Zn-O. Diện tích bề mặt riêng của vật liệu ZN và UZN được trình bày trong bảng 3.1 và được trình bày chi tiết trong phần phụ lục.

42

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.1: Diện tích bề mặt riêng của vật liệu ZN, UZN

UZN

3,7450

20,0172

H

Ơ

Tính theo BET (m2/g)

ZN

N

Vật liệu

Diện tích bề mặt riêng (S)

N

Vật liệu UZN chế tạo bằng phương pháp rung siêu âm có dạng các hạt kích

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

này đã làm thay đổi đáng kể diện tích bề mặt riêng của UZN. Cụ thể khi ZnO chế tạo

G

Các kết quả từ ảnh SEM, TEM, giản đồ XRD, phổ tán xạ năng lượng EDX,

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

phổ hồng ngoại FT-IR, phổ Raman, đo diện tích bề mặt riêng BET của vật liệu UZN cho phép chúng tôi kết luận đã chế tạo thành công vật liệu nano ZnO dạng hạt, kích

TR ẦN

thước cỡ 20 - 60 nm bằng phương pháp hóa siêu âm. Vật liệu UZN chế tạo được có

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

khả năng ứng dụng làm chất hấp phụ và có tính chất quang xúc tác.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

âm diện tích bề mặt riêng tăng lên là 20,0172 m2/g.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

không có rung siêu âm diện tích bề mặt riêng là 3,7450 m2/g, nhưng khi có rung siêu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

thước nano, độ xốp cao dẫn đến tiềm năng ứng dụng để làm chất hấp phụ, chính điều

43

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

IỄ N

D

ÀN

Đ

http://daykemquynhon.ucoz.com

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

A

Ó

-H B

10 00 TR ẦN G

N

H Ư

Đ ẠO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ý

-L

TP

Y

U

.Q

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

TO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

Ơ

H

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Hình 3.8: Phổ FT-IR của vật liệu UZn

44

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

3.2. Xác định điểm đẳng điện của vật liệu UZN Kết quả xác định điểm đẳng điện của vật liệu UZN được chỉ ra ở bảng 3.2 và hình 3.9.

2,08

1,84

0,24

3,046

5,46

-2,414

4,015

7,026

-3,011

5,072

7,17

-2,098

6,085

7,197

7,06

7,215

8,041

7,283

9,081

7,948

10,05

8,642

11,061

9,325

12,075

11,483

N

ΔpH = pHi - pHf

Ơ

pHf

TR ẦN

H Ư

N

G

0,758 1,133 1,408 1,736 0,592

D

10 00 A Ó -H Ý -L ÁN TO

IỄ N

Đ

ÀN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-0,155

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

-1,112

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

.Q

U

Y

N

H

pHi

B

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bảng 3.2: Kết quả xác định điểm đẳng điện của vật liệu UZn

Hình 3.9: Đồ thị xác định điểm đẳng điện của vật liệu nano UZN Nhận xét: Từ kết quả ở hình 3.9 cho ta thấy điểm giao nhau giữa đường cong với tọa độ tại đó mà ∆pH=0 là 7,12. Vậy điểm đẳng điện (pI) của vật liệu nano UZN là 7,12. Điều này cho thấy khi pH < pI thì bề mặt vật liệu UZN tích điện dương, khi pH > pI thì bề mặt vật liệu UZN tích điện âm.

45

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

3.3. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ ion Cr(VI) của UZN theo phương pháp hấp phụ tĩnh 3.3.1. Ảnh hưởng của pH

H

Ơ

pH của môi trường dẫn đến sự thay đổi về bản chất của chất bị hấp phụ, các nhóm

N

Quá trình hấp phụ bị ảnh hưởng rất nhiều bởi pH của môi trường. Sự thay đổi

N

chức bề mặt, thế oxy hóa khử, dạng tồn tại của hợp chất đó. Vì vậy, pH luôn là yếu tố

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

nay. Việc xác định được khoảng pH nhất định cho một quá trình nào đó để đạt hiệu quả

TP

cao nhất là không thể thiếu được. Kết quả được thể hiện trên bảng 3.3 và hình 3.10.

1,023

35,89

17,13

2,034

35,89

6,97

3,092

35,89

4,02

4,05

35,89

5,071

35,89

6,045

35,89

7,034

35,89

8,082

35,89

52,27

29,92

80,58

31,87

88,80

6,92

28,97

80,72

9,31

27,58

74,06

13,63

22,26

62,02

19,79

16,1

44,46

25,42

10,47

29,17

TR ẦN

H Ư

N

18,76

B

10 00

A

Ó

H%

Ý -L ÁN TO

D

IỄ N

Đ

ÀN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

q(mg/g)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

C0(mg/L)

G

pH

-H

http://daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI) của vật liệu UZN

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

đầu tiên và quan trọng ảnh hưởng tới tất cả các quá trình xử lý môi trường nước hiện

Hình 3.10: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ Cr(VI) của vật liệu UZN

46

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: Từ kết quả thu được ở bảng 3.3 và hình 3.10 cho ta thấy trong khoảng pH từ 1 đến 3 thì hiệu suất hấp phụ của ion Cr(VI) tăng, đạt giá trị cao nhất tại pH = 3; trong khoảng pH từ 3 đến 8 thì hiệu suất hấp phụ giảm. Sự ảnh hưởng của

Ơ

N

pH đến quá trình hấp phụ Cr(IV) của vật liệu UZN được giải thích như sau:

H

- Trong khoảng pH khảo sát khi giá trị pH tăng, nồng độ ion OH- cũng tăng

Y

N

dần, trong dung dịch lúc này sẽ xảy ra sự hấp phụ cạnh tranh giữa ion Cr(VI) mang

TP

dạng tồn tại của ion Cr(VI) ( HCrO-4 , CrO2-4 ) tại giá trị pH khác nhau là khác nhau.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

CrO2-4 khi ở cùng nồng độ hay việc loại bỏ Cr(VI) tại các giá trị pH thấp chủ yếu là

TR ẦN

do sự hấp phụ của HCrO-4 [28].

