Luận Văn Thạc Sĩ: Tổng Hợp và Đánh Giá Hoạt Tính Quang Của Vật Liệu Xúc Tác g-C3N4

Luận văn thạc sĩ HUS nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính quang của vật liệu xúc tác dựa trên g-C3N4, góp phần vào công nghệ xanh.

• Tác giả: Đoàn Duy Hùng
• Người hướng dẫn: TS. Đặng Văn Đoàn
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Dầu
• Đề tài: Tổng Hợp Và Đánh Giá Hoạt Tính Quang Của Vật Liệu Xúc Tác Trên Cơ Sở g - C3N4
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Nước thải dệt nhuộm
• 1.2. Sơ lược về thuốc nhuộm
• 1.3. Tác hại của ô nhiễm nước thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm
• 1.4. Các phương pháp xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm
• 1.5. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU g - C3N4
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC KẾT QUẢ THẢO LUẬN
• 3.1. Các kĩ thuật đo khảo sát tính chất của vật liệu g - C3N4
• 3.2. Kết quả đo phổ nhiễu xạ tia X (XRD) của g - C3N4
• 3.3. Kết quả đo UV-Vis pha rắn của g - C3N4
• 3.4. Kết quả đo phổ hồng ngoại IR của g - C3N4
• 3.5. Các kĩ thuật đo khảo sát tính chất của xúc tác Cu2O/g - C3N4 với tỷ lệ (1:4), (3:7), (1:9), (1:19)
• 3.6. Kết quả XRD
• 3.7. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 3.8. Phương pháp hồng ngoại (IR)
• 3.9. Kết quả đo UV phản xạ
• 3.10. Khảo sát quang xúc tác phân hủy MB
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Hoạt Tính Quang Của Vật Liệu g C3N4

Vật liệu xúc tác quang g-C3N4 đã thu hút sự chú ý lớn trong nghiên cứu và ứng dụng nhờ vào khả năng hấp thụ ánh sáng và hoạt tính quang. Đánh giá hoạt tính quang của vật liệu này là một bước quan trọng trong việc phát triển các giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về cấu trúc, tính chất và ứng dụng của g-C3N4 trong lĩnh vực xúc tác quang.

1.1. Cấu Trúc và Tính Chất Của Vật Liệu g C3N4

g-C3N4 có cấu trúc dạng lớp, với các liên kết cacbon và nitơ tạo thành mạng lưới vững chắc. Tính chất quang học của g-C3N4 cho phép nó hấp thụ ánh sáng trong vùng khả kiến, điều này làm cho nó trở thành một ứng cử viên lý tưởng cho các ứng dụng xúc tác quang. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng năng lượng vùng cấm của g-C3N4 khoảng 2.7 eV, cho phép nó hoạt động hiệu quả dưới ánh sáng mặt trời.

1.2. Ứng Dụng Của g C3N4 Trong Xử Lý Ô Nhiễm

g-C3N4 được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng xử lý ô nhiễm nước, đặc biệt là trong việc phân hủy các hợp chất hữu cơ độc hại như thuốc nhuộm. Nghiên cứu cho thấy rằng g-C3N4 có thể phân hủy hiệu quả methylen xanh, một loại thuốc nhuộm phổ biến trong ngành dệt nhuộm, nhờ vào khả năng xúc tác quang của nó.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Nước Và Tác Động Của Thuốc Nhuộm

Ô nhiễm nước do thuốc nhuộm là một vấn đề nghiêm trọng trong ngành công nghiệp dệt nhuộm. Các hợp chất hữu cơ trong nước thải dệt nhuộm không chỉ gây hại cho môi trường mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Việc tìm kiếm các phương pháp hiệu quả để xử lý ô nhiễm này là rất cần thiết.

2.1. Tác Hại Của Ô Nhiễm Nước Đến Môi Trường

Ô nhiễm nước từ thuốc nhuộm có thể gây ra sự suy giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến sự sống của các sinh vật thủy sinh. Nồng độ thuốc nhuộm cao trong nước có thể cản trở quá trình quang hợp và hô hấp của các loài cá và thực vật thủy sinh, dẫn đến sự mất cân bằng sinh thái.

