Luận án Tổng hợp và khảo sát khả năng phân hủy Rhodamine B trong môi trường nước của vật liệu nano ferrite

Tên luận án:

Tổng hợp và khảo sát khả năng phân hủy Rhodamine B

Ngành:

Hóa học

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tiến sĩ này tập trung vào việc tổng hợp và khảo sát khả năng phân hủy chất nhuộm Rhodamine B (RhB) bằng các vật liệu spinel ferrite (MFe2O4, với M = Zn, Co, Ni) và các hệ composite, cũng như các hệ pha tạp. Nghiên cứu chỉ ra rằng các spinel ferrite là vật liệu quang xúc tác đầy triển vọng nhờ khả năng hấp thụ ánh sáng vùng khả kiến và dễ dàng tách khỏi hệ bằng từ tính, giúp giảm chi phí.

Các vật liệu được tổng hợp bằng phương pháp đốt cháy dung dịch với chất nền urea. Luận án đã nghiên cứu đặc trưng cấu trúc, tính chất và hoạt tính quang xúc tác của vật liệu composite ZnFe2O4/Bentonite. Việc tạo thành hệ composite giúp giảm sự kết tụ của các hạt ferrite, tăng diện tích bề mặt riêng và nâng cao hiệu suất quang xúc tác.

Nghiên cứu cũng khảo sát ảnh hưởng của nhiều yếu tố như tỉ lệ mol kim loại/urea, lượng H2O2 đến hoạt tính quang xúc tác. Kết quả giản đồ XRD xác nhận sự hình thành cấu trúc tinh thể spinel của ZnFe2O4, CoFe2O4 và NiFe2O4. Ảnh hiển vi điện tử (SEM và TEM) cho thấy các hạt nano thu được có dạng đa giác.

Ngoài ra, luận án còn nghiên cứu tính chất từ của các mẫu CoNdxFe2-xO4, chỉ ra rằng khi lượng ion Nd3+ pha tạp tăng, độ bão hòa từ, độ từ dư và lực kháng từ đều giảm. Các hệ ferrite pha tạp ZnLaxFe2-xO4, ZnNdxFe2-xO4 và CoNdxFe2-xO4 cũng được đánh giá hoạt tính phân hủy RhB dưới chiếu sáng đèn LED, cho thấy khả năng phân hủy hiệu quả. Cơ chế phản ứng quang xúc tác phân hủy RhB của hệ ZnFe2O4/BT/H2O2/LED cũng được đề xuất.

Khả năng thu hồi và tái sử dụng của vật liệu cũng là một phần quan trọng của nghiên cứu. Mặc dù hiệu suất phân hủy RhB của các vật liệu ZnFe2O4/BT, ZnLa0,05Fe1,95O4, ZnNd0,05Fe1,95O4 và CoNd0,05Fe1,95O4 có giảm sau nhiều lần tái sử dụng (ví dụ, ZnFe2O4/BT vẫn đạt trên 7% sau 4 lần sử dụng; CoNd0,05Fe1,95O4 giảm từ 94,03% xuống 78% sau ba lần), nhưng vẫn duy trì được hiệu quả đáng kể.

Mục lục chi tiết:

• CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
  • 2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị
    • 2.1.1. Danh mục hoá chất
  • 2.4.6. Ảnh hưởng của lượng H2O2
• CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
  • 3.1. Hệ vật liệu ferrite MFe2O4 (M=Zn, Co, Ni)
    • 3.1.1. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến sự tạo pha và kích thước tinh thể của ferrite MFe2O4 (M = Zn, Co, Ni)
      • 3.1.1.1. Ảnh
    • 3.1.3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol kim loại/urea đến hoạt tính quang xúc tác phân huỷ RhB
  • 3.2.1.6. Tính chất từ
  • 3.2.2. Hoạt tính quang xúc tác phân hủy rhodamine B của các hệ ferrite pha tạp
  • 3.3.4. Nghiên cứu khả năng thu hồi và tái sử dụng của vật liệu