intTypePromotion=1
ADSENSE

Nghiên cứu chế tạo vật liệu CO3O4 pha tạp các bon có khả năng phân hủy thuốc nhuộm xanh methylene

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

5
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu chế tạo vật liệu CO3O4 pha tạp các bon có khả năng phân hủy thuốc nhuộm xanh methylene trình bày phương pháp tổng hợp Co3O4 pha tạp các bon (ký hiệu Co3O4-C) nhờ sử dụng glucose. Sản phẩm thu được có khả năng phân hủy thuốc nhuộm xanh methylene nhờ tăng diện tích bề mặt và giảm độ rộng vùng cấm.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu chế tạo vật liệu CO3O4 pha tạp các bon có khả năng phân hủy thuốc nhuộm xanh methylene

  1. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU CO3O4 PHA TẠP CÁC BON CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦY THUỐC NHUỘM XANH METHYLENE 1 2 Bùi Thị Hoàn , Phạm Hùng Vượng 1 Bộ môn Vật lý - Khoa Năng Lượng - Trường Đại học Thủy lợi Email:buithihoan@ tlu.edu.vn 2 Viện Tiên tiến khoa học và công nghệ - Đại học Bách Khoa Hà Nội 1. GIỚI THIỆU CHUNG 300 mg. PH của dung dịch được điều chỉnh đến 10 bằng dung dịch amoniac. Sau đó tiến Coban oxít (Co3 O4 ) là một chất bán dẫn có hành thủy nhiệt ở 200 o C trong 12 h. Sản tiềm năng ứng dụng trong cảm biến, dụng cụ phẩm sau thủy nhiệt được quay ly tâm và rửa điện hóa, pin ion Li, vật liệu từ và quang xúc bằng nước cất 3 lần để loại bỏ các sản phẩm tác. Co3 O4 đôi khi còn được viết dưới dạng phụ hữu cơ. Sản phẩm cuối cùng được sấy CoO.Co2 O3 . Việc sử dụng tương tác giữa các khô ở 150 o C trong 12 h. Các mẫu Co3 O4 và oxít kim loại vô cơ và các chất phụ gia hữu Co3 O4 – C được khảo sát khả năng phân hủy cơ như vitamin C, glucose có thể cung cấp bằng cách cho 20 mg sản phẩm thu được vào một giải pháp hữu hiệu để tổng hợp oxít kim 50 ml dung dịch xanh methylen (MB) 20ppm loại pha tạp các bon. Kích thước hạt có thể đã được điều chỉnh pH. Khuấy đều dung dịch điều khiển theo chiều hướng làm tăng diện trên trong bóng tối, trong điều kiện thường và tích bề mặt để tăng cường khả năng hấp thụ khi chiếu bằng đèn UV – 6W. Đặc tính của thuốc nhuộm. Xanh methylene là một thuốc vật liệu Co3 O4 -C được phân tích bằng hiển vi nhuộm được sử dụng phổ biến trong công điện tử truyền qua (TEM, JEOL, JEM 1010, nghiệp dệt nhuộm. Nó có thể gây ra các bệnh JEOL Techniques). Phổ nhiễu xạ tia X được về mắt, da, đường hô hấp, tiêu hóa và thậm chụp bằng máy nhiễu xạ tia X, Siemens chí gây ung thư. Ở đây chúng tôi trình bày D5000. Phổ hồng ngoại (FTIR) của mẫu đo phương pháp tổng hợp Co3 O4 pha tạp các bằng thiết bị Fourier FTIR 6700- Thermo bon (ký hiệu Co3 O4 -C) nhờ sử dụng glucose. Nicolet. Các phổ UV-Vis được đo trên máy Sản phẩm thu được có khả năng phân hủy Cary 500. thuốc nhuộm xanh methylene nhờ tăng diện tích bề mặt và giảm độ rộng vùng cấm. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Hình 1 là ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU của các mẫu không pha tạp và pha tạp các Mẫu CO3 O4 pha tạp các bon (ký hiệu Co3 O4 - bon. Khi không pha tạp (x = 0) thì đa phần C) được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt các hạt oxít kim loại có dạng lập phương với từ muối coban clorua CoCl2 .6H2 O, glucose kích thước nằm trong khoảng 37 đến 83 nm. (tiền chất cacbon) và dung dịch amoniac. Khi có mặt glucose (x = 100) thì tinh thể ưu Muối coban clorua và x mg glucose được tiên phát triển theo một chiều và hình thành hòa tan vào nước cất để thu được dung dịch các thanh. Khi lượng glucose tăng lên trong suốt. Trong nghiên cứu này lượng (x = 200, 300) thì chúng có thể được hấp thụ glucose được sử dụng là x = 0; 100; 200; và vào một số mặt phẳng tinh thể hoặc tạo càng 503