2.2. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm Nước Từ Ngành Dệt Nhuộm

Ngành dệt nhuộm sử dụng một lượng lớn thuốc nhuộm và hóa chất trong quá trình sản xuất. Các chất thải này thường chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, gây ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước. Việc xử lý không triệt để các chất thải này là nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm nước.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Vật Liệu g C3N4

Việc tổng hợp g-C3N4 có thể được thực hiện qua nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào các phương pháp tổng hợp phổ biến và hiệu quả nhất.

3.1. Phương Pháp Ngưng Tụ Hóa Học

Phương pháp ngưng tụ hóa học là một trong những phương pháp phổ biến để tổng hợp g-C3N4. Phương pháp này cho phép tạo ra vật liệu với cấu trúc đồng nhất và kích thước hạt nhỏ, từ đó nâng cao hiệu suất xúc tác quang.

3.2. Phương Pháp Nhiệt Phân

Nhiệt phân là một phương pháp khác để tổng hợp g-C3N4, trong đó các tiền chất được đun nóng ở nhiệt độ cao để tạo ra vật liệu. Phương pháp này thường cho ra sản phẩm có độ tinh khiết cao và tính chất quang học tốt.

IV. Đánh Giá Hoạt Tính Quang Của Vật Liệu g C3N4

Đánh giá hoạt tính quang của g-C3N4 là một bước quan trọng để xác định khả năng ứng dụng của vật liệu trong xử lý ô nhiễm. Các phương pháp đánh giá bao gồm khảo sát khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ dưới ánh sáng khả kiến.

4.1. Phương Pháp Khảo Sát Hoạt Tính Quang

Các phương pháp khảo sát hoạt tính quang của g-C3N4 bao gồm đo phổ hấp thụ UV-Vis và phân tích quang xúc tác. Những phương pháp này giúp xác định khả năng hấp thụ ánh sáng và hiệu suất phân hủy của vật liệu.

4.2. Kết Quả Đánh Giá Hoạt Tính Quang

Kết quả nghiên cứu cho thấy g-C3N4 có khả năng phân hủy hiệu quả methylen xanh dưới ánh sáng khả kiến, với tỷ lệ phân hủy cao. Điều này chứng tỏ g-C3N4 là một vật liệu tiềm năng cho các ứng dụng xử lý ô nhiễm nước.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Vật Liệu g C3N4

Nghiên cứu về g-C3N4 đã chỉ ra rằng vật liệu này có tiềm năng lớn trong việc xử lý ô nhiễm nước. Tuy nhiên, vẫn cần nhiều nghiên cứu hơn nữa để cải thiện hiệu suất và khả năng ứng dụng của nó trong thực tế.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Về g C3N4

Tương lai của nghiên cứu về g-C3N4 hứa hẹn sẽ mang lại nhiều đột phá trong lĩnh vực xúc tác quang. Việc phát triển các phương pháp tổng hợp mới và cải tiến cấu trúc của g-C3N4 có thể nâng cao hiệu suất xúc tác của vật liệu.

5.2. Ứng Dụng Thực Tiễn Của g C3N4

g-C3N4 có thể được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước thải, đặc biệt là trong các nhà máy dệt nhuộm. Việc áp dụng g-C3N4 trong thực tế sẽ góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp dệt may hiện nay đang đối mặt với những thách thức nghiêm trọng về mặt môi trường khi chiếm tới 72,3% tổng lượng nước tiêu thụ tại các công đoạn hoàn tất và nhuộm sợi. Trong quá trình sản xuất, lượng thuốc nhuộm dư thừa không bám dính vào sợi vải thải trực tiếp ra môi trường có thể lên đến 50%, trong đó các dòng thuốc nhuộm azo độc hại chiếm khoảng 60% đến 70% tổng thị phần tiêu thụ. Nước thải dệt nhuộm thường có nhiệt độ cao trên 40°C, độ kiềm mạnh với pH dao động từ 9 đến 12, cùng độ màu đậm đặc cản trở nghiêm trọng quá trình quang hợp của hệ thủy sinh. Để xử lý 1 kg sản phẩm dệt may cần từ 50 đến 300 lít nước, và có khoảng 88,4% lượng nước này bị thải ra ngoài môi trường mang theo các phân tử phẩm nhuộm bền vững với ánh sáng và nhiệt độ.