- Trong môi trường pH thấp, bề mặt của vật liệu UZN tích điện dương, trong

B

khi dạng tồn tại Cr(VI) chủ yếu là các anion HCrO-4 do đó xảy ra lực hút tĩnh điện

10 00

giữa bề mặt chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Sự hấp phụ ở môi trường pH thấp còn

A

được giải thích bởi cơ chế khử trực tiếp Cr (VI) thành Cr(III) theo phương trình sau:

-H

Ó

HCrO-4 +7H + +3e  Cr 3+ +4H 2O

Ý

- Khi pH tăng, sự có mặt của ion OH- gây ra tương tác tĩnh điện đẩy giữa

-L

chúng với các ion cromat và đicromat, làm cản trở quá trình hấp phụ các ion này lên

ÁN

bề mặt vật liệu UZN. Vì vậy, chúng tôi chọn pH=3,0 đối với sự hấp phụ Cr(VI) của

TO

vật liệu UZN cho các thí nghiệm tiếp theo.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

sang dạng CrO2-4 khi pH tăng. Vì vậy, sự hấp phụ dạng HCrO-4 thuận lợi hơn dạng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Trong khoảng pH từ 1- 6, Cr(VI) tồn tại chủ yếu ở dạng HCrO-4 sau đó chuyển dần

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

điện tích âm và ion OH- . Mặt khác giá trị năng lượng tự do quá trình hấp phụ các

D

IỄ N

Đ

ÀN

3.3.2 Ảnh hưởng của thời gian đối với khả năng hấp phụ ion Cr(VI) Hiệu quả sử dụng chất hấp phụ phụ thuộc vào tốc độ hấp phụ của chất tan từ

pha lỏng vào pha rắn, được đánh giá qua hiệu suất hấp phụ khi tiến hành trong những khoảng thời gian khác nhau. Từ đó xác định được thời gian tiếp xúc giới hạn và thời gian tiếp xúc tối ưu.

Kết quả được trình bày ở bảng 3.4 và hình 3.11.

47

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ

q (mg/g)

H%

10

46,98

34,64

12,36

26,31

30

46,98

28,01

18,97

40,38

60

46,98

23,69

23,29

49,57

90

46,98

20,68

26,30

Y

150

46,98

14,94

32,04

180

46,98

12,92

34,06

210

46,98

12,47

240

46,98

11,89

Đ ẠO

N

72,50

35,09

74,69

TR ẦN B 10 00 A Ó -H Ý -L ÁN TO ÀN

Hình 3.11: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI)

Đ IỄ N

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

73,48

G

34,52

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

64,20

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

55,98

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

N

Ccb (mg/L)

Ơ

C0(mg/L)

H

Thời gian (phút)

N

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

ion Cr(VI) của vật liệu nano UZN

của vật liệu UZN Nhận xét: Từ kết quả ở bảng 3.4 và hình 3.11 cho ta thấy trong khoảng thời gian khảo sát từ 10 ÷ 240 phút, hiệu suất hấp phụ của UZN đều tăng theo thời gian, đó là do cân bằng hấp phụ chưa được thiết lập. Từ 180 ÷ 240 phút hiệu suất hấp phụ

48

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

dần ổn định (quá trình hấp phụ đã đạt cân bằng). Do đó chúng tôi chọn thời gian 180 phút để tiến hành các nghiên cứu tiếp theo đối với sự hấp phụ ion Cr(VI) của UZN. 3.3.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UZN đến khả năng hấp phụ Cr(VI)

N

Kết quả được trình bày ở hình bảng 3.5 và hình 3.12.

H

Ccb

VLHP (g)

(mg/L)

(mg/L)

0,01

46,98

36,58

52,00

0,02

46,98

30,74

40,60

34,57

0,03

46,98

21,23

42,92

54,81

0,04

46,98

15,03

68,01

0,05

46,98

4,97

0,06

46,98

2,98

0,07

46,98

0,08

46,98

0,09

46,98

Y

C0

H%

36,67

93,66

2,91

31,48

93,81

3,83

26,97

91,85

23,89

91,55

B 10 00

3,97

D

Ó -H Ý -L ÁN TO

IỄ N

Đ

ÀN

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

89,42

TR ẦN

42,01

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

H Ư

N

39,94

22,14 MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

.Q

U

q(mg/g)

A

http://daykemquynhon.ucoz.com

Khối lượng

G

N

hấp phụ Cr(VI)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Ơ

Bảng 3.5: Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UZN đến hiệu suất

Hình 3.12: Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UZN đến hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI) Nhận xét: Từ bảng 3.5 và hình 3.12 cho ta thấy trong khoảng khối lượng vật liệu UZN khảo sát từ 0,01 ÷ 0,06g thì hiệu suất hấp phụ ion Cr(VI) tăng từ 22,14 ÷

49

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

93,66%, nhưng dung lượng hấp phụ lại giảm từ 52,00 đến 23,89mg/g. Hiệu suất

hấp phụ tăng khi khối lượng UZN tăng là do số lượng vị trí các trung tâm hấp

Ơ

lượng của UZN giảm. Chúng tôi nhận thấy rằng khi tăng khối lượng của vật liệu

N

phụ tăng, nhưng khối lượng ion kim loại đã bị hấp phụ trên một đơn vị trọng

H

UZN từ 0,06÷ 0,09g thì hiệu suất hấp phụ thay đổi chậm hơn và dung lượng hấp

Y

N

phụ giảm chậm hơn. Vì vậy chúng tôi lựa chọn khối lượng vật liệu là 0,06g cho các

Cr(VI) vào nhiệt độ

299

7,61

303

22,92

85,76

7,93

22,76

85,16

313

TR ẦN

H(%)

9,08

22,18

83,01

323

9,62

21,91

82,00

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

53,44

q (mg/g)

N

Ccb (mgL)

H Ư

T (K)

B

http://daykemquynhon.ucoz.com

C0 (mg/L)

G

Bảng 3.6: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ và dung lương hấp phụ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.6 và hình 3.12

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

3.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

thí nghiệm tiếp theo.

Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ Cr(VI) của UZN vào nhiệt độ Nhận xét: Từ bảng 3.6 và hình 3.13 ta thấy trong khoảng nhiệt độ nghiên cứu từ 299, 303, 313, 323K khi tăng nhiệt độ thì cả hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ 50

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

đều giảm. Điều này có thể giải thích như sau: Do hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt, cho nên khi tăng nhiệt độ cân bằng hấp phụ chuyển dịch theo chiều nghịch tức làm tăng nồng độ chất bị hấp phụ trong dung dịch và dẫn đến làm giảm hiệu suất và dung

N

lượng hấp phụ của quá trình hấp phụ. Điều này cho thấy quá trình hấp phụ Cr(VI) của

H

Ơ

vật liệu UZN là hấp phụ vật lý.

