Đặc tính của vật liệu nanocomposite ZrO2@GO:Bi³+ tổng hợp bằng phương pháp thuỷ nhiệt hỗ trợ siêu âm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo này trình bày kết quả tổng hợp, nghiên cứu tính chất đặc trưng của vật liệu nanocomposite ZrO@GO pha tạp ion Bi3+ bằng phương pháp thủy nhiệt đơn giản dưới sự hỗ trợ sóng siêu âm. Nghiên cứu nhằm tìm kiếm vật liệu mới để xử lý chất hữu cơ ô nhiễm khó phân huỷ trong nước thải.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đặc tính của vật liệu nanocomposite ZrO2@GO:Bi³+ tổng hợp bằng phương pháp thuỷ nhiệt hỗ trợ siêu âm

TNU Journal of Science and Technology 229(14): 314 - 320 CHARACTERISTICS OF NANOCOMPOSITE MATERIAL ZrO2@GO:Bi3+ SYTHESIZED BY HYDROTHERMAL ULTRASONIC ASSISTED METHOD Nguyen Thi Anh Tuyet1, Chu Manh Nhuong2*, Nguyen Ngoc An2, Nguyen Minh Anh2, Nguyen Thi Hoai Thanh2, Nguyen Ngoc Mai2 1 TNU - University of Medicine and Pharmacy, 2TNU - University of Education ARTICLE INFO ABSTRACT Received: 09/11/2024 This paper presents the synthesis and characteristic properties of ZrO 2@GO nanocomposite doped with Bi3+ ions by simple hydrothermal method with Revised: 26/11/2024 the support of ultrasonic. The research aims to find new materials for Published: 26/11/2024 treating difficult-to-decompose organic pollutants in wastewater. The characteristics of the vibrational functional groups are indicated by infrared spectrum, the crystal structure is characterized by X-ray diffraction. The KEYWORDS surface morphology and optical properties of ZrO2@GO nanocomposite ZrO2 material are characterized by FE-SEM, TEM and BET. The characteristics of vibrational modes and groups have been studied by Raman scattering GO spectrum. The results show that the ZrO2@GO material consists of fairly Bi3+ uniform microspheres, with a diameter of about 20 - 30 nm, closely linked to Doped graphene oxide sheets. The ZrO2@GO:Bi3+ nanocomposites have a high Ultrasonic assisted surface area of 87.57 - 211.78 m2g-1, a pore volume of 0.22 - 2.98 cm3g-1 and a pore diameter of 4.74-8.95 nm. The ZrO2@GO:Bi3+ nanocomposite materials have unique and outstanding properties, with great potential in treating wastewater contaminated with toxic organic substances such as dyes, antibiotics, pesticides and plant protection drugs. 3+ Ủ 2@GO:Bi Ằ Ỷ NHI T HỖ TR Ê Â Nguyễn Thị nh uyết1, Chu Mạnh hương2*, Nguyễn Ngọc Ân2, Nguyễn Minh Anh2, Nguyễn Thị oài hanh2, Nguyễn Ngọc Mai2 1 Trường Đại học Y Dược – ĐH Thái Nguyên, 2Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên Ô À Ó ẮT gày nhận bài: 09/11/2024 i o n y tr nh y kết quả tổng hợp, nghiên cứu tính chất đặc trưng củ v t liệu n nocomposit ZrO2@GO pha t p ion i3+ bằng phư ng ph p thủy gày hoàn thiện: 26/11/2024 nhiệt đ n