Nghiên Cứu Vật Liệu Composite CuFe20,4/ZnO Tại Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh

LỜI CÁM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Tổng quan về methylene blue

1.2.1. Tính chất của methylene blue

1.2.2. Ứng dụng của methylene blue

1.3. Tổng quan về vật liệu

1.4. Tổng quan về quy trình oxi hóa bậc cao (Advanced oxidation processes — AOPs)

1.4.1. Kích hoạt peroxymonosulfate — PMS

1.4.2. Cơ chế kích hoạt PMS của CuFe2O4

1.4.3. Cải thiện khả năng hoạt hóa peroxymonosulfate của CuFe2O4

1.5. Tình hình nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM

2.1. Hóa chất, dụng cụ

2.2. Quy trình điều chế vật liệu

2.2.1. Tổng hợp vật liệu CuFe2O4 bằng phương pháp sol-gel

2.2.2. Tổng hợp vật liệu CuFe2O4/ZnO bằng phương pháp nung

2.2.3. Các phương pháp phân tích đặc trưng vật liệu

2.2.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)

2.2.3.2. Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)

2.2.3.3. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX)

2.2.3.4. Phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi (FT-IR)

2.2.3.5. Phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại — khả kiến (UV-Vis)

2.2.4. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ methylene blue

2.2.5. Thí nghiệm đánh giá khả năng phân hủy methylene blue trong hệ xúc tác dị thể CuFe2O4/ZnO/PMS và các yếu tố ảnh hưởng

3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả khảo sát phổ tán xạ tia X (XRD)

3.2. Kết quả khảo sát phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX)

3.3. Kết quả khảo sát ảnh hiển vi điện tử quét SEM

3.4. Kết quả khảo sát phổ hồng ngoại biến đổi FT-IR

3.5. Khảo sát nhiệt độ nung tối ưu cho vật liệu CuFe2O4/ZnO

3.6. Khảo sát lượng ZnO pha tạp vào vật liệu CuFe2O4

3.7. Khảo sát quá trình phân hủy methylene blue của hệ xúc tác CuFe2O4/ZnO/PMS

3.8. Ảnh hưởng của nồng độ PMS

3.9. Ảnh hưởng của hàm lượng CuFe2O4

3.10. Ảnh hưởng của nồng độ MB

3.11. Ảnh hưởng của các anion vô cơ

3.12. Khảo sát vai trò của các gốc tự do

3.13. So sánh với các nghiên cứu khác

4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Phụ lục A: Giản đồ nhiễu xạ tia X

Phụ lục B: Kết quả phân tích EDX

Phụ lục C: Ảnh chụp phân tích SEM

Phụ lục E: Hình ảnh vật liệu

Phụ lục F: Kết quả đo UV-vis

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Vật Liệu Composite CuFe20 4 ZnO

Nghiên cứu về vật liệu composite CuFe20,4/ZnO tại Đại Học Sư Phạm Thành Phố Hồ Chí Minh đang thu hút sự chú ý lớn trong lĩnh vực khoa học vật liệu. Vật liệu này không chỉ có tiềm năng ứng dụng cao mà còn góp phần giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường. Việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp chế tạo vật liệu composite này là rất cần thiết để nâng cao hiệu suất và tính ứng dụng trong thực tiễn.

1.1. Đặc điểm và tính chất của vật liệu composite CuFe20 4 ZnO

Vật liệu composite CuFe20,4/ZnO có nhiều đặc điểm nổi bật như độ bền cao, khả năng chống oxi hóa và tính chất xúc tác tốt. Những tính chất này giúp vật liệu này có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ xử lý nước thải đến sản xuất năng lượng.

1.2. Lịch sử nghiên cứu vật liệu composite tại Việt Nam

Nghiên cứu về vật liệu composite tại Việt Nam đã có những bước tiến đáng kể trong những năm gần đây. Các nghiên cứu này không chỉ tập trung vào việc phát triển vật liệu mới mà còn vào việc cải thiện các phương pháp chế tạo và ứng dụng thực tiễn.

II. Vấn đề ô nhiễm môi trường và thách thức trong nghiên cứu

Ô nhiễm môi trường nước do các chất hữu cơ khó phân hủy là một trong những thách thức lớn hiện nay. Các chất ô nhiễm như thuốc nhuộm, hóa chất nông nghiệp đang gây ra những tác động nghiêm trọng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Việc tìm kiếm các giải pháp hiệu quả để xử lý ô nhiễm nước là rất cần thiết.

2.1. Tác động của ô nhiễm nước đến sức khỏe con người

Ô nhiễm nước có thể gây ra nhiều bệnh tật cho con người, từ các bệnh về đường hô hấp đến các vấn đề về da. Việc xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

2.2. Các phương pháp xử lý ô nhiễm nước hiện nay

Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý ô nhiễm nước như hấp phụ, đông tụ, và quy trình oxi hóa bậc cao (AOPs). Tuy nhiên, nhiều phương pháp vẫn chưa đạt hiệu quả cao trong việc phân hủy hoàn toàn các chất ô nhiễm.

III. Phương pháp nghiên cứu vật liệu composite CuFe20 4 ZnO

Nghiên cứu vật liệu composite CuFe20,4/ZnO được thực hiện thông qua các phương pháp hiện đại như sol-gel và nung. Các phương pháp này giúp tạo ra vật liệu với cấu trúc và tính chất tối ưu cho ứng dụng trong xử lý ô nhiễm.

3.1. Phương pháp sol gel trong tổng hợp vật liệu

Phương pháp sol-gel là một trong những phương pháp hiệu quả để tổng hợp vật liệu composite. Phương pháp này cho phép kiểm soát tốt kích thước và hình dạng của hạt vật liệu, từ đó nâng cao tính chất xúc tác.

3.2. Nung vật liệu để cải thiện tính chất

Quá trình nung giúp cải thiện tính chất của vật liệu composite CuFe20,4/ZnO, làm tăng độ bền và khả năng hoạt động của vật liệu trong các phản ứng hóa học.

IV. Ứng dụng thực tiễn của vật liệu composite CuFe20 4 ZnO

Vật liệu composite CuFe20,4/ZnO có nhiều ứng dụng thực tiễn, đặc biệt trong lĩnh vực xử lý nước thải. Khả năng phân hủy các chất ô nhiễm như methylene blue cho thấy tiềm năng lớn của vật liệu này trong việc bảo vệ môi trường.

4.1. Khả năng phân hủy methylene blue của vật liệu

Nghiên cứu cho thấy vật liệu composite CuFe20,4/ZnO có khả năng phân hủy methylene blue hiệu quả, giúp loại bỏ chất ô nhiễm này khỏi nước thải một cách nhanh chóng.

4.2. Tiềm năng ứng dụng trong công nghiệp

Vật liệu này có thể được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ xử lý nước thải đến sản xuất năng lượng, nhờ vào tính chất xúc tác và khả năng hoạt động tốt trong môi trường khắc nghiệt.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về vật liệu composite CuFe20,4/ZnO mở ra nhiều triển vọng cho việc phát triển các giải pháp hiệu quả trong xử lý ô nhiễm nước. Việc tiếp tục nghiên cứu và cải tiến vật liệu này sẽ giúp nâng cao hiệu suất và khả năng ứng dụng trong thực tiễn.

5.1. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu vật liệu

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc cải thiện tính chất của vật liệu composite, cũng như mở rộng ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khác nhau.

5.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong bảo vệ môi trường

Nghiên cứu về vật liệu composite không chỉ giúp giải quyết vấn đề ô nhiễm mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường sống.