N

3.3.5. Ảnh hưởng của nồng độ đầu của Cr(VI)

.Q

Ccb/q(g/L)

H%

10,02

0,79

3,85

0,21

92,12

25,66

2,97

9,45

0,31

88,43

51,42

10,97

16,85

75,13

20,32

22,84

105,94

39,05

121,87

52,88

150,58

80,04

205,18

123,91

259,47 276,57

N

78,67

0,89

72,95

27,87

1,40

63,14

28,75

1,84

56,61

29,39

2,72

46,84

33,86

3,66

39,61

169,57

37,46

4,53

34,65

186,63

37,48

4,98

32,52

D

TR ẦN B

10 00

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

H Ư

0,65

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

q(mg/g)

G

Ccb(mg/L)

http://daykemquynhon.ucoz.com

C0(mg/L)

Đ ẠO

TP

hấp phụ của vật liệu UZN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ đầu của Cr(VI) đến dung lượng và hiệu suất

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.7 và hình 3.14.

Hình 3.14: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào nồng độ ban đầu của ion Cr(VI) Nhận xét: Từ kết quả thực nghiệm cho thấy khi tăng nồng độ Cr(VI) ban đầu thì hiệu suất hấp phụ giảm, dung lượng hấp phụ tăng. Trong khoảng nồng độ ban đầu

51

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

khảo sát từ 10,02  150,58 mg/L hiệu suất hấp phụ của vật liệu UZN giảm từ 92,12  38,87%. Điều này được giải thích như sau: Tốc độ hấp phụ tuân theo quy luật: vhp = khp.C (1- θ) (θ: Độ che phủ)

H

Ơ

tính. Tuy nhiên, giai đoạn này chỉ tồn tại ở 1 giai đoạn nhất định tùy thuộc vào bản

N

Ở nồng độ thấp (dung dịch loãng), 1- θ = const, khi C tăng thì vhp tăng tuyến

N

chất ion và chất hấp phụ. Sau đó, nếu tiếp tục tăng nồng độ thì vhp tăng không kể và

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

có thể giảm đi.

TP

Từ các kết quả thực nghiệm thu được khi khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp

N -H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Hình 3.16: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào

Ý

Hình 3.15: Đường đẳng nhiệt hấp

Ccb đối với Cr(VI) của vật liệu UZN

-L

phụ Langmuir của vật liệu UZN

ÁN

đối với ion Cr(VI)

Dung lượng hấp phụ cực đại qmax (mg/g)

39,370

Hằng số Langmuir b (L/g)

0,068

Đ

ÀN

TO

Bảng 3.8: Dung lượng hấp phụ cực đại qmax và hằng số Langmuir b

IỄ N D

G

bày ở bảng 3.8 và hình 3.15, 3.16.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

sát cân bằng hấp phụ theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir. Kết quả được trình

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

phụ, ảnh hưởng của nồng độ đầu đến dung lượng hấp phụ. Chúng tôi tiến hành khảo

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

đến một mức nào đó nếu tiếp tục tăng nồng độ hầu như không tăng nữa mà thậm chí

Nhận xét: Từ các kết quả thực nghiệm cho thấy mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir mô tả tốt sự hấp phụ ion Cr(VI) của vật liệu UZN, điều này được thể hiện qua hệ số tương quan của phương trình bằng 0,991 cho thấy mô hình đẳng nhiệt hấp phụ 52

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Langmuir là trùng hợp với các số liệu thực nghiệm. Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir thường được áp dụng cho quá trình hấp phụ đơn lớp, tất cả các tâm hấp phụ đều ở trạng thái cân bằng và bề mặt là đồng nhất, mỗi phân tử chỉ hấp phụ trên

H

Ơ

Từ giá trị b tính được ở bảng 3.8 và các giá trị C0 ở bảng 3.7 thay vào công

N

một tâm xác định và các phân tử bị hấp phụ tương tác với nhau.

N

thức: R L =1/(1+bC0 ) tính được các giá trị 0<RL<1. Như vậy quá trình hấp phụ của

Kết quả được trình bày trên bảng 3.9; 3.10; 3.11 và hình 3.17; 3.18.

q

(mg/L)

(phút)

(mg/ L)

(mg/ L)

30

7,39

16,12

60

5,53

17,98

H Ư

90

4,60

150

3,34

180

2,27

G

3,34

18,91

80,43

0,37

4,76

20,17

85,79

0,03

7,44

21,24

90,34

-

8,47

2,42

21,09

89,71

-

9,96

28,01

18,97

40,38

1,18

1,58

23,69

23,29

49,57

1,03

2,58

20,68

26,30

55,98

0,89

3,42

150

14,94

32,04

68,20

0,31

4,68

180

12,92

34,06

72,50

-

5,28

210

12,46

34,52

72,48

-

6,08

30

38,21

29,36

43,45

1,39

1,02

60

30,12

37,45

55,42

1,22

1,60

90

25,52

42,05

62,23

1,08

2,14

150

16,85

50,72

75,06

0,53

2,96

180

13,47

54.10

80,07

-

3,33

210

13,31

54,26

80,30

-

3,87

A Ó

-H 90

Ý -L

ÁN TO ÀN Đ

N

0,51

TR ẦN

76,48

60

IỄ N

(phút.g/mg) 1,86

30

67,57

t/q

0,71

210

46,98

log (qe-qt)

68,57

B

23,51

H%

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ccb

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Thời gian

Đ ẠO

C0

10 00

http://daykemquynhon.ucoz.com

Bảng 3.9: Số liệu khảo sát động học hấp phụ Cr(VI) của vật liệu UZN

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U TP

.Q

3.3.6. Động học quá trình hấp phụ Cr(VI) của vật liêu UZN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

Y

UZN đối với Cr(VI) là thuận lợi.

(“-“: không xác định) 53

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

IỄ N

D

ÀN

Đ

http://daykemquynhon.ucoz.com

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

A

Ó

-H B

10 00 TR ẦN G

N

H Ư

Đ ẠO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ý

-L

Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 1 đối với Cr(VI)

TP

Y

U

.Q

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

TO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

Ơ

H

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 2 đối với Cr(VI)

54

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.10: Một số tham số động học hấp phụ bậc 1 đối với Cr(VI) R1 2

k1| (phút-1)

qe,exp (mg/g)

qe,cal (mg/g)

23,51

0,9672

0,0168

21,24

28,52

46,98

0,9769

0,0166

34,06

44,40

67,57

0,9750

0,0129

54,10

7,34

N

H

Ơ

N

Nồng độ đầu (mg/L)

TP

0,9987

0,0028

21,24

22,68

0,03

46,98

0,9934

0,0005

42,56

41,67

0,01

67,57

0,9954

0,0004

65,36

0,09

G

N

54,10

(mg/g)

Nhận xét:

B

Từ bảng 3.10; 3.11 cho thấy: Các giá trị hệ số tương quan R2 trong phương

10 00

trình động học bậc 1 mô tả quá trình hấp phụ Cr(VI) của UZN khá lớn (R2> 0,967).

