NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG THỜI GIAN THỦY NHIỆT ĐẾN CẤU TRÚC VẬT LIỆU NANOCOMPOSITE ZnO-GRAPHENE OXIT VÀ ỨNG DỤNG PHÂN HỦY METYL DA CAM

• Tác giả: Nguyễn Thị Thủy Tiên
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Văn Khải
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Thời Gian Thủy Nhiệt Đến Cấu Trúc Vật Liệu Nanocomposite ZnO-Graphene Oxit Và Ứng Dụng Phân Hủy Metyl Da Cam
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Vật liệu Graphene oxit
• 1.1.1. Cấu trúc Graphene là một trong các vật liệu được nghiên cứu nhiều nhất trên thế giới nhờ những đặc tính độc đáo của nó và được mệnh danh là “vật liệu của tương lai”
• 1.1.2. Tính chất của vật liệu
• 1.1.2.1. Tính cơ học
• 1.1.2.2. Tính chất điện
• 1.1.2.3. Tính chất nhiệt
• 1.1.2.4. Tính quang học
• 1.1.3. Phương pháp tổng hợp GO
• 1.2. Tính chất của vật liệu nanocomposite ZnO/GO
• 1.3. Khả năng quang xúc tác của vật liệu ZnO/GO trên metyl da cam
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thiết bị, dụng cụ
• 2.2. Phương pháp tổng hợp
• 2.2.1. Phương pháp tổng hợp GO
• 2.2.2. Phương pháp tổng hợp vật liệu nanocomposite ZnO/GO
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)
• 2.3.2. Phổ tán xạ Raman (Raman Scattering Spectroscopy)
• 2.3.3. Quang phổ chuyển đổi hồng ngoại (FTIR)
• 2.3.4. Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường và phổ tán sắc năng lượng (FESEM – EDS)
• 2.3.5. Phương pháp quang phổ hấp thụ UV-VIS (Ultraviolet – visible spectrophotometry)
• 2.4. Khả năng quang xúc tác của vật liệu nanocomposite ZnO/GO
• 2.4.1. Đường chuẩn xác định nồng độ metyl da cam
• 2.4.2. Khả năng tự phân hủy chất màu metyl da cam theo thời gian chiếu sáng
• 2.4.3. Khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu ZnO/GO
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Kết quả đo XRD
• 3.2. Kết quả đo Raman
• 3.3. Kết quả đo FTIR
• 3.4. Kết quả kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) và phổ tán sắc năng lượng (EDS)
• 3.5. Kết quả quang phổ hấp thụ UVVIS
• 3.6. Kết quả khảo sát khả năng phân hủy metyl da cam của ZnO/GO theo thời gian chiếu sáng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Vật Liệu Nanocomposite ZnO Graphene Oxit

Nghiên cứu về vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit đang thu hút sự chú ý lớn trong lĩnh vực khoa học vật liệu. Vật liệu này không chỉ có cấu trúc độc đáo mà còn sở hữu nhiều tính chất vượt trội, đặc biệt là khả năng quang xúc tác. Việc tìm hiểu về cấu trúc và tính chất của vật liệu này là rất cần thiết để phát triển các ứng dụng thực tiễn, đặc biệt trong việc phân hủy các chất ô nhiễm như metyl da cam.

1.1. Vật Liệu Nanocomposite ZnO Graphene Oxit Là Gì

Vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit là sự kết hợp giữa oxit kẽm và graphene oxit, tạo ra một cấu trúc có diện tích bề mặt lớn và khả năng quang xúc tác mạnh mẽ. Sự kết hợp này giúp tăng cường hiệu suất trong các ứng dụng xử lý chất thải.

1.2. Tính Chất Nổi Bật Của Vật Liệu Nanocomposite

Vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit có tính chất quang học, điện và nhiệt tốt. Đặc biệt, graphene oxit giúp tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng, từ đó nâng cao hiệu suất quang xúc tác trong các phản ứng phân hủy chất ô nhiễm.

II. Thách Thức Trong Nghiên Cứu Vật Liệu Nanocomposite

Mặc dù vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại một số thách thức trong quá trình nghiên cứu và ứng dụng. Việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp và kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của vật liệu là rất quan trọng.

2.1. Vấn Đề Kiểm Soát Thời Gian Thủy Nhiệt

Thời gian thủy nhiệt là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của vật liệu. Việc xác định thời gian tối ưu để đạt được cấu trúc mong muốn là một thách thức lớn trong nghiên cứu.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Đánh Giá Tính Chất Vật Liệu

Đánh giá tính chất quang xúc tác của vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit cần sử dụng nhiều phương pháp phân tích hiện đại. Điều này đòi hỏi sự đầu tư về thiết bị và kỹ thuật, gây khó khăn cho nhiều nhóm nghiên cứu.

III. Phương Pháp Tổng Hợp Vật Liệu Nanocomposite ZnO Graphene Oxit

Phương pháp thủy nhiệt là một trong những phương pháp hiệu quả để tổng hợp vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit. Phương pháp này cho phép kiểm soát tốt các điều kiện tổng hợp, từ đó tạo ra vật liệu với tính chất mong muốn.

3.1. Quy Trình Tổng Hợp Vật Liệu

Quy trình tổng hợp vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit bao gồm các bước như chuẩn bị nguyên liệu, thực hiện phản ứng thủy nhiệt và làm khô sản phẩm. Mỗi bước đều cần được tối ưu hóa để đạt được hiệu suất cao nhất.

3.2. Ảnh Hưởng Của Các Tham Số Tổng Hợp

Các tham số như nhiệt độ, thời gian và nồng độ nguyên liệu có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc và tính chất của vật liệu. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của các tham số này là cần thiết để tối ưu hóa quy trình tổng hợp.

IV. Ứng Dụng Phân Hủy Metyl Da Cam Của Vật Liệu Nanocomposite

Vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit đã được chứng minh có khả năng phân hủy metyl da cam hiệu quả dưới ánh sáng khả kiến. Nghiên cứu này mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong xử lý nước thải và bảo vệ môi trường.

4.1. Khả Năng Quang Xúc Tác Của Vật Liệu

Khả năng quang xúc tác của vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit được đánh giá thông qua các thí nghiệm phân hủy metyl da cam. Kết quả cho thấy hiệu suất phân hủy cao, đặc biệt ở điều kiện tối ưu.

4.2. Ứng Dụng Thực Tiễn Trong Xử Lý Nước Thải

Vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit có thể được ứng dụng trong các hệ thống xử lý nước thải, giúp loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ một cách hiệu quả và bền vững.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu Vật Liệu Nanocomposite

Nghiên cứu về vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit không chỉ mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong xử lý chất thải mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của công nghệ vật liệu. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều đột phá mới.

5.1. Triển Vọng Nghiên Cứu Trong Tương Lai

Nghiên cứu về vật liệu nanocomposite ZnO-Graphene Oxit sẽ tiếp tục được mở rộng, với nhiều ứng dụng mới trong các lĩnh vực như năng lượng và y học. Việc tối ưu hóa quy trình tổng hợp sẽ là một trong những hướng đi chính.

5.2. Đóng Góp Của Nghiên Cứu Đối Với Môi Trường

Việc phát triển vật liệu nanocomposite có khả năng phân hủy các chất ô nhiễm sẽ góp phần quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Nghiên cứu này sẽ thúc đẩy các giải pháp bền vững cho các vấn đề môi trường hiện nay.