Xuất phát từ thực trạng trên, đề tài tập trung nghiên cứu tổng hợp và đánh giá hoạt tính quang xúc tác của vật liệu composite trên cơ sở graphitic carbon nitride biến tính đồng (I) oxit, ký hiệu là Cu2O/g-C3N4. Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là chế tạo thành công hệ xúc tác quang dị thể hoạt động hiệu quả dưới vùng ánh sáng khả kiến nhằm phân hủy các hợp chất màu hữu cơ độc hại như xanh methylen có cực đại hấp thụ tại bước sóng 660 nm. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn năm 2018 tại Khoa Hóa học thuộc Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội phối hợp với Viện Khoa học hình sự thuộc Bộ Công an. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn lớn khi mở ra giải pháp công nghệ làm sạch nước thải dệt nhuộm, nâng cao hiệu suất chuyển hóa phẩm màu đạt trên 92% và tận dụng hiệu quả nguồn bức xạ tự nhiên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết quang xúc tác dị thể trên chất bán dẫn và mô hình chuyển dịch điện tích giữa các vùng năng lượng. Theo định luật quang hóa của Einstein, khi vật liệu bán dẫn hấp thụ photon ánh sáng có năng lượng lớn hơn hoặc bằng độ rộng vùng cấm, các electron ở vùng hóa trị sẽ nhảy lên vùng dẫn, đồng thời sinh ra các lỗ trống mang điện tích dương. Các lỗ trống này có thế oxy hóa mạnh khoảng 2,8 V để chuyển hóa phân tử nước thành gốc tự do hydroxyl, trong khi electron tại vùng dẫn khử phân tử oxy hòa tan tạo thành gốc superoxide. Hai gốc tự do linh động này đóng vai trò quyết định trong việc bẻ gãy các liên kết vòng thơm phức tạp của thuốc nhuộm thành carbon dioxide và nước.

Ba khái niệm học thuật then chốt được phân tích chuyên sâu gồm: cấu trúc vùng năng lượng với độ rộng vùng cấm của g-C3N4 đạt mức 2,7 eV tương ứng bước sóng hấp thụ 460 nm, ưu việt hơn mức 3,2 eV ở bước sóng 380 nm của titan dioxide; dị thể tiếp xúc bán dẫn loại p-n giữa Cu2O và g-C3N4 tạo gradient điện trường phân tách điện tích; và cơ chế bẫy điện tích bề mặt nhằm kéo dài thời gian sống của các hạt mang điện quang sinh, hạn chế quá trình tái tổ hợp electron và lỗ trống.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thực nghiệm thu thập từ quá trình nhiệt phân melamine tinh khiết ở 500°C trong 2,5 giờ dưới dòng khí nitơ bảo vệ để tổng hợp g-C3N4. Hệ vật liệu composite Cu2O/g-C3N4 được chế tạo theo 4 tỷ lệ khối lượng xác định gồm 1:4, 3:7, 1:9 và 1:19 thông qua phản ứng khử đồng acetate 0,007 mol bằng glucose 0,2 mol/l trong môi trường kiềm ở nhiệt độ 60°C, sau đó sấy khô tại 80°C trong 12 giờ. Cỡ mẫu khảo sát hoạt tính xúc tác quang gồm 0,2 gam vật liệu phân tán trong 100 ml dung dịch phẩm nhuộm xanh methylen nồng độ 30 ppm, bổ sung 2 ml dung dịch hydrogen peroxide 30% và chiếu xạ bởi nguồn đèn công suất 150 W trong các mốc thời gian từ 0 đến 120 phút.

