I<br />
<br />
MỤC LỤC<br />
MỤC LỤC .................................................................................................................. I<br />
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... IV<br />
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... V<br />
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ ........................................................VII<br />
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1<br />
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .....................................................................................6<br />
1.1. Tổng quan về họ vật liệu AWO4 ..........................................................................6<br />
1.1.1. Giới thiệu về họ vật liệu AWO4 ..................................................................6<br />
1.1.2. Một số tính chất vật lí của vật liệu AWO4 ..................................................7<br />
1.1.3. Tổng quan các kết quả chế tạo, nghiên cứu tính chất vật lí của họ vật liệu<br />
AWO4 ..................................................................................................................11<br />
1.1.4. Phương pháp hóa có hỗ trợ của vi sóng ..................................................23<br />
1.1.5. Tính chất quang xúc tác của họ vật liệu AWO4 .......................................24<br />
1.2. Một số kết quả nghiên cứu nhằm nâng cao khả năng quang xúc tác của vật liệu ....30<br />
1.2.1. Phân tán vật liệu quang xúc tác trên SBA-15 ..........................................30<br />
2.2. Biến tính bề mặt vật liệu quang xúc tác bằng carbon .................................33<br />
Kết luận chương 1 ..............................................................................................36<br />
CHƢƠNG 2. CÁC KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM .............................................38<br />
2.1. Phương pháp chế tạo vật liệu .............................................................................38<br />
2.1.1. Chế tạo các vật liệu AWO4 bằng phương pháp hóa có hỗ trợ của vi sóng ....38<br />
2.1.2. Chế tạo vật liệu SBA-15 và các vật liệu AWO4 trên nền SBA-15 ............40<br />
2.1.3. Chế tạo các vật liệu AWO4 biến tính bề mặt bằng carbon bằng phương<br />
pháp phản ứng pha rắn ......................................................................................43<br />
2.1.4. Thử nghiệm khả năng quang xúc tác phân hủy methylene blue của các<br />
vật liệu ................................................................................................................44<br />
2.2. Các phương pháp thực nghiệm được sử dụng để phân tích mẫu .......................45<br />
2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X .....................................................................45<br />
2.2.2. Phương pháp phổ tán xạ Raman ..............................................................47<br />
2.2.3. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ....................................................50<br />
<br />
ii<br />
<br />
2.2.4. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) ...............................................................52<br />
2.2.5. Phép đo phổ hấp thụ.................................................................................55<br />
2.2.6. Phép đo phổ hấp thụ hồng ngoại (FT - IR) ..............................................58<br />
2.2.7. Phép đo diện tích bề mặt (BET) ...............................................................60<br />
2.2.8. Phép đo phổ quang điện tử tia X – XPS ...................................................61<br />
Kết luận chương 2 ..............................................................................................63<br />
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO<br />
AWO4 (A: Mn, Co, Ni VÀ Cu) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA CÓ HỖ TRỢ<br />
CỦA VI SÓNG .........................................................................................................64<br />
3.1. Kết quả nghiên cứu và chế tạo vật liệu MnWO4................................................64<br />
3.1.1. Ảnh hưởng của thời gian vi sóng .............................................................64<br />
3.1.2. Ảnh hưởng của công suất vi sóng ............................................................70<br />
3.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ ........................................................................74<br />
3.1.4. Ảnh hưởng của độ pH ..............................................................................80<br />
3.2. Kết quả nghiên cứu chế tạo các vật liệu AWO4 (A: Co, Ni và Cu) ...................86<br />
3.2.1. Kết quả đo nhiễu xạ tia X .........................................................................86<br />
3.2.2. Kết quả đo phổ tán xạ Raman ..................................................................89<br />
