I. Nghiên cứu xử lý DDT và γ HCH
Nghiên cứu tập trung vào việc xử lý hai hợp chất độc hại là DDT và γ-HCH thông qua các phương pháp hóa học tiên tiến. DDT và γ-HCH là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (POPs), gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Nghiên cứu này sử dụng kim loại và oxide kim loại được mang trên g-C3N4 để tăng hiệu quả xử lý. Phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT) được áp dụng để phân tích cấu trúc và tính chất của các vật liệu này. Kết quả cho thấy khả năng hấp phụ và phân hủy DDT và γ-HCH được cải thiện đáng kể khi sử dụng g-C3N4 biến tính.
1.1. Xử lý hóa học và tác động môi trường
Xử lý hóa học là phương pháp chính được sử dụng để phân hủy DDT và γ-HCH. Các hợp chất này có tác động môi trường nghiêm trọng do tính bền vững và độc tính cao. Nghiên cứu chỉ ra rằng việc sử dụng g-C3N4 biến tính với kim loại và oxide kim loại giúp tăng hiệu quả phân hủy, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Phương pháp phiếm hàm mật độ cung cấp cái nhìn sâu sắc về cơ chế phân hủy và tối ưu hóa quá trình xử lý.
1.2. Công nghệ xử lý và phân tích hóa học
Công nghệ xử lý được đề xuất trong nghiên cứu kết hợp giữa hấp phụ và xúc tác quang. Phân tích hóa học cho thấy g-C3N4 biến tính có khả năng hấp phụ cao đối với DDT và γ-HCH, đồng thời tăng cường hiệu suất phân hủy dưới ánh sáng. Phương pháp phiếm hàm mật độ được sử dụng để tối ưu hóa cấu trúc vật liệu, đảm bảo hiệu quả xử lý cao nhất.
II. Kim loại và oxide kim loại trên g C3N4
Nghiên cứu tập trung vào việc biến tính g-C3N4 bằng cách sử dụng các kim loại và oxide kim loại như Fe, Ni, TiO2, và ZnO. Các vật liệu này được chọn do khả năng tăng cường hiệu suất hấp phụ và xúc tác quang của g-C3N4. Phương pháp phiếm hàm mật độ được áp dụng để phân tích cấu trúc electron và tính chất quang của các vật liệu biến tính. Kết quả cho thấy sự thay đổi đáng kể trong cấu trúc và tính chất của g-C3N4 khi được biến tính, dẫn đến hiệu quả xử lý DDT và γ-HCH cao hơn.
2.1. Biến tính g C3N4 bằng kim loại
Việc biến tính g-C3N4 bằng các kim loại như Fe và Ni giúp cải thiện khả năng hấp phụ và xúc tác quang. Phương pháp phiếm hàm mật độ cho thấy sự thay đổi trong cấu trúc electron của g-C3N4, dẫn đến giảm năng lượng vùng cấm và tăng hiệu suất phân hủy DDT và γ-HCH. Các kim loại này cũng giúp giảm tốc độ tái kết hợp electron và lỗ trống quang sinh, tăng cường hiệu quả xử lý.
2.2. Biến tính g C3N4 bằng oxide kim loại
Các oxide kim loại như TiO2 và ZnO được sử dụng để biến tính g-C3N4, giúp tăng cường hiệu suất hấp phụ và xúc tác quang. Phương pháp phiếm hàm mật độ phân tích sự thay đổi trong cấu trúc và tính chất quang của vật liệu, cho thấy hiệu quả cao trong việc phân hủy DDT và γ-HCH. Các oxide kim loại này cũng giúp cải thiện tính ổn định và độ bền của vật liệu trong quá trình xử lý.
III. Phương pháp phiếm hàm mật độ và ứng dụng
Phương pháp phiếm hàm mật độ (DFT) là công cụ chính được sử dụng trong nghiên cứu để phân tích cấu trúc và tính chất của các vật liệu. Phương pháp này giúp tối ưu hóa cấu trúc electron của g-C3N4 biến tính, đảm bảo hiệu quả cao trong việc xử lý DDT và γ-HCH. Nghiên cứu cũng đề xuất các cơ chế phân hủy mới dựa trên kết quả phân tích bằng phiếm hàm mật độ, mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực hóa học môi trường.
3.1. Tối ưu hóa nội dung và phân tích cấu trúc
Phương pháp phiếm hàm mật độ được sử dụng để tối ưu hóa nội dung và phân tích cấu trúc của các vật liệu. Kết quả cho thấy sự thay đổi trong cấu trúc electron của g-C3N4 khi được biến tính, dẫn đến hiệu quả xử lý cao hơn. Phương pháp này cũng giúp xác định các thông số tối ưu cho quá trình hấp phụ và phân hủy DDT và γ-HCH.
3.2. Ứng dụng thực tiễn và hướng nghiên cứu tiếp theo
Nghiên cứu đề xuất các ứng dụng thực tiễn của g-C3N4 biến tính trong việc xử lý DDT và γ-HCH. Phương pháp phiếm hàm mật độ cung cấp cơ sở lý thuyết vững chắc cho việc phát triển các công nghệ xử lý mới. Nghiên cứu cũng đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo, bao gồm việc tối ưu hóa cấu trúc vật liệu và ứng dụng trong các lĩnh vực khác của hóa học môi trường.