giản ư i s hỗ trợ s ng siêu m Nghiên cứu nhằm t m kiếm v t gày đăng: 26/11/2024 liệu m i đ xử lý chất hữu c ô nhiễm kh ph n huỷ trong nư c thải Đặc đi m c c nh m chức o động được chỉ ra bằng phổ h ng ngo i, cấu trúc tinh th đặc trưng i nhiễu x ti X, h nh th i ề mặt v tính chất quang học TỪ K Ó củ v t liệu nanocomposite ZrO2@GO được đặc trưng i FE-SEM, TEM v ZrO2 ET C c đặc đi m c c chế độ v nh m o động, đã được nghiên cứu bằng phổ t n x R m n Kết quả cho thấy v t liệu ZrO2@GO g m c c vi cầu kh GO đ ng đều, c đư ng kính khoảng 20 - 30 nm, liên kết chặt chẽ v i c c tấm Bi3+ gr ph n oxit C c n nocomposit ZrO2@GO:Bi3+ c iện tích ề mặt cao Ph t p 87,57 - 211,78 m2g-1, th tích lỗ rỗng l 0,22 - 2,98 cm3g-1 v đư ng kính lỗ rỗng l 4,74 - 8,95 nm. V t liệu nanocomposite ZrO2@GO:Bi3+ c những S ng siêu m tính chất độc đ o v nổi b t, tiềm năng l n trong xử lý nư c thải ô nhiễm chất hữu c độc h i như thu c nhuộm, kh ng sinh, thu c trừ s u v thu c bảo vệ th c v t. DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11519 * Corresponding author. Email: nhuongcm@tnue.edu.vn http://jst.tnu.edu.vn 314 Email: jst@tnu.edu.vn
TNU Journal of Science and Technology 229(14): 314 - 320 1. Giới thiệu Nư c ngọt c chất lượng rất quan trọng đ i v i con ngư i, công nghiệp, nông nghiệp, tuy nhiên, ô nhiễm nư c đ ng tr th nh m i đ ọa l n trên to n cầu. Ba ngu n chất g y ô nhiễm nư c phổ biến nhất l ô nhiễm hữu c (hy roc r on, thu c nhuộm, thu c trừ s u, ược phẩm, ph nol), ô nhiễm sinh học (vi sinh v t, nấm, khuẩn, tảo) v ô nhiễm vô c (kim lo i nặng, anion). Thu c nhuộm được sử dụng đ ng trong c c qu tr nh nhuộm công nghiệp như ng nh c o su, dệt may, giấy, s n, in ấn, nh , ược phẩm, mỹ phẩm, th c phẩm v Một phần đ ng k của thu c nhuộm chứ c c th nh phần g y ung thư đã iết như n phth l n, nzi in hoặc c c cấu trúc quinonoid [1]. Một s phư ng ph p tiếp c n đã được p ụng trong th c tiễn đ lo i bỏ c c chất ô nhiễm vô c , hữu c trong nư c thải, chẳng h n như thẩm thấu ngược, tr o đổi ion, đông tụ - kết tủ , siêu lọc, điện ph n, hấp phụ, kết tủ h học v chiết ung môi Do tính t i t o củ nh s ng mặt tr i, tính ền vững v tiết kiệm năng lượng, qu tr nh qu ng xúc t c được biết đến như một biện ph p xử lý x nh, tiếp c n s ng t o, tiết kiệm chi phí v th n thiện v i môi trư ng đ ph n hủy c c chất g y ô nhiễm hữu c v t o ra hydrogen [2], [3]. Gần đ y đã c rất nhiều s qu n t m đến việc ph t tri n c c quy tr nh qu ng xúc t c trên chất n ẫn o tính ễ sử dụng, độ bền cao, hiệu quả kinh tế, dải thích hợp v không độc h i. H n nữa, một s v t liệu g c n ẫn c th dẫn l ctron khi c nh s ng ng y cả nhiệt độ phòng V i bức x t i c năng lượng riêng ằng hoặc l n h n năng lượng khoảng c ch ải của chất xúc t c qu ng, một electron trong dải h trị (V ) được chuy n