Tuy nhiên đối với quá trình hấp phụ Cr(VI) của UZN các giá trị hệ số tương quan R2

Ó

A

trong phương trình động học bậc 2 đều lớn hơn so với bậc 1 (R2> 0,99).

-H

Mặt khác, so sánh giá trị dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng tính theo

Ý

mô hình (qe,cal) và theo thực nghiệm (qe,exp) của UZN, ta thấy qe,cal theo mô hình động

-L

học bậc 2 sát với các giá trị thực nghiệm hơn.

ÁN

Bên cạnh giá trị R2 thì độ chính xác của phương trình động học bậc hai còn

TO

được xác định thông qua độ lệch chuẩn %∆q. Độ chính xác của phương trình được

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

23,51

(mg/g)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

%∆q

Đ ẠO

qe,cal

k2 (phút-1)

(mg/L)

http://daykemquynhon.ucoz.com

qe,exp

R2 2

H Ư

Nồng độ đầu

TR ẦN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bảng 3.11: Một số tham số động học hấp phụ bậc 2 đối với Cr(VI)

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

.Q

qe,cal : dung lượng hấp phụ cân bằng theo phương trình động học

Y

qe,exp : dung lượng hấp phụ cân bằng tính theo thực nghiệm

ÀN

xác định bằng độ lệch chuẩn %∆q theo công thức:

D

IỄ N

Đ

%Δq=100.

 [(q

e,exp

-q e,cal )/q e,exp ]2 n-1

n là số điểm dữ liệu nghiên cứu.

Kết quả tính toán giá trị %∆q ở bảng 3.11 có giá trị rất nhỏ. Vì vậy, có thể kết luận quá trình hấp phụ Cr(VI) của UZN tuân theo phương trình động học bậc hai biểu kiến của Lagergren.

55

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nếu quá trình hấp phụ tuân theo mô hình động học bậc hai biểu kiến của Lagergren thì năng lượng hoạt hóa quá trình hấp phụ có thể được xác định theo công thức: k2 = k0 exp(- Ea/RT) k2: hằng số tốc độ hấp phụ (g/mg.phút).

N H

Ơ

k0: hằng số tốc độ đầu.

N

Ea: năng lượng hoạt hóa (kJ/mol).

U

Y

R: hằng số khí.

k2 = h.exp(- Ea/RT) Từ đó:

N

G

Ea = RT (lnh - ln k2)

H Ư

Bảng 3.12: Giá trị năng lượng hoạt hóa quá trình hấp phụ Cr(VI) của UZN Nồng độ đầu (mg/L)

h

23,51

1,455

46,98

0,946

67,57

1,530

10 00

B

TR ẦN

k2 (g/mg.phút)

Ea (kJ/mol)

0,0028

14,713

0,0005

17,753

0,0004

19,409

A

Kết quả cho thấy, các giá trị năng lượng hoạt hóa quá trình hấp phụ Cr(VI) của

Ó

UZN đều nhỏ hơn 25 kJ/mol, như vậy về mặt lý thuyết thì quá trình hấp hấp phụ Cr(VI)

-H

của UZN là quá trình hấp phụ vật lý với sự khuếch tán ngoài đóng vai trò chính.

-L

Ý

3.3.7. Nhiệt động lực học quá trình hấp phụ Cr(VI) của vật liệu UZN

ÁN

Sự biến thiên năng lượng tự do (ΔG0), entanpy (ΔH0) và entropy (ΔS0) quá

IỄ N

Đ

ÀN

TO

trình hấp phụ Cr(VI) đã được tính toán bằng cách sử dụng các phương trình sau đây: q KD = e ; Ccb

ΔG = -RTlnK D ; 0

ΔG0 ΔH0 ΔS0 lnK D = =+ RT RT R

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

hấp phụ ban đầu khi qt/t tiến dần đến 0), do đó ta có:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Trong phương trình trên k2 có thể được thay bằng h (h = k2qe2 phản ánh tốc độ

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

T: nhiệt độ tuyệt đối (K).

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Trong đó:

Trong đó: KD là hằng số cân bằng.

- qe (mg/g) là dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng.

- Ccb (mg/L) là nồng độ của chất bị hấp phụ ở thời điểm cân bằng.

- R là hằng số khí (R = 8,314 J/mol.K).

- T là nhiệt độ (K).

56

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 3.13: Kết quả tính KD tại các nhiệt độ khác nhau

(mg/L)

(K)

1/T(K-1)

Ccb (mg/L)

q (mg/g)

H(%)

lnKD

0,0033

7,61

22,92

85,76

1,102

303

0,0033

7,93

22,76

85,16

1,054

313

0,0032

9,08

22,18

83,01

0,893

323

0,0031

9,62

21,91

82,00

H

Ơ

299

Y

.Q

U

0,823

-H

Bảng 3.14: Các thông số nhiệt động đối với quá trình hấp phụ Cr(VI)

Ý

T(K)

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

C0(mg/l)

53,44

∆G0(kJ/mol)

299

-2,740

303

-2,656

313

-2,324

323

-2,210

∆H0(KJ/mol)

∆S (KJ/mol.k)

-9,7216

-0,0234

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ó

A

Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lnKD vào 1/T của Cr(VI)

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

N

53,44

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

T

N

C0

Từ bảng kết quả thể hiện các thông số nhiệt động ta thấy: - Giá trị biến thiên năng lượng tự do (∆Go) thu được có giá trị âm điều này chứng tỏ quá trình hấp phụ Cr(VI) của UZN là quá trình tự xảy ra.

