Nghiên cứu ảnh hưởng của nanosphere polystyrene lên tính chất quang xúc tác của bismuth oxybromide

• Tác giả: Đặng Ngọc Lượng
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Thanh Trúc
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Materials Technology
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của polystyrene nanospheres đến tính chất xúc tác quang của bismuth oxybromide
• Loại tài liệu: bachelor thesis
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. STUDIES ON PHOTOCATALYTIC MATERIALS
• 1.1. The demand of photocatalysts around the world
• 1.2. The demand of photocatalysts in Vietnam
• 1.3. Motivation and Objectives
• 1.4. Overview of photocatalysis
• 1.5. Introduction of BiOBr
• 1.6. Sol-gel method
• 1.7. Introdution of nano Polystyrene
• 1.8. Method of fabricating nanostructures with hard templates
• 1.9. Apparatuses and equipment
• 1.10. NPS synthesis process
• 1.11. BiOBr synthesis process
• 1.12. NPS-based BiOBr synthesis process
• 1.13. Photocatalytic survey process
• 1.14. Adsorption and photocatalytic activity measurements
• 2. RESULTS AND DISCUSSIONS
• 2.1. Characterization of as-prepared NPS
• 2.2. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)
• 2.3. Dynamic light scattering (DLS)
• 2.4. FE SEM Analysis
• 2.5. Characterization of mesoporous BiOBr
• 2.6. (FTIR) Fourier Transform Infrared Spectroscopy
• 2.7. FE SEM Analysis
• 2.8. UV-Vis DRS spectrum
• LIST OF ABBREVIATIONS
• LIST OF TABLES
• LIST OF FIGURES AND CHART
• FOREWORD

I. Giới thiệu về Nanosphere Polystyrene và Bismuth Oxybromide

Nanosphere Polystyrene (NPS) và Bismuth Oxybromide (BiOBr) là hai vật liệu quan trọng trong nghiên cứu quang xúc tác. NPS được sử dụng như một mẫu cứng để tạo ra cấu trúc mesoporous cho BiOBr, giúp cải thiện diện tích bề mặt và khả năng hấp phụ. BiOBr là một chất bán dẫn có cấu trúc phân lớp, với khả năng quang xúc tác mạnh dưới ánh sáng khả kiến. Sự kết hợp giữa NPS và BiOBr hứa hẹn mang lại hiệu quả cao trong việc phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ.

1.1. Nanosphere Polystyrene trong quang xúc tác

Nanosphere Polystyrene được tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp nhũ tương gần như không có nhũ. Kích thước hạt NPS nhỏ hơn 100nm và có độ đa phân tán thấp, giúp tạo ra cấu trúc mesoporous khi kết hợp với BiOBr. Điều này làm tăng diện tích bề mặt riêng, cải thiện khả năng hấp phụ và quang xúc tác của vật liệu.

1.2. Bismuth Oxybromide và tính chất quang xúc tác

Bismuth Oxybromide là một chất bán dẫn có cấu trúc phân lớp, với khả năng hấp thụ ánh sáng khả kiến mạnh. BiOBr được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel, cho hiệu quả cao trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm như Rhodamine B (RhB) dưới ánh sáng đèn LED trắng.

II. Ảnh hưởng của Nanosphere Polystyrene lên Bismuth Oxybromide

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá sự ảnh hưởng của Nanosphere Polystyrene lên cấu trúc và tính chất quang xúc tác của Bismuth Oxybromide. Kết quả cho thấy, việc thêm NPS vào quá trình tổng hợp BiOBr làm thay đổi đáng kể cấu trúc bề mặt và khả năng quang xúc tác của vật liệu.

2.1. Ảnh hưởng đến cấu trúc bề mặt

Việc sử dụng NPS làm mẫu cứng giúp tạo ra cấu trúc mesoporous cho BiOBr. Điều này làm tăng diện tích bề mặt riêng, từ đó cải thiện khả năng hấp phụ các chất ô nhiễm. Kết quả phân tích SEM cho thấy sự thay đổi rõ rệt trong cấu trúc bề mặt của BiOBr khi thêm NPS.

2.2. Ảnh hưởng đến tính chất quang xúc tác

Sự có mặt của NPS làm tăng hiệu quả quang xúc tác của BiOBr. Kết quả thí nghiệm cho thấy, vật liệu BiOBr/PS có khả năng phân hủy RhB nhanh hơn so với BiOBr nguyên chất. Điều này được giải thích bởi sự gia tăng diện tích bề mặt và khả năng hấp thụ ánh sáng của vật liệu.

III. Ứng dụng thực tiễn và ý nghĩa của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các vật liệu quang xúc tác hiệu quả, ứng dụng trong xử lý nước thải công nghiệp. BiOBr/PS có tiềm năng lớn trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại, góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

3.1. Ứng dụng trong xử lý nước thải

Vật liệu BiOBr/PS có khả năng phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ như RhB một cách hiệu quả dưới ánh sáng khả kiến. Điều này mở ra tiềm năng ứng dụng trong xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là trong ngành dệt nhuộm và giấy.

3.2. Ý nghĩa khoa học và môi trường

Nghiên cứu này không chỉ góp phần vào sự phát triển của khoa học vật liệu mà còn mang lại lợi ích thiết thực trong việc bảo vệ môi trường. Việc sử dụng BiOBr/PS giúp giảm thiểu tác động của các chất ô nhiễm hữu cơ lên hệ sinh thái và sức khỏe con người.