v o mức dải dẫn (C ), h nh th nh một lỗ tr ng (h+) trong VB. Electron bị kích thích v c c lỗ qu ng sinh đ ng v i trò qu n trọng trong qu tr nh ph n hủy qu ng xúc t c c c chất hữu c ô nhiễm, cũng như qu ng điện mặt tr i v sản xuất hydrogen [4]. Chất n ẫn ZrO2 rất bền ho học, nhưng c nhược đi m kh l n, đ l năng lượng khoảng c ch ải cao (~5,1 eV), khả năng hấp thụ nh s ng khả kiến kém, l ctron v lỗ tr ng dễ ng kết hợp l i g y mất m t năng lượng ư i d ng nhiệt, dẫn đến ho t tính qu ng xúc t c kém [5]. Một s chiến lược đã được sử dụng đ cải thiện ho t tính qu ng xúc t c của chất xúc t c qu ng n dẫn, như ph t p kim lo i chuy n tiếp v chế t o v t liệu composite v i cấu trúc phù hợp Đặc biệt, một s nghiên cứu đã kết hợp v t liệu nền graphene v i chất n ẫn đ cải thiện hiệu suất qu ng xúc t c củ chúng Gr ph n l một tấm c c on n no 2D đ n lẻ tr ng th i l i h sp2 c cấu trúc gi ng như tổ ong, năng lượng khoảng c ch ải bằng không, c c c đặc đi m điện đặc biệt như v n chuy n điện tử nh nh, f rmion không kh i lượng v độ linh động electron c c cao (200.000 cm2V−1s−1) H n nữ , gr ph n c iện tích ề mặt l n (2630 m2g−1), cấu trúc rất linh ho t, độ dẫn nhiệt cao (5000 Wm−1K−1) v độ trong su t c o (độ truyền qu ng đ t 97,7%). Graphene kỵ nư c v tr về mặt h học o không c c c nh m chức không mong mu n. Graphene oxit khử (rGO) v oxit gr ph n (GO) l hai d ng phổ biến củ gr ph n , thư ng được tổng hợp bằng c ch oxy h th n ch nguyên chất. GO chứa nhiều nh m cả hai mặt của tấm, như hy roxyl poxy, c c oxyl, c c onyl, t ,… cho phép GO t o th nh c c huyền phù ổn định trong dung dịch v thu n lợi cho s h nh th nh composit v i c c chất n ẫn [6] Tuy nhiên, lượng nh m ư thừa tr ng th i s không ẫn điện c th dẫn đến s c ch điện củ GO, l m giảm s t ch iệt v v n chuy n c c chất m ng điện tích. S lượng nh m được t o r trên c c l p GO phụ thuộc v o lo i th n ch được sử dụng v c c điều kiện oxy h D ng rGO được t o ra từ qu tr nh khử h học/nhiệt hoặc ph t tri n tr c tiếp từ GO, o đ rGO c ít nh m ề mặt h n v mức độ khuyết t t c o, c ổn định ho học h n v c độ dẫn điện c o h n so v i GO n đầu. Do những đặc đi m riêng iệt n y, gr ph n v c c chất tư ng t (GO v rGO) đã thu hút được s qu n t m l n trong c c ứng dụng qu ng xúc t c [7]. Bismuth (209 i) l nguyên t thuộc chu kỳ 6, không ph ng x nặng nhất, c chu kỳ n rã l 2,01×1019 năm v c liên kết spin-quỹ đ o rất l n i c một cặp electron t do 6s2 ho t động l p th , c th h nh th nh nhiều d ng s ph i trí v liên kết, t o th nh c c hợp chất v i nhiều tr ng http://jst.tnu.edu.vn 315 Email: jst@tnu.edu.vn