3.2.3. Kết quả chụp ảnh SEM .............................................................................91<br />
3.2.4. Kết quả đo phổ hấp thụ ............................................................................92<br />
3.2.5. Kết quả đo XPS ........................................................................................95<br />
3.3. Kết quả thử nghiệm khả năng quang xúc tác của vật liệu AWO4 ......................99<br />
3.3.1. Xây dựng đường cong chuẩn của dung dịch xanh methylen....................99<br />
3.3.2. Ảnh hưởng thời gian chiếu sáng lên quá trình quang xúc tác ...............100<br />
3.3.3. Ảnh hưởng của nguồn sáng lên quá trình quang xúc tác của vật liệu<br />
CuWO4 ..............................................................................................................101<br />
3.3.4. Ảnh hưởng của nồng độ CuWO4 trong dung dịch MB lên quá trình quang<br />
xúc tác...............................................................................................................102<br />
3.3.5. Ảnh hưởng của độ pH của dung dịch lên quá trình quang xúc tác .......104<br />
3.3.6. So sánh khả năng quang xúc tác của các vật liệu thuộc họ AWO4 ........105<br />
Kết luận chương 3 ............................................................................................110<br />
<br />
iii<br />
<br />
CHƢƠNG 4. MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO KHẢ NĂNG<br />
QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU MNWO4 VÀ CUWO4...........................112<br />
4.1. Phân tán vật liệu AWO4 trên nền SBA-15 .......................................................112<br />
4.1.1. Kết quả đo nhiễu xạ tia X .......................................................................112<br />
4.1.2. Kết quả chụp ảnh TEM...........................................................................115<br />
4.1.3. Kết quả đo phổ hấp thụ hồng ngoại .......................................................116<br />
4.1.4. Kết quả đo diện tích bề mặt BET............................................................118<br />
4.1.5. Ảnh hưởng của việc phân tán trên nền SBA-15 lên khả năng quang xúc<br />
tác của vật liệu MnWO4 và CuWO4 .................................................................120<br />
4.2. Biến tính bề mặt vật liệu CuWO4 bằng carbon ................................................122<br />
4.2.1. Kết quả đo nhiễu xạ tia X .......................................................................122<br />
4.2.2. Kết quả đo phổ hấp thụ ..........................................................................124<br />
4.2.3. Kết quả đo phổ hấp thụ hồng ngoại (FTIR) ...........................................125<br />
4.2.4. Kết quả chụp ảnh SEM ...........................................................................126<br />
4.2.5. Kết quả chụp TEM và đo EDX ...............................................................127<br />
4.2.6. Ảnh hưởng của việc biến tính bề mặt bằng carbon lên khả năng quang<br />
xúc tác của vật liệu CuWO4 ..............................................................................129<br />
Kết luận chương 4 ............................................................................................132<br />
NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN ........................................................134<br />
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ ...........................................136<br />
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................138<br />
<br />
iv<br />
<br />
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT<br />
<br />
SEM<br />
<br />
Kính hiển vi điện tử quét<br />
<br />
TEM<br />
<br />
Kính hiển vi điện tử truyền qua<br />
<br />
HR - TEM<br />
<br />
Kính hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao<br />
<br />
FITR<br />
<br />
Phổ hấp thụ hồng ngoại<br />
<br />
MB<br />
<br />
Methylene blue<br />
<br />
MO<br />
<br />
Methyl orange<br />
<br />
SBA-15<br />
<br />
Vật liệu mao quản trung bình SBA– 15<br />
<br />
BET<br />
<br />
Phép đo diện tích bề mặt<br />
<br />
XRD<br />
<br />
Giản đồ nhiễu xạ tia X<br />
<br />
XPS<br />
<br />
Phổ huỳnh quang điện tử tia X<br />
<br />
SAED<br />
<br />
Phổ nhiễu xạ electron theo diện tích chọn lọc<br />
<br />
EDS<br />
<br />
Phổ tán sắc năng lượng tia X<br />
<br />
v<br />
<br />
DANH MỤC CÁC BẢNG<br />
Bảng 1.1. Hằng số mạng tinh thể của một số vật liệu thuộc họ AWO4. ....................................................... 7<br />
Bảng 1.2. Điện trở và độ dẫn điện của vật liệu MnWO4 theo thời gian sấy [98]. ........................................ 8<br />
Bảng 1.3. Các kiểu dao động tích cực Raman thu được từ thực nghiệm và tính toán lí thuyết [72]. ..................... 14<br />
Bảng 1.4. Độ rộng vùng cấm được tính thông qua phổ hấp thụ của các vật liệu CoWO4, NiWO4 và CuWO4<br />
[59, 98]. .......................................................................................................................................... 15<br />