57

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Giá trị biến thiên năng lượng entanpi (∆Ho) thu được có giá trị âm cho thấy quá trình hấp phụ Cr(VI) của vật liệu UZN là quá trình tỏa nhiệt. entanpi. Sở dĩ như vậy là quá trình hấp phụ Cr(VI) trên UZN xảy ra theo cơ chế

H

Ơ

tương tác tĩnh điện nên tương tác tĩnh điện đóng vai trò quyết định dẫn đến yếu tố

N

- Quá trình hấp phụ Cr(VI) trên vật liệu UZN được thúc đẩy bởi yếu tố

N

entanpi thúc đẩy quá trình hấp phụ

.Q

Ó

A

Hình 3.20: Phổ UV-Vis quá trình quang xúc tác phân hủy metylen xanh

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

không sử dụng vật liệu UZN tại các thời gian khác nhau

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

Kết quả trình bày trên hình 3.20 và 3.21.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

3.4.1. Ảnh hưởng thời gian chiếu sáng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

3.4. Nghiên cứu hiệu ứng quang xúc tác xử lý metylen xanh của vật liêu UZN

Hình 3.21: Phổ UV-Vis quá trình quang xúc tác phân hủy metylen xanh sử dụng vật liệu UZN tại các thời gian khác nhau 58

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Từ kết quả trên hình 3.20 và 3.21 cho thấy phổ UV-Vis của cả mẫu MB có và không có vật liệu đều xuất hiện đỉnh hấp thụ đặc trưng của dung dịch metylen xanh

Ơ

vật liệu UZN dưới sự tác động của chiếu sáng, độ hấp thụ giảm mạnh. Điều này được

N

trong môi trường nước xung quanh vùng bước sóng 664nm. Tuy nhiên, khi sử dụng

H

giải thích như sau: Khi thời gian chiếu sáng tăng sẽ làm tăng khả năng tạo các gốc tự

Y

N

do có khả năng oxy hóa mạnh dẫn đến việc metylen xanh phân hủy càng nhiều.

Từ hình 3.22 cho thấy khi khối lượng UZN tăng từ 50 mg đến 70g thì hiệu

N

G

suất phân hủy metylen xanh tăng mạnh. Điều này được giải thích như sau: dưới tác

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

dụng của ánh sáng tử ngoại, các phân tử UZN đã được hoạt hóa và trở thành chất xúc

TR ẦN

tác hoạt động, tạo ra các gốc tự do có khả năng oxy hóa mạnh các hợp chất hữu cơ tạo ra các chất CO2 và H2O hoặc các phân tử đơn giản thứ cấp. Khi lượng UZN càng

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

metylen xanh mất màu nhiều hơn.

B

nhiều nó sẽ tạo ra nhiều gốc tự do có khả năng oxy hóa mạnh làm cho dung dịch

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

lượng vật liệu UZN được thể hiện trên hình 3.22.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Kết quả phân hủy metylen xanh của vật liệu UZN phụ thuộc vào khối lượng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

3.4.2. Ảnh hưởng của lượng chất xúc tác

Hình 3.22: Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu UZN đến khả năng phân hủy metylen xanh

59

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ metylen xanh Ảnh hưởng của nồng độ metylen xanh ban đầu đến quá trình quang xúc tác

Hình 3.23 cho thấy, trong khoảng 90 phút đầu, sự khác biệt là không nhiều,

A

nhưng sau khoảng 120 phút phản ứng thì hiệu suất phân hủy metylen xanh của nồng

-H

Ó

độ metylen xanh 12,54 mg/L đạt hiệu suất (78%) cao hơn so với nồng độ metylen xanh 24,31 mg/L (66%). Có thể giải thích như sau: ở nồng độ metylen xanh ban đầu

-L

Ý

cao, lượng tâm xúc tác cần để chuyển hóa lớn. Trong điều kiện thực hiện phản ứng ở

ÁN

đây, khối lượng chất phản ứng là như nhau nên khi nồng độ ban đầu cao hiệu suất sẽ

TO

nhỏ hơn khi số lượng tâm xúc tác đã bão hòa. Các kết quả trên có thể cho rằng vật

ÀN

liệu UZN có hoạt tính phân hủy thuốc nhuộm metylen xanh trong vùng ánh sáng nhìn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

10 00

B

phân hủy metylen xanh

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hình 3.23: Ảnh hưởng của nồng độ metylen xanh đến khả năng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

phân hủy metylen xanh của vật liệu UZN được mô tả trên hình 3.23.

D

IỄ N

Đ

thấy. Hiệu suất phân hủy thuốc nhuộm metylen xanh đạt khoảng 78% khi sử dụng UZN và khi chiếu đèn sau 120 phút.

Xử lý nước thải dệt nhuộm là một vấn đề lớn trong xử lý và bảo vệ môi trường nước. Trong thành phần nước thải dệt nhuộm, ngoài các chất màu thì thuốc nhuộm hoạt tính là rất khó phân hủy do có cấu trúc bền, xử lý bằng phương pháp vi sinh không hiệu quả. Trên thực tế công nghệ xử lý hiệu quả thuốc nhuộm thường sử dụng

60

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

xúc tác cho quá trình Fenton đồng thể với tác nhân oxi hóa là H2O2 sử dụng các vật liệu oxit hoặc vật liệu tổ hợp cấu trúc nano cho hiệu suất cao hơn. Tuy nhiên, quá trinh chế tạo các vật liệu trên thường phức tạp nhiều bước. Trong nghiên cứu này, vật

H

Ơ

suất và cải tiến, các nghiên cứu tiếp như tối ưu hóa công nghệ chế tạo mẫu, kết hợp

N

liệu của chúng tôi chế tạo được rất đơn giản và dễ sử dụng. Để có thể nâng cao hiệu

N

với các công nghệ xử lý khác như keo tụ điện, quang xúc tác hấp phụ kết hợp keo tụ

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

điện hóa hoăc tổ hợp với các vật liệu khác sẽ hứa hẹn cho nhiều kết quả tốt hơn.

61

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

KẾT LUẬN Dựa vào kết quả thực nghiệm, chúng tôi rút ra một số kết luận như sau: 1. Đã chế tạo thành công vật liệu nano ZnO dạng hạt với kích thước 20 - 60 nm

N

bằng phương pháp hóa siêu âm đi từ dung dịch NaOH và dung dịch Zn(NO3)2 ngay tại

Ơ

nhiệt độ phòng không cần chất hoạt động bề mặt và xử lý nhiệt với thời gian ngắn.

N

H

2. Đã xác định được đặc điểm bề mặt, cấu trúc, thành phần hóa học của vật

U

Y

liệu nano ZnO thông qua chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM), hiển vi điện tử truyền

G

5. Khảo sát được một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Cr(VI) theo

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

phương pháp hấp phụ tĩnh cho kết quả: + pH hấp phụ tốt nhất là 3,0.

TR ẦN

+ Thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 180 phút.

+ Trong khoảng khối lượng vật liệu hấp phụ đã khảo sát thì khối lượng vật liệu

B

tối ưu cho sự hấp phụ là 0,06g.

10 00

+ Khi tăng nhiệt độ từ 299 - 323K thì hiệu suất hấp phụ giảm. + Khi tăng nồng độ Cr(VI) trong khoảng nồng độ khảo sát thì hiệu suất hấp

Ó

A

phụ giảm, dung lượng hấp phụ tăng

-H

6. Xác định được dung lượng hấp phụ cực đại đối với Cr(VI), qmax= 39,37

Ý

mg/g. Quá trình hấp phụ Cr(VI) của vật liệu UZN tuân theo mô hình hấp phụ đẳng

-L

nhiệt Langmuir, tuân theo mô hình động học hấp phụ biểu kiến bậc 2.