TNU Journal of Science and Technology 229(14): 314 - 320 th i s oxy h từ −3 đến +5, v i tư ng t c i-Bi, Bi-kim lo i v i-phi kim lo i i không độc h i, ứng dụng tiềm năng trong y học v chăm s c sức khỏ như l m chất cản qu ng h nh ảnh m i, chất c ho t tính sinh học l m thu c ch ng viêm, ch ng kh i u v kh ng khuẩn C c hợp chất của i c t c ụng l m s , s t trùng v lợi ti u, độ chọn lọc v ho t tính xúc t c c o, ion i3+ c độ rộng vùng cấm nhỏ, khả năng hấp thụ qu ng năng vùng khả kiến t t, dễ kích thích l ctron từ vùng ho trị lên vùng ẫn [8], [9] Nghiên cứu n y tr nh y tổng hợp v đặc tính của v t liệu composite ZrO2@GO:Bi3+, định hư ng ứng dụng xử lý chất hữu c độc h i, kh ph n huỷ g y ô nhiễm trong nư c. 2. hương pháp nghiên cứu 2.1. Nguyên liệu, thiết bị Nguyên liệu sử dụng c độ tinh khiết ph n tích (hãng M rck), g m c : Gr ph n oxit; Bi(NO3)3.5H2O >98%; ZrCl4 99,95%; HNO3 68%, NH3 25%. Thiết bị g m: B rung siêu m, hệ thiết bị thủy nhiệt; c n điện tử sai s ±10-4 g; tủ sấy; m y khuấy từ; lò nung 2.2. ng liệu n n i 2@GO i3+ C c ư c pha t p ion Bi3+ v o nền composite ZrO2@GO được tiến h nh theo như mô tả trên H nh 1 [10]. ình 1. Quá trình chế tạo vật liệu ZrO2@GO:x%Bi3+ ình 2. Phổ hồng ngoại (FT-IR) của vật liệu (ZBG) bằng hệ autoclave và bể rung siêu âm ZrO2@GO:x%Bi3+ (x = 0-5) 2.3. Khả á ín ất v t liệu X c định c c chế độ o động ằng phổ t n x R m n (XploRA Plus, Horiba Jobin - Yvon) v phổ h ng ngo i FT-IR (4600typ A) được ùng đ x c định c c nh m liên kết ề mặt v t liệu Thiết ị nhiễu x ti X (D8 A v nc ) ùng đ ph n tích cấu trúc tinh th củ v t liệu Ảnh FE- SEM (JEOL JSM-7600F, USA) v TEM (JEOL JEM-1010, Japan) được sử dụng đ đ nh gi h nh th i của v t liệu. Thiết bị NOVA touch 4LX (Qu nt chrom Instrum nts) được sử dụng đ x c định SBET v c c đặc trưng ề mặt của nanocomposite ZrO2@GO:Bi3+. 3. Kết quả và bàn luận 3.1. Ph FT-IR của ZrO2@GO:Bi3+ Một s nh m liên kết đặc trưng củ ZrO2@GO:Bi3+ được x c định ằng phổ h ng ngo i v chỉ r trên H nh 2 Trong điều kiện thủy nhiệt v rung siêu m, một phần oxy củ GO ị khử chuy n th nh c c nh m chức m i –OH, –CHO, –C=O, –COOH trên ề mặt củ r-GO, tăng cư ng m nh mẽ l c liên kết ion, cộng h trị v cho-nh n giữ ion i3+ v i ZrO2 GO Vùng đỉnh phổ 3820,30 cm-1 đặc trưng cho s ph i hợp kép củ c c phonon E2g trong r-GO khuyết http://jst.tnu.edu.vn 316 Email: jst@tnu.edu.vn
TNU Journal of Science and Technology 229(14): 314 - 320 t t l n Dải phổ 3566,73 cm-1 ứng v i chế độ kéo giãn củ nh m –OH ncol v nư c ị hấp phụ trên ề mặt v t liệu C c đỉnh 2156,99 v 2360,44 cm-1 quy g n cho o động củ c c nh m chức –ankin (–C≡C–), keten (C=C=O) C c đỉnh hấp thụ vùng (1748,16 - 1796,37 cm–1) được quy g n cho o động rung củ c c nh m –CH=O n hit/k ton/ st v –COOH xit xuất ph t từ GO v r-GO trên ề mặt củ ZrO2@GO:Bi3+ Vùng đỉnh phổ 1047,15 – 1136,83 cm-1 đặc trưng cho o động củ nh m –C–O–C ete [11]. H i đỉnh phổ 671,11 v 547,68 cm–1 h nh th nh từ s cộng hư ng củ c c o động O–Zr–O trong c c ph m-ZrO2 v t-ZrO2 C c đỉnh phổ vùng (503,33 cm–1 - 420,41 cm–1) được quy g n cho o động kéo giãn củ c c liên kết oxy-kim lo i ( i–O–Bi, Zr–O–Zr v Zr–O–Bi) [12]. 