Luận án Tổng hợp nano kẽm oxide có kiểm soát hình thái và một số ứng dụng

Tên luận án:

Tổng hợp Nano Kẽm Oxit có Hình thái Kiểm soát và Ứng dụng của chúng (Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Hóa học)

Ngành:

Hóa học

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung vào việc tổng hợp và đặc trưng vật liệu nano/micro kẽm oxit (ZnO) và kẽm oxit pha tạp lanthanum (La-ZnO), đồng thời nghiên cứu các ứng dụng của chúng. ZnO được xác định là một hợp chất bán dẫn II-VI loại n với năng lượng vùng cấm trực tiếp rộng (3,2-3,37 eV) và năng lượng liên kết exciton lớn (60 meV), phù hợp cho các ứng dụng quang điện tử và xúc tác quang hóa thông qua việc tạo ra cặp điện tử-lỗ trống khi chiếu ánh sáng. Mục tiêu nghiên cứu bao gồm tổng hợp vật liệu nano/micro ZnO với các hình thái khác nhau và khảo sát các ứng dụng tiềm năng của chúng.

Các phương pháp tổng hợp đã kiểm soát hình thái ZnO từ dạng đĩa đến dạng que, cho thấy tỷ lệ ethanol/nước ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc vật liệu (ví dụ, tỷ lệ nước thấp tạo hình thái phao). Trong hệ kẽm acetate – ethanol – kiềm (NaOH/KOH), nồng độ kiềm ảnh hưởng đến hình thái, với các hạt hình cầu khoảng 60 nm được hình thành ở nồng độ KOH thấp, và kích thước hạt giảm khi tăng lượng KOH. Tỷ lệ La/Zn cũng được nghiên cứu, cho thấy ảnh hưởng đến kích thước que (đường kính tăng từ 30-80 nm) và hình thái vật liệu (ổn định đến 0,03 mol La, sau đó thay đổi).

Về tính chất, ZnO là bán dẫn loại n với năng lượng vùng cấm từ 3,1-3,3 eV, phụ thuộc vào khuyết tật tinh thể, hình dạng và kích thước hạt. Tổng tâm axit của vật liệu giảm đáng kể khi lượng pha tạp lanthanum tăng (từ 8,37 cm3/g cho ZnO nguyên chất xuống 5,09 cm3/g cho La-ZnO (LZ1) và 4,3 cm3/g cho La-ZnO (LZ14)). Các nghiên cứu về hoạt tính xúc tác và cảm biến khí cũng được thực hiện. Vật liệu ZnO và La-ZnO điều chế được cho thấy độ cảm biến cao với khí hydro. Dạng ZnO que có độ cảm biến với hơi ethanol cao hơn dạng nano ZnO (0D), và độ hồi đáp tăng đáng kể theo nhiệt độ, cho thấy quá trình hấp phụ hóa học thu nhiệt. Khả năng cảm biến amoniac cũng tương tự. Ngoài ra, điện cực glassy carbon (GC) được biến tính bằng nano ZnO đã được đánh giá cho phân tích điện hóa bằng phương pháp von-ampe hòa tan anot xung vi phân (DP-ASV) với độ nhạy cao, đạt giới hạn phát hiện thấp và độ lặp lại tốt (RSD từ 0.60 đến 2.6%) trong phân tích axit uric ở dải tuyến tính từ 0 đến 160 µM.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU THAM KHẢO

  • 1.4. La – ZnO as gas sensing materials
    • 1.4.1. Basic theory

• MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

  • 2.1. MỤC TIÊU
  • 2.2. NỘI DUNG
    • 2.2.1. Nghiên cứu
  • 2.3. ANALYTICAL TECHIQUES OF PHYSICALCHEMISTRY
    • 2.3.1. X-ray diffraction
    • 2.3.2. Scanning electron microscope
    • 2.3.3. Transmission Electron Microscopy
    • 2.3.4. Energy Dispersive X – ray Spec
    • 2.3.7. Phổ hấp thụ tử ngoại - khả kiến (UV-Vis Absorption Spectroscopy).
    • 2.3.8. Đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ.
    • 2.3.10. Phương pháp giải hấp theo chương trình nhiệt độ (Temperature-Programmed Desorption).
  • 2.4.2.3. Synthesis of ZnO using zinc acetate-ethanol -KOH/NaOH
  • 2.4.2.4. Determination of catalytic activities
  • 2.4.2.5. Measurement of chemical oxygen demand
  • 2.4.2.6. Measurement of isoelectric point
  • 2.4.2.7. Measurement

• CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1. TỔNG HỢP KIỂM SOÁT HÌNH THÁI MICRO/NANO ZnO TỪ DẠNG ĐĨA ĐẾN DẠNG QUE
  • 3.2. TỔNG HỢP ZnO TRONG HỆ KẼM ACETATE – ETHANOL – KIỀM
    • 3.2.1. Tổng hợp ZnO dạng que trong hệ kẽm acetate – ethanol – NaOH
  • 3.4. CATALYTIC ACTIVITIES OF ZnO AND La-ZnO
  • 3.6. BIẾN TÍNH ĐIỆN CỰC GLASSY CARBON (GC) BẰNG NANO ZnO

• KẾT LUẬN CHÍNH CỦA LUẬN ÁN

• Lists of articles related to the dissertation