ÁN

7. Quá trình hấp phụ Cr(VI) của UZN là quá trình hấp phụ vật lý (E a< 25

TO

kJ/mol), tự diễn biến và tỏa nhiệt.

8. Đã khảo sát một số yếu tố thời gian chiếu sáng, khối lượng UZN, nồng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

4. Diện tích bề mặt riêng của UZN là 20,0172 m2/g.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

3. Đã xác định được điểm đẳng điện của UZN bằng 7,12.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

ngoại (FTIR), phổ tán xạ Raman.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

qua (TEM), giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD), phổ tán xạ năng lượng (EDX), phổ hồng

D

IỄ N

Đ

ÀN

độ ban đầu của metylen xanh đến khả năng phân hủy metylen xanh của vật liệu UZN. Kết quả cho thấy vật liệu UZN có khả năng phân hủy khá tốt metylen xanh.

Việc sử dụng UZN để hấp phụ Cr(VI), quang xúc tác xử lý metylen xanh cho kết quả tốt. Các kết quả thu được sẽ là cơ sở cho định hướng nghiên cứu nhằm tìm kiếm ứng dụng UZN trong việc xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng, phẩm nhuộm hữu cơ.

62

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN [1]. Keomany Inthavong, Phùng Thị Oanh, Nguyễn Thành Trung, Nguyễn Thanh

H

Ơ

Chiến, Nguyễn Đắc Trung, Đặng Văn Thành (2017), “Facille one –step

N

Hải, Đặng Thị Hồng Phương, Đỗ Trà Hương, Trần Thị Đông, Nguyễn Văn

Y https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

The 8 International on Nanotechenology and application. pp 411-413.

N

synthesis of zinc oxide nanosheets by ultrasonic- assisted precipitation method”.

63

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt 1. Phùng Hồ và Phan Quốc Phô (2003), Giáo trình Vật lý bán dẫn, NXB Khoa học

Ơ

N

và Kỹ thuật, Hà Nội.

H

2. Võ Triều Khải (2014), Tổng hợp nano kẽm oxít có kiểm soát hình thái và một số

Y

N

ứng dụng, Luận án tiến sĩ, Đại học Khoa học Huế.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

siêu âm hóa học", Vietnam Journal of Chemistry, Tập 46(Số 1), tr. 30-34.

G

xanh", Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Tập 100(Số 2), tr. 147-151. và Kĩ thuật Hà Nội.

TR ẦN

6. Đào Đình Thức (1999), Hóa học đại cương, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.

7. Đặng Văn Thắng (2013), Tổng hợp nano ôxít kẽm và nghiên cứu khả năng ứng

B

dụng trong lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn thép, Luận văn thạc sĩ, Đại học Quốc

10 00

gia Hà Nội.

A

8. Cao Hữu Trượng và Hoàng Thị Lĩnh (2002), Hoá học thuốc nhuộm, NXB Khoa

Ó

học và Kỹ thuật Hà Nội.

-H

9. Nguyễn Văn Tú và Nguyễn Bá Cường (2016), "Tổng hợp nano ZnO sử dụng

-L

Ý

làm điện cực âm trong nguồn điện bạc-kẽm", VNU Journal of Science: Natural

ÁN

Sciences and Technology, Tập 32(Số 4), tr. 72-76.

10. Lê Văn Vũ (2004), "Giáo trình cấu trúc và phân tích cấu trúc vật liệu, dành cho

Đ

ÀN

TO

sinh viên thuộc chuyên ngành Vật lý Chất rắn", Khoa học Vật liệu Trường Đại

IỄ N D

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

5. Phạm Ngọc Nguyên (2004), Giáo trình kỹ thuật phân tích vật lí, NXB Khoa học

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

tổng hợp oxit nano ZnO và thử hoạt tính quang xúc tác phân hủy Metylen

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

4. Nguyễn Thị Tố Loan, Phạm Thu Hường và Vũ Thị Lụa (2012), "Nghiên cứu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

3. Nguyễn Khoái (2008), "Tổng hợp anatat kích thước nano bằng phương pháp

học Khoa Học Tự Nhiên, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội.

Tài liệu tiếng Anh 11. Anandan S., A. Vinu, T. Mori, N. Gokulakrishnan, P. Srinivasu, V. Murugesan and K.Ariga (2007), "Photocatalytic degradation of 2, 4, 6-trichlorophenol using lanthanum doped ZnO in aqueous suspension", Catalysis Communications, Vol. 8(9), pp. 1377-1382.

64

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

12. Bala N., S. Saha, M. Chakraborty, M. Maiti, S. Das, R. Basu and P. Nandy (2015), "Green synthesis of zinc oxide nanoparticles using Hibiscus subdariffa

diabetic activity", RSC Advances, Vol. 5(7), pp. 4993-5003.

H

Ơ

13. Banerjee P., S. Chakrabarti, S. Maitra and B. K. Dutta (2012), "Zinc oxide

N

leaf extract: effect of temperature on synthesis, anti-bacterial activity and anti-

Y

N

nano-particles-sonochemical synthesis, characterization and application for

TP

Đ ẠO

14. Behnajady M., N. Modirshahla and R. Hamzavi (2006), "Kinetic study on

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

15. Bhatte K. D., S.-I. Fujita, M. Arai, A. B. Pandit and B. M. Bhanage (2011), "Ultrasound assisted additive free synthesis of nanocrystalline zinc oxide",

TR ẦN

Ultrasonics sonochemistry, Vol. 18(1), pp. 54-58.

16. 16. Boeckler C., A. Feldhoff and T. Oekermann (2007), "Electrodeposited Zinc

10 00

B

Oxide/Phthalocyanine Films–An Inorganic/Organic Hybrid System with Highly Variable Composition", Advanced Functional Materials, Vol. 17(18), pp. 3864-3869.

A

17. Carneiro J. T., J. A. Moulijn and G. Mul (2010), "Photocatalytic oxidation of

-H

Ó

cyclohexane by titanium dioxide: Catalyst deactivation and regeneration", Journal of Catalysis, Vol. 273(2), pp. 199-210.

-L

Ý

18. Chen Y., Q. Qiao, Y. Liu and G. Yang (2009), "Size-controlled synthesis and

ÁN

optical properties of small-sized ZnO nanorods", The Journal of Physical

TO

Chemistry C, Vol. 113(18), pp. 7497-7502.

