Luận án Nghiên cứu chế tạo xúc tác quang bán dẫn TiO2, ZnO biến tính định hướng ứng dụng để xử lý môi trường và chuyển hoá CO2 thành khí nhiên liệu.

Năm2023

Lĩnh vựcCông nghệ kỹ thuật

Ngôn ngữTiếng Việt, Tiếng Anh

Mô tả tài liệu

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO XÚC TÁC QUANG BÁN DẪN TiO2, ZnO BIẾN TÍNH ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG VÀ CHUYỂN HOÁ CO2 THÀNH KHÍ NHIÊN LIỆU

Ngành:

Vật liệu điện tử

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung vào "Nghiên cứu chế tạo xúc tác quang bán dẫn TiO2, ZnO biến tính định hướng ứng dụng để xử lý môi trường và chuyển hoá CO2 thành khí nhiên liệu". Bối cảnh toàn cầu về ô nhiễm môi trường và thiếu hụt năng lượng nhấn mạnh vai trò quan trọng của quang xúc tác trong việc phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ và chuyển đổi CO2 thành nhiên liệu. TiO2 và ZnO là các vật liệu quang xúc tác tiềm năng do tính bền, không độc và giá thành thấp. Tuy nhiên, độ rộng vùng cấm lớn (3,2 eV cho TiO2, 3,3 eV cho ZnO) hạn chế khả năng hấp thụ ánh sáng tử ngoại và tốc độ tái hợp electron-lỗ trống nhanh làm giảm hiệu quả.

Để khắc phục những hạn chế này, nghiên cứu đã tổng hợp các vật liệu quang xúc tác TiO2 và ZnO biến tính với hoạt tính nâng cao. Các mục tiêu chính bao gồm:

Chế tạo thành công dây nano Ag/TiO2 bằng phương pháp thủy nhiệt và quang khử, cho thấy hiệu suất phân hủy Metyl da cam cao (98,8%) và khả năng quang khử CO2 thành CH4 vượt trội (50,4 µmol.g⁻¹cat.h⁻¹).
Phát triển TiO2 đồng pha tạp N, Ta bằng phương pháp thủy nhiệt, đạt hiệu suất phân hủy methylen xanh 93%.
Sản xuất hạt nano TiO2 biến tính đồng pha tạp N, Ta với hàm lượng N khác nhau (6%; 7,5%; 9%; 10,5%) bằng phương pháp vi sóng. Mẫu pha tạp 7,5% N thể hiện khả năng quang khử CO2 thành CH4 cao nhất (7,79 µmol.g⁻¹cat.h⁻¹).
Chế tạo thành công màng ZnO được gắn hạt nano Ag, Au bằng phương pháp thủy nhiệt và kỹ thuật plasma, giúp cải thiện tính chất cấu trúc, quang học và tăng cường phân hủy Rhodamine B (70% đối với màng Au-Ag-ZnO với nồng độ tiền chất AgNO3 45mM).
Tổng hợp cấu trúc dị thể bậc ba dây nano CuO-Ag-ZnO bằng quy trình hai bước (thủy nhiệt cho dây nano ZnO; plasma để gắn hạt nano Ag và CuO). Vật liệu này cho thấy hiệu suất phân hủy metyl da cam vượt trội (96,3% trong 15 phút, hằng số tốc độ phản ứng k=0,2007 phút⁻¹, thời gian bán hủy t=6,1 phút) và khả năng tái sử dụng quang cao hơn đáng kể so với dây nano Ag-ZnO và ZnO.

Những kết quả này chứng minh tiềm năng của các vật liệu dựa trên TiO2 và ZnO biến tính làm xúc tác quang hiệu quả cho cả xử lý môi trường và sản xuất nhiên liệu bền vững.

Luận án Nghiên cứu chế tạo xúc tác quang bán dẫn TiO2, ZnO biến tính định hướng ứng dụng để xử lý môi trường và chuyển hoá CO2 thành khí nhiên liệu.

Mô tả tài liệu

Tên luận án:

Ngành:

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Tài liệu liên quan

Hội viên Premium

Tài liệu tải nhiều

Lĩnh vực khác