3.2. Giản đồ nhiễu x XRD H nh 3 chỉ r c c đỉnh nhiễu x củ c c oxit n đầu v c c v t liệu composit ph t p i3+. C c đỉnh nhiễu x 11,15o, 25,02o, 43,61o, 63,96o ứng v i c c mặt phản x đặc trưng củ GO l (001), (002), (100) v (110) Đặc trưng củ ph tinh th m-ZrO2 c c đỉnh nhiễu x t i 28,15o (-111); 31,43o (111); 49,34o (220); 50,13o (002) v 59,87o (131) (JCPDS 01-089-9066) Thẻ JCPDS 00-050- 1089 x c nh n c c đỉnh nhiễu x 34,13o (200); 35,48o (110) đặc trưng cho pha t-ZrO2 [5], [10]. ình 3. Giản đồ XRD của ZrO2, GO và các vật liệu ình 4. Phổ Raman của các nanocomposite ZrO2@GO:x%Bi3+ (x = 0-5) ZrO2@GO:x%Bi3+ (x = 0-5) V t liệu n nocomposit ZrO2@GO:x%Bi3+, hi n thị rõ c c đỉnh nhiễu x sắc nét khoảng 29,8o; 34,7o; 50o v 59,4o, o s ph t p v kết tinh t t củ ZrO2:Bi3+ giữ c c l p củ GO [10], [13]. Điều đ ng chú ý l , khi pha t p Bi3+ v o nền ZrO2@GO, cư ng độ tín hiệu c c đỉnh (111), (200), (200), (203) trong c c n no ZrO2@GO:Bi3+, c s biến đổi kh nhiều so v i trong ZrO2 n đầu, chứng minh s t o liên kết của Bi3+ v Zr4+ v i c c l p củ GO, g y s chuy n dịch m nh c c đỉnh nhiễu x đặc trưng của ZrO2. Ion Bi3+ pha t p trong ZrO2 t o th nh c c h t vi cầu ZrO2:Bi3+, g y r c c tư ng t c ion v ph i trí v i c c nh m chức -COOH, -CHO, -OH [11]. Mặt kh c, cư ng độ nhiễu x t i 2θ = 25,02o cua GO bị suy giảm, o cư ng độ nhiễu x ZrO2 l n h n rất nhiều GO, s c mặt củ c c h t nano ZrO2 ngăn chặn hiệu quả s xếp ch ng l p gr ph n t o th nh v t liệu n nocomposit giữ GO v ZrO2:Bi3+ [10], [14]. 3.3. Ph Raman của ZrO2@GO:Bi3+ Phổ t n x Raman củ GO v c c n nocomposit ZrO2@GO:Bi3+ được tr nh y trên H nh 4 Qu n s t H nh 4 nh n thấy, phổ R m n củ GO xuất hiện 3 ải D, G v G’(2D) trong cấu trúc tinh th củ c c on C Dải D c 1 c đỉnh 1349,96 cm -1) đặc trưng cho chế độ o động A1g, i u hiện s s i kh c, khuyết t t củ C (sp 3). Dải G c 1 (1580,60 cm-1) liên qu n đến phonon E2g, th hiện mưc sđộ tr t t củ C (sp 2), l yếu t quyết định khả năng qu ng xúc t c củ c c v t liệu n nocomposit s ZrO 2@GO:x%Bi 3+ Dải 2D (G’) c đỉnh khoảng 2670,03 cm-1 c liên qu n đến 2 phonon iTO v một s đỉnh yếu khoảng 416,57 cm-1 v 660,52 cm-1 th hiện c c khuyết t t nông trong cấu trúc GO [12]. C c đỉnh n y, đã ho n to n iến mất khi http://jst.tnu.edu.vn 317 Email: jst@tnu.edu.vn