IỄ N

Đ

ÀN

19. Cimitan S., S. Albonetti, L. Forni, F. Peri and D. Lazzari (2009), "Solvothermal

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

Journal of Hazardous materials, Vol. 133(1), pp. 226-232.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

photocatalytic degradation of CI Acid Yellow 23 by ZnO photocatalyst",

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

85-93.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

.Q

U

photo-remediation of heavy metal", Ultrasonics sonochemistry, Vol. 19(1), pp.

synthesis and properties control of doped ZnO nanoparticles", Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 329(1), pp. 73-80.

20. Dai Z., K. Liu, Y. Tang, X. Yang, J. Bao and J. Shen (2008), "A novel tetragonal pyramid-shaped porous ZnO nanostructure and its application in the biosensing of horseradish peroxidase", journal of materials chemistry, Vol. 18(16), pp. 1919-1926.

65

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

21. Dai Z., G. Shao, J. Hong, J. Bao and J. Shen (2009), "Immobilization and direct electrochemistry of glucose oxidase on a tetragonal pyramid-shaped porous ZnO nanostructure for a glucose biosensor", Biosensors and Bioelectronics,

H

Ơ

22. Daneshvar N., D. Salari and A. Khataee (2004), "Photocatalytic degradation of

N

Vol. 24(5), pp. 1286-1291.

N

azo dye acid red 14 in water on ZnO as an alternative catalyst to TiO2", Journal

U

Y

of photochemistry and photobiology A: chemistry, Vol. 162(2), pp. 317-322.

24. Frederickson C. J., J.-Y. Koh and A. I. Bush (2005), "The neurobiology of zinc

G

in health and disease", Nature Reviews Neuroscience, Vol. 6(6), pp. 449-462.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

25. Ge C., C. Xie, M. Hu, Y. Gui, Z. Bai and D. Zeng (2007), "Structural characteristics and UV-light enhanced gas sensitivity of La-doped ZnO Materials

43-48.

Science

and

Engineering:

TR ẦN

nanoparticles",

B,

Vol.

141(1),

pp.

B

26. Gu B., C. Xu, G. Zhu, S. Liu, L. Chen and X. Li (2008), "Tyrosinase

10 00

immobilization on ZnO nanorods for phenol detection", The Journal of Physical Chemistry B, Vol. 113(1), pp. 377-381.

Ó

A

27. Hayashi H. and Y. Hakuta (2010), "Hydrothermal synthesis of metal oxide

-H

nanoparticles in supercritical water", Materials, Vol. 3(7), pp. 3794-3817.

Ý

28. Hu J., G. Chen and I. M. Lo (2005), "Removal and recovery of Cr (VI) from

-L

wastewater by magnetite nanoparticles", Water research, Vol. 39(18), pp. 4528-4536.

ÁN

29. Israr M. Q., J. R. Sadaf, M. Asif, O. Nur, M. Willander and B. Danielsson

TO

(2010), "Potentiometric cholesterol biosensor based on ZnO nanorods

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

properties", Applied physics letters, Vol. 82(7), pp. 1096-1098.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

"ZnO nanowires formed on tungsten substrates and their electron field emission

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

23. Dong L., J. Jiao, D. W. Tuggle, J. M. Petty, S. A. Elliff and M. Coulter (2003),

D

IỄ N

Đ

ÀN

chemically grown on Ag wire", Thin Solid Films, Vol. 519(3), pp.

1106-1109.

30. Kamalasanan M. and S. Chandra (1996), "Sol-gel synthesis of ZnO thin films", Thin Solid Films, Vol. 288(1-2), pp. 112-115.

31. Kandjani A. E., M. F. Tabriz and B. Pourabbas (2008), "Sonochemical synthesis of ZnO nanoparticles: The effect of temperature and sonication power", Materials Research Bulletin, Vol. 43(3), pp. 645-654.

66

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

32. Kim C., Y.-J. Kim, E.-S. Jang, G.-C. Yi and H. H. Kim (2006), "Whisperinggallery-modelike-enhanced emission from ZnO nanodisk", Applied physics letters, Vol. 88(9), pp. 093104 - 093104.

H

Ơ

introduction to thiol redox proteins in the endoplasmic reticulum and a review

N

33. Kruusma J., A. M. Benham, J. G. Williams and R. Kataky (2006), "An

N

of current electrochemical methods of detection of thiols", Analyst, Vol. 131(4),

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

34. Kumar R., G. Kumar, M. Akhtar and A. Umar (2015), "Sonophotocatalytic

35. 35. Kumar S. A., H.-W. Cheng and S.-M. Chen (2009), "Electroanalysis of Reactive

and

Functional

N

electrode",

Polymers,

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

ascorbic acid (vitamin C) using nano-ZnO/poly (luminol) hybrid film modified 69(6),

pp.

TR ẦN

364-370.

Vol.

36. Lei Y., X. Yan, J. Zhao, X. Liu, Y. Song, N. Luo and Y. Zhang (2011), "Improved glucose electrochemical biosensor by appropriate immobilization of

10 00

B

nano-ZnO", Colloids and surfaces B: Biointerfaces, Vol. 82(1), pp. 168-172.

37. Li Y.-F., Z.-M. Liu, Y.-L. Liu, Y.-H. Yang, G.-L. Shen and R.-Q. Yu (2006),

A

"A mediator-free phenol biosensor based on immobilizing tyrosinase to ZnO

-H

Ó

nanoparticles", Analytical biochemistry, Vol. 349(1), pp. 33-40.

Ý

38. Liu B. and H. C. Zeng (2003), "Hydrothermal synthesis of ZnO nanorods in the

-L

diameter regime of 50 nm", Journal of the American Chemical Society, Vol.

ÁN

125(15), pp. 4430-4431.

TO

39. Liu J., X. Huang, Y. Li, X. Ji, Z. Li, X. He and F. Sun (2007), "Vertically

D

IỄ N

Đ

ÀN

aligned 1D ZnO nanostructures on bulk alloy substrates: direct solution

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

and Compounds, Vol. 629, pp. 167-172.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

degradation of methyl orange using ZnO nano-aggregates", Journal of Alloys

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

pp. 459-473.

synthesis, photoluminescence, and field emission", The Journal of Physical Chemistry C, Vol. 111(13), pp. 4990-4997.

40. Liu Y.-L., Y.-H. Yang, H.-F. Yang, Z.-M. Liu, G.-L. Shen and R.-Q. Yu (2005), "Nanosized flower-like ZnO synthesized by a simple hydrothermal method and applied as matrix for horseradish peroxidase immobilization for electrobiosensing", Journal of inorganic biochemistry, Vol. 99(10), pp. 2046-2053.