Bảng 3.1. Các mẫu MnWO4 được hỗ trợ của vi sóng với các thời gian khác nhau. ................................... 64<br />
Bảng 3.2. Vị trí các góc 2θ ứng với các đỉnh nhiễu xạ (011), (110), (020) và hằng số mạng của các mẫu<br />
MnWO4 được chế tạo với các thời gian vi sóng khác nhau được tính từ giản đồ nhiễu xạ tia X. .... 66<br />
Bảng 3.3. Kích thước hạt của các mẫu MnWO4 được vi sóng với các thời gian khác nhau........................ 67<br />
Bảng 3.4. Độ rộng vùng cấm quang và bước sóng hấp thụ của các mẫu MnWO4 được vi sóng với các thời<br />
gian khác nhau. .............................................................................................................................. 69<br />
Bảng 3.5. Các mẫu MnWO4 được hỗ trợ của vi sóng ở các công suất khác nhau. ..................................... 70<br />
Bảng 3.6. Kích thước hạt của các mẫu MnWO4 được hỗ trợ của vi sóng ở các công suất khác nhau.......................... 71<br />
Bảng 3.7. Các mẫu MnWO4 được ủ ở các nhiệt độ khác nhau trong 2 giờ. ............................................... 74<br />
Bảng 3.8. Kích thước hạt của các mẫu MnWO4 được ủ ở nhiệt độ khác nhau. ......................................... 75<br />
Bảng 3.9. Tần số dao động của vật liệu MnWO4. ...................................................................................... 77<br />
Bảng 3.10. Độ rộng vùng cấm quang tương ứng với vùng cấm thẳng và vùng cấm nghiêng của các mẫu<br />
MnWO4 được ủ ở các nhiệt độ khác nhau. ..................................................................................... 79<br />
Bảng 3.11. Các mẫu MnWO4 được chế tạo ở điều kiện độ pH khác nhau. ................................................ 80<br />
Bảng 3.12. Kích thước hạt của các mẫu MnWO4 được chế tạo ở các độ pH khác nhau. ........................... 81<br />
Bảng 3.13. Độ rộng vùng cấm quang và bờ hấp thụ của các mẫu MnWO4 được chế tạo ở các độ pH khác<br />
nhau. .............................................................................................................................................. 83<br />
Bảng 3.14. Năng lượng liên kết của của các nguyên tố Mn, W và O của vật liệu MnWO4. ........................ 85<br />
Bảng 3.15. Các vật liệu AWO4 (A: Co, Ni và Cu) và điều kiện chế tạo tương ứng. ...................................... 86<br />
Bảng 3.16. Các hằng số mạng của các vật liệu AWO4 (A: Co, Ni và Cu). ..................................................... 88<br />
Bảng 3.17. Kích thước hạt của các vật liệu AWO4 (A: Co, Ni và Cu). .......................................................... 88<br />
Bảng 3.18. Các kiểu dao động tích cực Raman của các mạng tinh thể của các vật liệu thuộc họ AWO4 (A:<br />
Co, Ni và Cu). .................................................................................................................................. 89<br />
Bảng 3.19. Vị trí của các đỉnh tán xạ Raman của các vật liệu AWO4 (A: Co, Ni và Cu). ............................... 90<br />
Bảng 3.20. Độ rộng vùng cấm quang của các vật liệu AWO4 (A: Co, Ni và Cu). .......................................... 94<br />
Bảng 3.21. Năng lượng liên kết của của các nguyên tố Co, W và O của vật liệu CoWO4. ........................... 96<br />
Bảng 3.22. Năng lượng liên kết của của các nguyên tố Ni, W và O của vật liệu NiWO4. ............................ 97<br />
Bảng 3.23. Năng lượng liên kết của của các nguyên tố Cu, W và O của vật liệu CuWO4. ........................... 98<br />
Bảng 3.24. Các giá trị độ dốc k’ của đồ thị y (t) = ln(C0/C) trong các thí nghiệm với các khối lượng vật liệu<br />
CuWO4 khác nhau. ........................................................................................................................ 103<br />
Bảng 3.25. Độ dốc k’ của đồ thị y(t) = ln(C0/C) đối với các dung dịch có độ pH khác nhau................................. 105<br />
Bảng 3.26. Độ dốc k’ của đồ thị y(t) = ln(C0/C) trong các thí nghiệm quang xúc tác của các vật liệu AWO4.<br />
..................................................................................................................................................... 108<br />
Bảng 4.1. Vị trí góc tương ứng với đỉnh nhiễu xạ các mặt phẳng mạng (100), (110), (200) và hằng số mạng<br />
a của vật liệu SBA-15, MnWO4/SBA-15 và CuWO4/SBA-15. .......................................................... 114<br />
Bảng 4.2. Diện tích bề mặt và thể tích mao quản của các mẫu SBA-15, MnWO4/SBA-15 và CuWO4/SBA-15.<br />
..................................................................................................................................................... 119<br />
Bảng 4.3. Độ dốc k’ của đồ thị y(t) = ln(C0/C) ứng với các vật liệu MnWO 4 và CuWO 4 trước và sau khi<br />
được phân tán trên SBA-15. ....................................................................................................... 122<br />
<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