TNU Journal of Science and Technology 229(14): 314 - 320 gắn kết ZrO2:Bi3+ v o c c tấm GO, thông qu qu tr nh rung siêu m v thuỷ nhiệt 15 gi liên tục trong utocl v , đ h nh th nh c c n nocomposit ZrO2 GO ph t p i3+ v i mức tăng độ khuyết t t m ng tinh th . Kết quả th ng kê Bảng 1 cho thấy, GO v c c n nocomposit ZrO2@GO:Bi3+ c c c tỷ lệ cư ng độ tín hiệu 1< ID/IG< 2 v tăng ần từ 1,0229 đến 1,1110, khẳng định mức độ bất tr t t củ C tăng ần theo s tăng mol% pha t p Bi3+ v o nền ZrO2 GO, nghĩ l n nocomposit ZrO2@GO:Bi3+ t o th nh c chất lượng t t [6], [14] Ngo i r , tỷ lệ IG’/IG ~ 0,4, cho thấy GO đ l p v phản nh hiệu quả khi pha t p Bi3+ v o nền ZrO2@GO [1], [15]. Bảng 1. Sự chuyển dịch Raman và tỷ lệ cường độ tín hiệu I tại các đỉnh đặc trưng D, G, G’ ường độ tín hiệu (a.u.) ỉnh (cm-1) GO ZrO2@GO:0%Bi3+ ZrO2@GO:3%Bi3+ ZrO2@GO:5%Bi3+ D - 1354,23 623,2 G - 1579,53 609,2 G’(2D) - 2670,03 228,8 D - 1349,96 423,0 461,5 385,5 G - 1580,60 403,5 423,0 347,0 iá t ị D/IG 1,0378 1,0483 1,0910 1,1110 iá t ị ’/IG 0,3756 3.4. Hiển i điện tử của nanocomposites ZrO2@GO:Bi3+ Ảnh FE-SEM của nanocomposites ZrO2@GO:x%Bi3+ được tr nh y trên H nh 5(a–b), cho thấy đặc trưng cấu trúc l p, x p, diện tích ề mặt l n. Mẫu ZrO2@GO:0%Bi3+ (H nh 5 ) c cấu trúc nhiều l p y ch ng nh u, còn mẫu ZrO2@GO:5%Bi (H nh 5b) th hiện d ng mỏng h n, bao g m c c h t nano nhỏ mịn, x c nh n hiệu quả c t ch th nh công c c l p GO trong qu tr nh composit v i nền ZrO2 GO ph t p i3+ [2], [10] Nghiên cứu kỹ h n h nh th i học của n nocomposit trên ảnh TEM (H nh 5c-5d) cho thấy, c c h t nano cầu ZrO2:Bi3+ được ph n t n t t, do s ngăn chặn c hiệu quả s kết tụ c c oxit kim lo i b i c c l p GO xen kẽ C c nanocomposite ZrO2@GO:x%Bi3+ c ng h nh cầu, độ x p đ ng đều, kích thư c h t vi cầu ZrO2:Bi3+ trong khoảng 20-30 nm. ình 5. Ảnh FE-SEM của: (a) ZrO2@GO:0%Bi, (b) ZrO2@GO:5%Bi và ảnh TEM của: (c) ZrO2@GO:0%Bi, (d) ZrO2@GO:5%Bi S rung siêu m kết hợp thuỷ nhiệt, đã ph t p được i3+ v o ZrO2 t o th nh c c h t vi cầu ZrO2:Bi3+, đã x n kẽ hiệu quả v o c c l p GO thông qu liên kết ion, cho-nh n v i c c nh m chức đặc trưng ề mặt (-OH, -COOH, -C=O, C-O-C,…) của GO [1], [11]. 3.5. Đặ ưng bề mặ iêng à ấu ú quản của v t liệu ZrO2@GO:Bi3+ Kết quả ph n tích ET tr nh y trên H nh 6 cho thấy, c c n nocomposit ZrO2@GO:x%Bi3+ c đư ng đẳng nhiệt hấp phụ lo i III, đặc trưng cho c c v t liệu nano, mao quản trung nh, nhiều l p x p v vi lỗ Vòng trễ H3 giữ đư ng cong hấp phụ v giải hấp P/Po c o h n, tư ng ứng v i http://jst.tnu.edu.vn 318 Email: jst@tnu.edu.vn
TNU Journal of Science and Technology 229(14): 314 - 320 s ngưng tụ mao quản của chất hấp phụ x p, x c nh n s h nh th nh c c lỗ mao quản siêu nhỏ (micropor s) v trung nh [16]. ình 6. Đặc trưng bề mặt: SBET, phân bố thể tích mao quản, phân bố SBET theo đường kính mao quản của các nanocomposite: (a) ZrO2@GO:0mol%Bi3+; (b) ZrO2@GO:5%Bi3+ Diện tích ề mặt riêng củ c c n nocomposit ZrO2@GO:(0-5 mol%)Bi3+ x c định được l 87,57 – 211,78 m2/g, đư ng kính m o quản trung nh kh l n khoảng 4,74 – 8,95 nm v th tích mao quản lần lượt l 0,22 v 2,98 cm3/g. Diện tích ề mặt riêng củ c c n nocomposit tăng th o h m lượng pha t p Bi3+, l yếu t c t c ụng tích c c đến khả năng hấp phụ v ho t tính qu ng xúc t c của v t liệu nanocomposite lai ZrO2@GO:Bi3+. D v o c c kết quả ph n tích, đ nh gi đặc trưng tính chất v t liệu trên, kỳ vọng c c nanocomposites ZrO2@GO:Bi3+ c tiềm năng ứng dụng trong xử lý phẩm nhuộm hữu c , ư lượng chất kh ng sinh g y ô nhiễm v c c lĩnh v c công nghệ kh c như kh ng khuẩn, kh ng nấm, xúc t c oxi h - khử [15], [17]. 4. Kết luận Đã chế t o được v t liệu nanocomposite ZrO2@GO ph t p i3+ bằng phư ng ph p thủy nhiệt kết hợp rung siêu m hiệu quả. Ảnh TEM v nhiễu x tia X đã x c nh n v t liệu ZrO2@GO:Bi3+ c cấu trúc x p chứ c c h t n no h nh cầu ZrO2:Bi3+ gắn kết chặt chẽ giữ c c l p GO. Phổ Raman đã khẳng định s tăng mức độ ất tr t t củ c c on khi tăng mol% i3+ ph t p trong nền ZrO2@GO. Phổ FT-IR đã x c nh n c c nh m liên kết nổi b t trong nanocomposite ZrO2@GO:Bi3+. Ảnh hi n vi điện tử FE-SEM v TEM đã chỉ ra h nh th i ề mặt l p ch ng x p, v i kích thư c h t ZrO2@GO:Bi3+ đ ng đều, khoảng 20-30 nm. Nanocomposites ZrO2@GO:Bi3+ c iện tích ề mặt riêng c o, đư ng kính m o quản kh l n V t liệu c tiềm năng ứng dụng trong hấp phụ, xúc t c quang xử lý thu c nhuộm, kh ng sinh v thu c trừ s u ô nhiễm trong nư c. TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES [1] A Gour n N K J in, “A v nc s in gr n synth sis of n nop rticl s,” Artif. Cells, Nanomedicine Biotechnol., vol. 47, no. 1, pp. 844-851, 2019, doi: 10.1080/21691401.2019.1577878. [2] Z. Jing et al., “Enh nc m thyl n lu sorption using zircon t lgin t /gr ph n oxi /UiO-67 rog l sph r s: Synth sis, ch r ct riz tion, kin tic stu i s, n sorption m ch nisms,” Int. J. Biol. Macromol., vol. 238, 2023, Art. no. 124044, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2023.124044. [3] N N r y n, A M iy zh g n, n R V jt i, “M t l n nop rticl s s gr n c t lysts,” Materials (Basel)., vol. 12, no. 21, pp. 1-12, 2019, doi: 10.3390/ma12213602. [4] D. A. Tolan et al., “Eff ct of ismuth oping on th cryst l structur n photoc t lytic ctivity of tit nium oxi ,” RSC Adv., vol. 13, no. 36, pp. 25081-25092, 2023, doi: 10.1039/d3ra04034h. [5] N. C. Manh et al., “Enh nc Visi l -Light Photocatalytic Degradation Efficiency of Ce4+ -Doped ZrO2/ZnO N nocomposit s F ric t y Simpl Hy roth rm l M tho ,” J. Electron. Mater., no. 0123456789, 2024, doi: 10.1007/s11664-024-11460-8. http://jst.tnu.edu.vn 319 Email: jst@tnu.edu.vn
TNU Journal of Science and Technology 229(14): 314 - 320 [6] W. Guo, B. Zhao, Q. Zhou, Y. He, Z. Wang, and N. Radacsi, “F -Doped ZnO/Reduced Graphene Oxide Nanocomposite with Synergic Enhanced Gas Sensing Performance for the Effective Detection of Form l hy ,” ACS Omega, vol. 4, no. 6, pp. 10252-10262, 2019, doi: 10.1021/acsomega. 9b00734. [7] H. Kumar, R. Sharma, A. Y v, n R Kum ri, “R c nt v nc m nt m in th fi l of r uc graphene oxide- s n nocomposit s us in th n rgy stor g vic s: A r vi w,” J. Energy Storage, vol. 33, 2021, Art. no. 102032, doi: 10.1016/j.est.2020.102032. [8] M. Kanatzidis, H Sun, n S D hn n, “ ismuth - Th M gic El m nt,” Inorg. Chem., vol. 59, no. 6, pp. 3341-3343, 2020, doi: 10.1021/acs.inorgchem.0c00222. [9] R. Zhang et al., “A nov l visi l -light-induced double Z-scheme photocatalytic system: NH2-UiO- 66/BiOBr/Bi2S3 for gr tion of t tr cyclin hy rochlori n rho min ,” Colloids Surfaces A Physicochem. Eng. Asp., vol. 649, 2022, doi: 10.1016/j.colsurfa.2022.129350. [10] L J Zh o, W Z i, M H Wong, n H C M n, “Hy roth rm l synth sis of Ag-ZrO2/r-GO coating on CoCrMo su str t ,” Mater. Lett., vol. 228, pp. 314-317, 2018, doi: 10.1016/j.matlet.2018.06.042. [11] A T L w l, “Gr ph n - s n no composit s n th ir pplic tions A r vi w,” Biosens. Bioelectron., vol. 141, 2019, Art. no. 111384, doi: 10.1016/j.bios.2019.111384. [12] M Ishw riy , T Siv r nj ni, S Sur sh, S P ri n y, n S Soun h riy , “Sp ctroscopic (FT-IR, FT- Raman, NMR and UV–vis), quantum calculation, molecular structure, solvent interaction, ADME and molecular docking investigation on 4-oxo-4h-1-benzopyran-2-c r oxylic ci ,” J. Mol. Struct., vol. 1302, 2024, doi: 10.1016/j.molstruc.2023.137452. [13] R nsouil h, T H mm i, A K Ou kou k, A Ghor l, n Z Ksi i, “Comp r tiv stu y of th efficiency of different noble metals supported on zirconium oxide in the catalytic wet air oxidation of bisphenol-A solution,” Chem. Phys. Lett., vol. 761, 2020, Art. no. 138022, doi: 10.1016/j.cplett.2020. 138022. [14] P Nu ngm tch , P Porr w tkul, S Ch nth i, P Srich ro n, n N Limchoowong, “Enh nc photocatalytic degradation of methylene blue using Fe2O3/graphene/CuO nanocomposites under visible light,” J. Environ. Chem. Eng., vol. 7, no. 6, 2019, Art. no. 103438, doi: 10.1016/j.jece.2019.103438. [15] M A Ahm n A A Moh m , “R c nt progr ss in s micon uctor/graphene photocatalysts: synth sis, photoc t lytic pplic tions, n ch ll ng s,” RSC Adv., vol. 13, no. 1, pp. 421-439, 2022, doi: 10.1039/d2ra07225d. [16] J H L , P V lmurug n, A V R vi, n T Oh, “Gr n n hy roth rm l ss m ly of r uc graphene oxide (rGO)-coated ZnO and Fe hybrid nanocomposite for the removal of nitrate and phosph t ,” Environ. Chem. Ecotoxicol., vol. 2, pp. 141-149, 2020, doi: 10.1016/j.enceco. 2020.08.001. [17] J. Sun et al., “ i/ i2O3 nanoparticles supported on N-doped reduced graphene oxide for highly efficient CO2 l ctror uction to form t ,” Chinese Chem. Lett., vol. 31, no. 6, pp. 1415-1421, 2020, doi: 10.1016/j.cclet.2020.04.031. http://jst.tnu.edu.vn 320 Email: jst@tnu.edu.vn