  2. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 với nguyên tử Co như một chất phủ ngăn cản ứng với mặt phẳng (222) về phía góc nhiễu chúng kết đám do đó kích thước hạt bị giảm. xạ nhỏ hơn (hình 3). Điều này được cho là do bán kính ion C4- (0,26 nm) lớn hơn nhiều ion O2- (0,14 nm) nên khi C thay thế vào vị trí của O kéo theo sự dãn mạng [2]. Hình 1. Ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) của coban oxít khi thay đổi Hình 3. Phổ nhiễu xạ tia X của CO3 O4 nồng độ glucose và CO3 O4 – C (x = 300) Hình 2 là phổ nhiễu xạ tia X của các mẫu. Khi ion Co2+ kết hợp với H2 O tạo ra coban Tất cả các đỉnh phổ thu được đều là các đỉnh hydroxit (Co(OH)2 ), sau đó Co(OH)2 bị đặc trưng của Co3 O4 (JCPDS42-1467): đỉnh glucose khử thành Co3O4 còn glucose bị oxi nhiễu xạ 31,85o ứng với mặt phẳng (220), hóa thành gluconic axít. Glucose và gluconic 39,31 o ứng với mặt phẳng (222) [1]. axít có các nhóm carboxyl có thể tạo càng với mặt phẳng tinh thể như là chất bao bọc tương tự như chất hoạt động bề mặt cản trở không gian [3]. Khi sấy khô ở 150o C thì do có tác động của nhiệt độ nên có sự thay thế một phần oxy trong mạng Co3 O4 bằng C từ đó hình thành hợp chất Co3 O4 pha tạp các bon (Co3 O4 – C). Như vậy glucose cản trở sự kết đám của các hạt nên khi tăng nồng độ glucose thì kích thước các hạt giảm. Hình 4 là phổ hồng ngoại FTIR của các mẫu pha tạp và không pha tạp. Đỉnh 586 và 738 cm-1 tương ứng với dao động Co(II)-O và Co(III)-O của Co3 O4 dạng spinel. Đỉnh ứng Hình 2. Phổ nhiễu xạ tia X của Co3 O4 với 3568 cm-1 tương ứng với dao động của và các mẫu Co3 O4 -C nhóm OH. Khi lượng glucose tăng thì xuất hiện các đỉnh ứng với dải dãn đối xứng C = O Khi tăng nồng độ glucose lên thì cường độ ở 1707 cm-1 và dải dãn C = C ở 1616 cm-1 . đỉnh phổ giảm và các đỉnh có xu hướng rộng Điều này chứng tỏ sự có mặt của các bon ra chứng tỏ có sự vô định hình hóa. Quan sát trong các mẫu có pha tạp glucose. Từ phổ trên phổ nhiễu xạ tia X cũng nhận thấy rằng FTIR có thể khẳng định sự có mặt của C có sự dịch chuyển nhẹ của đỉnh phổ tương trong cấu trúc của hạt thu được và sự dịch 504
  3. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 chuyển đỉnh nhiễu xạ trong phổ XRD cho cation. Trong môi trường bazơ số lượng thấy đã có sự thay thế của C vài vị trí của O nhóm OH- bám trên bề mặt của hạt nhiều hơn trong Co3 O4 . dẫn đến MB bị hấp thụ mạnh hơn. Hiệu suất hấp thụ là tỷ lệ giữa nồng độ dung dịch bị hấp thụ trên nồng độ dung dịch ban đầu. Khi không được chiếu tia UV thì xảy ra quá trình hấp thụ MB trên bề mặt của các hạt. Khi được chiếu xạ bởi tia UV thì các điện tử được tạo ra bởi ánh sáng kết hợp với các nhóm OH- tạo ra nhóm hydroxyl hoạt tính (OH) làm cho hiệu suất phân hủy MB tăng. Như vậy hiệu suất phân hủy MB của mẫu Co3 O4 - C (x = 300) trong môi trường pH = 10 khi được chiếu tia UV là cao nhất đạt 85%. Mẫu không pha tạp thì hiệu suất phân hủy chỉ đạt  chừng 60%. Hình 4. Phổ hồng ngoại của các mẫu Co3 O4 4. KẾT LUẬN không pha tạp và pha tạp các bon Hình 5 thể hiện sự suy giảm nồng độ xanh Co3 O4 pha tạp cacbon được chế tạo bằng methylene 20 ppm theo thời gian khi dùng phương pháp thủy nhiệt. Các hợp chất này chất xúc tác là Co3 O4 – C với x = 300, thể hiện khả năng hấp phụ và phân hủy xanh pH = 10 khi được chiếu tia UV. methylene ở môi trường bazơ với hiệu suất cao nhất đạt đến 85% trong thời gian 10 phút. Nhờ pha tạp các bon mà hiệu suất phân hủy MB đã tăng từ 60% lên 85%. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] AnaFernádez-Osorio, et al, 2009, “Hydro- thermal synthesis of Co3O 4 nanooctahedra and their magnetic properties”, Rev.Adv. Mater.Sci., Vol 22, 60-66. [2] Seungho Cho, et al, 2010, “Carbon-doped ZnO nanostructures synthesized using vita- min C for visible light photocatalysis”, Cryst Eng Comm, Vol 12, 3929–3935. [3] Xiaohong Sun, et al, 2009, “Size- Hình 5. Phổ hấp thụ của MB theo thời gian Controlled Synthesis of Magnetite (Fe3O4) Nanopar-ticles Coated with Ngoài ra chúng tôi đã khảo sát ảnh hưởng Glucose and Gluconic Acid from a Single của pH, lượng glucose, điều kiện chiếu sáng Fe(III) Precursor by a Sucrose lên hiệu suất phân hủy MB. Kết quả cho thấy Bifunctional Hydrothermal Method”, chỉ trong môi trường bazơ hợp chất Co3 O4 – J. Phys. Chem. C, Vol 113, 16002-16008. C hấp thụ MB nhiều nhất. MB bị hấp thụ là do tương tác Coulomb giữa các nhóm OH- có trên bề mặt các hạt vì MB có cấu hình của 505
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2