67

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

41. Mazloomi F. and M. Jalali (2016), "Ammonium removal from aqueous solutions by natural Iranian zeolite in the presence of organic acids, cations and anions",

42. Mehrabian M., R. Azimirad, K. Mirabbaszadeh, H. Afarideh and M. Davoudian

H

Ơ

(2011), "UV detecting properties of hydrothermal synthesized ZnO nanorods",

N

Journal of Environmental Chemical Engineering, Vol. 4(1), pp. 240-249.

Y

N

Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, Vol. 43(6), pp. 1141-1145.

G

185, pp. 1-22.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

45. Ni Y.-H., X.-W. Wei, X. Ma and J.-M. Hong (2005), "CTAB assisted one-pot

TR ẦN

hydrothermal synthesis of columnar hexagonal-shaped ZnO crystals", Journal of crystal growth, Vol. 283(1), pp. 48-56.

46. Pankove J. I. (2012), "Optical processes in semiconductors", Courier

10 00

B

Corporation.

47. Rasmussen J. W., E. Martinez, P. Louka and D. G. Wingett (2010), "Zinc oxide

Ó

A

nanoparticles for selective destruction of tumor cells and potential for drug

-H

delivery applications", Expert opinion on drug delivery, Vol. 7(9), pp.

Ý

1063-1077.

-L

48. Sun X., J. Wang and A. Wei (2008), "Zinc oxide nanostructured biosensor for

ÁN

glucose detection", Journal of materials science & technology, Vol. 24(4), pp.

TO

649 - 656.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Synthesis, properties and applications", Chemical Engineering Journal, Vol.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

44. Moezzi A., A. M. McDonagh and M. B. Cortie (2012), "Zinc oxide particles:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Journal of Physical Chemistry B, Vol. 102(29), pp. 5566-5572.

.Q

U

43. Meulenkamp E. A. (1998), "Synthesis and growth of ZnO nanoparticles", The

D

IỄ N

Đ

ÀN

49. Tian Z. R., J. A. Voigt, J. Liu, B. Mckenzie and M. J. Mcdermott (2002), "Biomimetic arrays of oriented helical ZnO nanorods and columns", Journal of the American Chemical Society, Vol. 124(44), pp. 12954-12955.

50. Tripathy N., R. Ahmad, J. E. Song, H. A. Ko, Y.-B. Hahn and G. Khang (2014), "Photocatalytic degradation of methyl orange dye by ZnO nanoneedle under UV irradiation", Materials Letters, Vol. 136, pp. 171-174.

68

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

51. Vijayan B. K., N. M. Dimitrijevic, J. Wu and K. A. Gray (2010), "The effects of Pt doping on the structure and visible light photoactivity of titania nanotubes", The

Journal

of

Physical

Chemistry

C,

Vol.

114(49),

pp.

H

Ơ

52. Wei A., X. W. Sun, J. Wang, Y. Lei, X. Cai, C. M. Li, Z. Dong and W. Huang

N

21262-21269.

N

(2006), "Enzymatic glucose biosensor based on ZnO nanorod array grown by

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

123902. of

sandwich-like

graphene/ZnO

nanocomposites", Applied Surface Science, Vol. 256(9), pp. 2826-2830.

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

54. Yang Z., Z. Ye, B. Zhao, X. Zong and P. Wang (2010), "Synthesis of ZnO

H Ư

nanobundles via Sol–Gel route and application to glucose biosensor", Journal of

TR ẦN

Sol-Gel Science and Technology, Vol. 54(3), pp. 282-285.

55. Yang Z., X. Zong, Z. Ye, B. Zhao, Q. Wang and P. Wang (2010), "The application of complex multiple forklike ZnO nanostructures to rapid and

10 00

B

ultrahigh sensitive hydrogen peroxide biosensors", Biomaterials, Vol. 31(29), pp. 7534-7541.

A

56. Ye C., Y. Bando, G. Shen and D. Golberg (2006), "Thickness-dependent

-H

Ó

photocatalytic performance of ZnO nanoplatelets", The Journal of Physical

Ý

Chemistry B, Vol. 110(31), pp. 15146-15151.

-L

57. Zak A. K., H. Wang, R. Yousefi, A. M. Golsheikh and Z. Ren (2013),

ÁN

"Sonochemical synthesis of hierarchical ZnO nanostructures", Ultrasonics

TO

sonochemistry, Vol. 20(1), pp. 395-400.

D

IỄ N

Đ

ÀN

58. Zare K., H. Sadegh, R. Shahryari-ghoshekandi, M. Asif, I. Tyagi, S. Agarwal

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

characterization

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

and

Đ ẠO

synthesis

TP

53. Wu J., X. Shen, L. Jiang, K. Wang and K. Chen (2010), "Solvothermal

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

hydrothermal decomposition", Applied physics letters, Vol. 89(12), pp. 123902 -

and V. K. Gupta (2016), "Equilibrium and kinetic study of ammonium ion adsorption by Fe3O4 nanoparticles from aqueous solutions", Journal of Molecular Liquids, Vol. 213, pp. 345-350.

59. Zhang H., D. Yang, S. Li, X. Ma, Y. Ji, J. Xu and D. Que (2005), "Controllable growth of ZnO nanostructures by citric acid assisted hydrothermal process", Materials Letters, Vol. 59(13), pp. 1696-1700.

69

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

60. Zhao J., L. Wang, X. Yan, Y. Yang, Y. Lei, J. Zhou, Y. Huang, Y. Gu and Y. Zhang (2011), "Structure and photocatalytic activity of Ni-doped ZnO nanorods", Materials Research Bulletin, Vol. 46(8), pp. 1207-1210.

H

Ơ

core/shell nanorod arrays on a nanocrystalline diamond film and their

N

61. Zhao J., L. Wu and J. Zhi (2008), "Fabrication of micropatterned ZnO/SiO2

N

application to DNA hybridization detection", journal of materials chemistry,

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

Vol. 18(21), pp. 2459-2465.

70

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

IỄ N

D

ÀN

Đ

http://daykemquynhon.ucoz.com

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

A

Ó

-H B

10 00 TR ẦN G

N

H Ư

Đ ẠO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ý

-L

TP

Y

U

.Q

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

TO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

Ơ

H

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

PHỤ LỤC

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

IỄ N

D

ÀN

Đ

http://daykemquynhon.ucoz.com

Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

A

Ó

-H B

10 00 TR ẦN G

N

H Ư

Đ ẠO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Ý

-L

TP

Y

U

.Q

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

ÁN

TO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

Ơ

H

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial