Tên luận án:
VẬT LIỆU TRÊN CƠ SỞ CARBON HOẠT TÍNH: TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG
Ngành:
Hóa lý thuyết và Hoá lý
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án “VẬT LIỆU TRÊN CƠ SỞ CARBON HOẠT TÍNH: TỔNG HỢP VÀ ỨNG DỤNG” tập trung phát triển các vật liệu trên nền carbon hoạt tính (AC) cho các ứng dụng cảm biến điện hóa và xúc tác quang. Nghiên cứu khởi đầu bằng việc tối ưu hóa điều kiện tổng hợp AC từ vỏ trấu, một nguồn sinh khối dồi dào tại Việt Nam, nhằm tạo ra vật liệu có độ tinh khiết cao và khả năng hấp phụ vượt trội với chi phí thấp.
Để khắc phục hạn chế về độ dẫn điện của vật liệu khung hữu cơ kim loại ZIF-11 trong ứng dụng điện hóa, luận án đã tổng hợp composite ZIF-11/RHAC (carbon hoạt tính từ vỏ trấu). Vật liệu composite này được sử dụng để biến tính điện cực, cho phép xác định nhanh trichlosan (TCS) với giới hạn phát hiện thấp (0,076 µM), cung cấp một phương pháp phân tích hiệu quả hơn so với các phương pháp truyền thống tốn kém và mất thời gian. Các nghiên cứu chỉ ra rằng điện cực biến tính RHAC/GCE cũng có độ chọn lọc, độ lặp lại và độ ổn định cao trong việc xác định chloramphenicol (CP) với giới hạn phát hiện 0,66 µM.
Bên cạnh đó, luận án còn tổng hợp composite TiO2/RHAC từ phức titanat hòa tan và than hoạt tính vỏ trấu bằng phương pháp thủy nhiệt có hỗ trợ siêu âm. Vật liệu này có diện tích bề mặt lớn và khả năng hấp phụ tốt đối với ba loại thuốc nhuộm methylene xanh, methyl da cam và methyl đỏ. Đặc biệt, composite TiO2/RHAC thể hiện khả năng tái sử dụng hiệu quả thông qua cơ chế tự làm sạch bằng xúc tác quang hóa dưới ánh sáng khả kiến. Các kết quả nghiên cứu đã mở ra hướng phát triển các điện cực điện hóa mới từ sinh khối và xúc tác quang hiệu quả cho xử lý nước thải công nghiệp.
Mục lục chi tiết:
- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan tài liệu
- Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
- Chương 3: Kết quả và thảo luận
- Kết luận chính của luận án
- Tài liệu tham khảo.
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU
- 1.1. Than hoạt tính
- 1.1.1. Giới thiệu chung
- 1.1.2. Điều chế than hoạt tính
- 1.2. Vật liệu ZIF-11
- 1.3. Vật liệu bán dẫn TiO2
- 1.3.1. Vật liệu TiO2
- 1.3.2. Phức titanium hòa tan trong nước
- 1.4. Thuốc nhuộm methylene xanh, methyl da cam và methyl đỏ
- 1.5. Chloramphenicol và trichlosan
- 1.6. Một số nghiên cứu ứng dụng của composite trên cơ sở than hoạt tính
- 1.7. Ứng dụng các vật liệu trên cơ sở carbon trong phân tích điện hóa và xúc tác quang hóa
- 1.7.1. Ứng dụng trong điện hóa
- 1.7.2. Ứng dụng trong hấp phụ phẩm màu
- 1.8. Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ đơn cấu tử và đa cấu tử
- 1.8.1. Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ đơn cấu tử
- 1.8.2. Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ hệ đa cấu tử
Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- 2.1. Nội dung nghiên cứu
- 2.1.1. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu carbon hoạt tính từ vỏ trấu (RHAC) và ứng dụng để biến tính điện cực (RHAC/GCE) phân tích điện hóa xác định chloramphenicol trong mẫu nước hồ nuôi tôm.
- 2.1.2. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu ZIF-11/RHAC và ứng dụng để biến tính điện cực (ZIF-11/RHAC/GCE) phân tích điện hóa xác định trichlosan trong các mẫu mỹ phẩm.
- 2.1.3. Nghiên cứu tổng hợp vật liệu TiO2/RHAC và ứng dụng làm chất hấp phụ đồng thời ba cấu tử methylene xanh, methyl da cam và methyl đỏ và có thể tái sử dụng.
- 2.2. Phương pháp nghiên cứu
- 2.2.1. Tổng hợp vật liệu
- 2.2.2. Phương pháp đặc trưng cấu trúc, tính chất và khảo sát đặc tính hấp phụ của vật liệu.
- 2.2.2.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X
- 2.2.2.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét
- 2.2.2.3. Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến
- 2.2.2.4. Phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến
- 2.2.2.5. Phổ hồng ngoại
- 2.2.2.6. Phổ Raman
- 2.2.2.7. Đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp phụ nitrogen
- 2.2.2.8. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao
- 2.2.2.9. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X
- 2.2.2.10. Phương pháp volt-ampere hòa tan