I. Tổng hợp xúc tác Ag ZnO SiO2
Luận văn tập trung vào tổng hợp xúc tác Ag/ZnO-SiO2 bằng phương pháp sol-gel và khử hóa học. Xúc tác Ag được gắn lên bề mặt vật liệu nano composite ZnO-SiO2 với các tỉ lệ khác nhau. Phương pháp sol-gel được sử dụng để tổng hợp ZnO-SiO2, trong khi natri citrate đóng vai trò chất khử để gắn nano Ag lên bề mặt. Quá trình này tận dụng hiệu ứng plasmon bề mặt của Ag, giúp tăng cường hiệu quả xúc tác quang trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Các mẫu xúc tác được đánh giá về cấu trúc, hình thái, và diện tích bề mặt riêng thông qua các kỹ thuật như XRD, TEM, và BET.
1.1. Phương pháp tổng hợp
Phương pháp sol-gel được áp dụng để tổng hợp vật liệu nano composite ZnO-SiO2 với các tỉ lệ mol khác nhau. SiO2 được chọn làm chất nền nhờ độ bền nhiệt và diện tích bề mặt cao. Sau đó, nano Ag được gắn lên bề mặt ZnO-SiO2 bằng phương pháp khử hóa học sử dụng natri citrate. Quá trình này đảm bảo sự phân bố đồng đều của Ag trên bề mặt vật liệu, tăng cường hiệu quả xúc tác quang.
1.2. Đặc tính vật liệu
Các đặc tính của xúc tác được phân tích bằng XRD, TEM, và BET. Kết quả cho thấy xúc tác Ag/ZnO-SiO2 có cấu trúc tinh thể ổn định, diện tích bề mặt riêng lớn, và kích thước hạt nano đồng đều. Hiệu ứng plasmon bề mặt của Ag giúp tăng khả năng hấp thụ ánh sáng, cải thiện hiệu suất xúc tác quang.
II. Ứng dụng xúc tác trong xử lý methylene blue
Luận văn khảo sát hoạt tính của xúc tác Ag/ZnO-SiO2 trong quá trình xử lý methylene blue (MB). Kết quả cho thấy xúc tác có khả năng phân hủy MB hiệu quả dưới ánh sáng nhìn thấy. Hiệu suất xúc tác được đánh giá thông qua các thí nghiệm động học và khả năng tái sử dụng. Xúc tác Ag/ZnO-SiO2 thể hiện độ bền cao và hiệu suất ổn định qua nhiều chu kỳ sử dụng.
2.1. Khảo sát hoạt tính xúc tác
Hoạt tính xúc tác được đánh giá bằng cách đo sự phân hủy MB dưới ánh sáng nhìn thấy. Kết quả cho thấy xúc tác Ag/ZnO-SiO2 có hiệu suất cao hơn so với Ag/ZnO và Ag/SiO2. Hiệu ứng plasmon bề mặt của Ag và diện tích bề mặt lớn của SiO2 đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường hiệu quả xúc tác.
2.2. Độ bền và khả năng tái sử dụng
Xúc tác được đánh giá về độ bền và khả năng tái sử dụng qua nhiều chu kỳ phản ứng. Kết quả cho thấy xúc tác Ag/ZnO-SiO2 duy trì hiệu suất ổn định, không bị suy giảm đáng kể sau nhiều lần sử dụng. Điều này khẳng định tiềm năng ứng dụng thực tế của xúc tác trong xử lý nước thải công nghiệp.
III. Phân tích và đánh giá
Luận văn đánh giá giá trị và ứng dụng thực tế của xúc tác Ag/ZnO-SiO2 trong công nghệ hóa học. Kết quả nghiên cứu cho thấy xúc tác có hiệu suất cao trong xử lý MB, đồng thời thể hiện độ bền và khả năng tái sử dụng tốt. Điều này mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc phát triển các vật liệu xúc tác hiệu quả, ứng dụng trong xử lý môi trường.
3.1. Giá trị khoa học
Nghiên cứu đóng góp vào việc phát triển các vật liệu xúc tác quang hiệu quả, ứng dụng trong xử lý nước thải. Phương pháp tổng hợp và đánh giá xúc tác Ag/ZnO-SiO2 được trình bày chi tiết, cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.2. Ứng dụng thực tế
Xúc tác Ag/ZnO-SiO2 có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp, đặc biệt là các chất màu độc hại như MB. Hiệu suất cao, độ bền tốt, và khả năng tái sử dụng làm cho xúc tác trở thành giải pháp hiệu quả trong công nghệ xử lý môi trường.