Các phương pháp phân tích vật lý hiện đại được lựa chọn nhằm kiểm chứng toàn diện đặc trưng vật liệu: phương pháp nhiễu xạ tia X thực hiện trên thiết bị D8 Advance với bức xạ CuKα bước sóng 1,54056 Å tại góc quét từ 5° đến 80° để định danh pha tinh thể; quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier quét trong dải tần số 400 đến 4000 cm-1 nhằm xác định các liên kết C-N dị vòng; phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ nitơ ở 77 K theo mô hình Brunauer-Emmett-Teller để tính diện tích bề mặt; kính hiển vi điện tử quét xác định hình thái bề mặt nano; và phương pháp quang phổ tử ngoại - khả kiến đo độ suy giảm quang phổ tại bước sóng 660 nm theo thời gian.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích thực nghiệm đã mang lại bốn phát hiện khoa học quan trọng về cấu trúc và hoạt tính quang hóa của hệ vật liệu:

Thứ nhất, phân tích nhiễu xạ tia X của mẫu g-C3N4 nguyên chất ghi nhận pic nhiễu xạ đặc trưng sắc nét tại vị trí góc 2theta bằng 28°, tương ứng với khoảng cách giữa các lớp mạng tinh thể d bằng 3,569 Å. Cấu trúc dạng lớp của carbon nitride thể hiện độ bền nhiệt vượt trội khi duy trì trạng thái ổn định ở nhiệt độ trên 600°C trong cả môi trường khí nitơ và oxy.

Thứ二, phép đo diện tích bề mặt riêng theo phương pháp Brunauer-Emmett-Teller xác định g-C3N4 đạt giá trị 7,24 m2/g với đường cong hấp phụ - giải hấp phụ có vòng trễ dạng mao quản trung bình và rộng. Khi kết hợp với các hạt nano Cu2O, hình thái học bề mặt qua ảnh hiển vi điện tử quét cho thấy các hạt oxit đồng phân tán đồng đều trên bề mặt các phiến carbon nitride 2D, hạn chế sự vón cục của vật liệu.

Thứ ba, phổ hồng ngoại của hệ composite Cu2O/g-C3N4 xuất hiện đầy đủ các dao động hóa học đặc trưng của khung vòng tri-s-triazine tại vùng 1200 đến 1650 cm-1 cùng dao động uốn liên kết C-N-C tại 810 cm-1, khẳng định cấu trúc nền của polyme không bị phá hủy sau khi gắn kết với oxit kim loại.

Thứ tư, khảo sát động học phân hủy dung dịch xanh methylen 30 ppm dưới ánh sáng khả kiến cho thấy mẫu composite Cu2O/g-C3N4 đạt độ chuyển hóa màu sắc trên 92% sau 120 phút phản ứng, cao hơn gấp 3,5 lần so với mẫu g-C3N4 nguyên chất vốn chỉ đạt độ chuyển hóa dưới 30% trong cùng điều kiện chiếu sáng.

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng vượt bậc về hoạt tính quang xúc tác của vật liệu Cu2O/g-C3N4 xuất phát từ cơ chế tạo tiếp xúc dị thể p-n giữa bán dẫn loại p là Cu2O với năng lượng vùng cấm hẹp khoảng 2,17 eV và bán dẫn loại n là g-C3N4 với vùng cấm 2,7 eV. Sự chênh lệch mức năng lượng tại vùng dẫn và vùng hóa trị thúc đẩy các electron quang sinh di chuyển nhanh chóng từ vùng dẫn của Cu2O sang g-C3N4, trong khi lỗ trống dịch chuyển theo chiều ngược lại. Hiện tượng này tạo nên một bẫy điện tích tự nhiên, kéo dài thời gian sống của các hạt mang điện và triệt tiêu tốc độ tái tổ hợp quang sinh vốn là nhược điểm chí tử của g-C3N4 đơn pha.

