Luận văn Thạc sĩ Hoá phân tích: Phân tích cấu trúc và tính chất của nano TiO2 tổng hợp theo phương pháp sol-gel bằng các phương pháp hóa lý hiện đại

Luận văn "Phân tích cấu trúc và tính chất của nano TiO2 tổng hợp theo phương pháp sol-gel bằng các phương pháp hóa lý hiện đại" được hoàn thành với mục tiêu nhằm chế tạo vật liệu cấu trúc nano TiO2 bằng phương pháp sol-gel; Nghiên cứu cấu trúc, hình thái học bề mặt và tính chất quang của vật liệu nano TiO2; Nghiên cứu tính chất quang xúc tác nano TiO2 đã tổng hợp được trong việc phân hủy DMNP (Dimethyl 4-nitrophenyl phosphate).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Hoá phân tích: Phân tích cấu trúc và tính chất của nano TiO2 tổng hợp theo phương pháp sol-gel bằng các phương pháp hóa lý hiện đại iii MỤC LỤCLỜI CẢM ƠN ............................................................................................................iiMỤC LỤC ................................................................................................................ iiiDANH MỤC BẢNG .................................................................................................. vDANH MỤC HÌNH ..................................................................................................viDANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .............................................viiMỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ..................................................................................... 31.1. Tổng quan về vật liệu TiO2 ................................................................................ 3 1.1.1. Cấu trúc của TiO2 ...................................................................................3 1.1.2. Tính chất quang xúc tác của vật liệu TiO2 .............................................5 1.1.3. Cơ chế xúc tác quang .............................................................................5 1.1.4. Tính chất quang xúc tác của TiO2 ..........................................................7 1.1.5. Tổng hợp vật liệu nano TiO2 ..................................................................91.2. Ứng dụng nano TiO2 trong phân hủy chất độc hóa học ............................... 101.3. Các phương pháp tiêu độc ............................................................................... 11 1.3.1. Tiêu độc bằng phương pháp hóa học sử dụng các hệ vật liệu trên cơ sở nano TiO2 ........................................................................................................13 1.3.2. Cơ chế quá trình phân hủy DMNP của nano TiO2...............................15CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM................................................................................ 162.1. Nguyên vật liệu, hóa chất và thiết bị .............................................................. 162.2. Chế tạo vật liệu nano TiO2 .............................................................................. 162.3. Đánh giá hoạt tính xúc tác quang của nano TiO2 ......................................... 172.4. Các phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 18 2.4.1. Phương pháp hiển vi điện tử quét SEM ................................................18 2.4.2. Phương pháp phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) ........................19 2.4.3. Phương pháp đường đẳng nhiệt hấp phụ BET .....................................20 2.4.4. Phương pháp phổ tử ngoại khả kiến UV – Vis .....................................22 2.4.5. Phương pháp phổ tổng trở điện hóa (EIS) ...........................................22 2.4.6. Phương pháp quang điện tử tia X (XPS) ..............................................23CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 243.1. Hình thái học, cấu trúc, kích thước, diện tích bề mặt nano TiO2 chế tạo bằngphương pháp sol-gel ................................................................................................ 24 3.1.1. Đánh giá hính thái học, kích thước vật liệu nano TiO2 điều chế được 24 iv 3.1.2. Xác định cấu trúc tinh thể của TiO2 .....................................................26 3.1.3. Xác định kích thước tinh thể trung bình của vật liệu TiO2 ...................273.2. Độ rộng vùng cấm của nano TiO2................................................................... 293.3. Quang phổ quang điện tử tia X (XPS) của mẫu TiO2-100 ........................... 323.4. Hoạt tính quang xúc tác phân hủy của nano TiO2 ........................................ 34 3.4.1. Hoạt tính xúc quang của nano TiO2 .....................................................34 3.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xúc tác quang của nano TiO2-100 ........................................................................................................................353.5. Độ ổn định của quá trình quang xúc tác của nano TiO2-100 ....................... 37KẾT LUẬN .............................................................................................................. 38TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 39 v DANH MỤC BẢNGBảng 1.1. Một số tính chất vật lí của TiO2 .................................................................. 5Bảng 1.2. Khả năng xử lý các tác nhân chiến tranh hóa học của xúc tác nano TiO2[20] ............................................................................................................................ 13Bảng 1.3. Khả năng xử lý các tác nhân chiến tranh hóa học của Ferrihydrit [20].... 14Bảng 3.1. Diện tích bề mặt, thể tích và đường kính mao quản của các mẫu nano TiO2................................................................................................................................... 28Bảng 3.2. Hiệu quả xử lý DMNP của các chất xúc tác ............................................. 36 ...