So với các nghiên cứu sử dụng chất xúc tác truyền thống như titan dioxide hay kẽm oxit chỉ tận dụng được khoảng 5% lượng bức xạ tử ngoại từ ánh sáng mặt trời, vật liệu Cu2O/g-C3N4 mở rộng dải hấp thụ quang sâu vào vùng ánh sáng nhìn thấy chiếm tới 45% năng lượng mặt trời. Các dữ liệu thực nghiệm về động học phản ứng được mô tả trực quan thông qua biểu đồ suy giảm nồng độ Ct/C0 theo thời gian và bảng thông số diện tích bề mặt, chứng minh rõ mối tương quan giữa tỷ lệ thành phần Cu2O và tốc độ phản ứng quang hóa đạt giá trị tối ưu tại các tỷ lệ biến tính trung gian.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hoàn thiện và ứng dụng hiệu quả vật liệu Cu2O/g-C3N4 vào xử lý môi trường thực tế, bốn giải pháp chiến lược được đề xuất như sau:

Một là, tối ưu hóa công nghệ chế tạo để nâng cao diện tích bề mặt riêng của vật liệu từ mức 7,24 m2/g lên trên 35 m2/g thông qua các kỹ thuật tạo bọt khí, tẩy mẫu hóa học hoặc bóc tách lớp nano bằng nhiệt trong thời gian 6 tháng tới do nhóm nghiên cứu phòng thí nghiệm chủ trì.

Hai là, triển khai thử nghiệm hệ quang xúc tác mở rộng trên các dòng nước thải dệt nhuộm thực tế có độ kiềm cao từ pH 9 đến 12 và nồng độ muối lớn, hướng tới mục tiêu giảm chỉ số COD trên 85% và loại bỏ 95% độ màu trong lộ trình 12 tháng tại các khu công nghiệp dệt may.

Ba là, nghiên cứu cố định hạt xúc tác nano lên các giá thể mang rắn như sợi thủy tinh, màng gốm xốp hoặc hạt polymer xốp nhằm nâng tỷ lệ thu hồi vật liệu đạt trên 98%, duy trì hoạt tính ổn định sau tối thiểu 5 chu kỳ tái sử dụng liên tục trong vòng 18 tháng do các kỹ sư hóa môi trường phối hợp thực hiện.

Bốn là, tích hợp hệ thống bể phản ứng quang xúc tác liên tục sử dụng trực tiếp nguồn bức xạ ánh sáng mặt trời tự nhiên thay cho đèn điện 150 W, giúp giảm 40% chi phí điện năng vận hành cho các nhà máy xử lý nước thải trong kế hoạch 24 tháng tới do doanh nghiệp xử lý chất thải triển khai.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị học thuật và ứng dụng chuyên sâu cho bốn nhóm đối tượng:

Nhóm thứ nhất là học viên cao học, nghiên cứu sinh và nhà nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Hóa học, Kỹ thuật Hóa dầu, Vật liệu bán dẫn và Khoa học Môi trường: Luận văn cung cấp quy trình chi tiết tổng hợp vật liệu dạng lớp 2D và phương pháp tạo dị thể p-n hiệu quả.

Nhóm thứ hai là kỹ sư công nghệ môi trường tại các trung tâm xử lý nước thải công nghiệp: Tài liệu hỗ trợ xây dựng quy trình oxy hóa nâng cao để phân hủy các hợp chất hữu cơ khó phân hủy với chi phí vận hành thấp.

Nhóm thứ ba là các doanh nghiệp, nhà máy trong ngành dệt nhuộm, sản xuất mực in, giấy và hóa chất: Cung cấp giải pháp kỹ thuật đáp ứng các quy chuẩn xả thải nghiêm ngặt với chi phí hóa chất xử lý giảm khoảng 30% so với phương pháp keo tụ truyền thống.

Nhóm thứ tư là giảng viên đại học và viện nghiên cứu: Sử dụng làm tài liệu tham khảo giảng dạy các chuyên đề về xúc tác quang dị thể, cơ chế chuyển dịch electron và ứng dụng các kỹ thuật phân tích XRD, SEM, FT-IR, BET.

Câu hỏi thường gặp

Nguyên nhân chính khiến vật liệu g-C3N4 nguyên chất cần phải biến tính với oxit đồng Cu2O là gì? Vật liệu g-C3N4 nguyên chất có tốc độ tái tổ hợp electron và lỗ trống quang sinh diễn ra rất nhanh, làm suy giảm nghiêm trọng hiệu suất lượng tử. Việc kết hợp với Cu2O có vùng cấm hẹp 2,17 eV tạo ra cấu trúc dị thể p-n, hình thành điện trường phân tách hạt điện tích và giúp hiệu suất phân hủy phẩm màu tăng gấp 3,5 lần.

Quá trình tổng hợp g-C3N4 từ tiền chất melamine đòi hỏi các thông số kỹ thuật nào? Quy trình yêu cầu nung bột melamine trong lò nung chuyên dụng dưới môi trường dòng khí trơ nitơ ở nhiệt độ 500°C trong thời gian duy trì 2,5 giờ. Quá trình ngưng tụ nhiệt giải phóng khí amoniac và tạo ra sản phẩm dạng bột màu vàng nhạt có cấu trúc phân lớp ổn định.

Vật liệu composite Cu2O/g-C3N4 có ưu điểm quang học nào vượt trội so với chất xúc tác TiO2 truyền thống? Chất xúc tác quang TiO2 có vùng cấm rộng 3,2 eV nên chỉ hấp thụ được tia tử ngoại chiếm dưới 5% quang phổ mặt trời. Ngược lại, Cu2O/g-C3N4 sở hữu vùng cấm hẹp 2,7 eV của nền carbon nitride và 2,17 eV của oxit đồng, cho phép hấp thụ mạnh bức xạ ánh sáng khả kiến chiếm tới 45% năng lượng mặt trời.

Vai trò của dung dịch H2O2 và nguồn sáng công suất 150 W trong thí nghiệm quang hóa là gì? Dung dịch H2O2 30% với thể tích 2 ml đóng vai trò là chất nhận electron mạnh tại vùng dẫn để tạo ra thêm các gốc tự do hydroxyl có tính oxy hóa cực cao. Nguồn đèn 150 W cung cấp bức xạ photon năng lượng ổn định kích thích các hạt mang điện trong suốt 120 phút phản ứng.

Phương pháp phân tích nào chứng minh sự tồn tại của cấu trúc dạng lớp trong vật liệu g-C3N4? Giản đồ nhiễu xạ tia X ghi nhận pic nhiễu xạ sắc nét có cường độ vượt trội tại góc quét 2theta bằng 28°, tương ứng khoảng cách giữa các phiến mạng tinh thể d bằng 3,569 Å. Đây là bằng chứng đặc trưng cho sự xếp chồng tuần hoàn của các lớp mạng lục giác graphitic.

Kết luận

• Tổng hợp thành công vật liệu nền g-C3N4 cấu trúc lớp ổn định nhiệt trên 600°C với diện tích bề mặt riêng đạt 7,24 m2/g.
• Chế tạo thành công 4 hệ xúc tác dị thể Cu2O/g-C3N4 theo các tỷ lệ khối lượng 1:4, 3:7, 1:9 và 1:19 bằng phương pháp khử hóa học đơn giản.
• Khẳng định sự hình thành liên kết dị thể p-n giúp ức chế quá trình tái tổ hợp electron - lỗ trống quang sinh và mở rộng khả năng hấp thụ quang.
• Đạt hiệu suất quang phân hủy phẩm nhuộm xanh methylen 30 ppm trên 92% dưới bức xạ ánh sáng khả kiến trong 120 phút với đèn công suất 150 W.
• Xác lập cơ sở khoa học vững chắc cho việc ứng dụng vật liệu bán dẫn không chứa kim loại quý vào xử lý ô nhiễm nước thải công nghiệp.

Đóng góp chính của luận văn là đã phát triển thành công hệ vật liệu xúc tác quang composite Cu2O/g-C3N4 thân thiện với môi trường, giá thành thấp và có hoạt tính quang hóa vượt trội dưới ánh sáng khả kiến. Trong lộ trình 12 tháng tiếp theo, nhóm nghiên cứu hướng tới việc mở rộng quy mô tổng hợp pilot dung tích 50 lít và thử nghiệm trực tiếp trên nguồn nước thải dệt nhuộm thực địa. Các viện nghiên cứu và doanh nghiệp dệt may quan tâm đến việc chuyển giao công nghệ xử lý nước thải xanh hãy liên hệ hợp tác để cùng phát triển giải pháp bảo vệ nguồn nước bền vững.