Thạc Sĩ Tổng hợp nano kẽm oxít có kiểm soát hình thái và một số ứng dụng

MỤC LỤC


Trang phụ bìa i
Lời cam đoan ii
Lời cảm ơn . iii
Mục lục iv
Danh mục các ký hiệu và các chữ viết tắt . viii
Danh mục các bảng x
Danh mục các hình xiii
Danh mục các sơ đồ .xx
MỞ ĐẦU .1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .4
1.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU ZnO KÍCH THƯỚC NANO .5
1.2. TỔNG HỢP VẬT LIỆU ZnO PHA TẠP La (La – ZnO) .11
1.3. ỨNG DỤNG ZnO và La – ZnO TRONG XÚC TÁC QUANG HÓA
PHÂN HỦY PHẨM NHUỘM 14
1.4. ỨNG DỤNG La – ZnO LÀM CẢM BIÊN KHÍ 20
1. 4.1. Cơ sở lý thuyết 20
1.4.2. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu cảm biến khí H2, NH3, C2H5OH bằng vật liệu
bán dẫn trong những năm gần đây 23
1.5. ỨNG DỤNG ZnO BIẾN TÍNH ĐIỆN CỰC 28
CHƯƠNG 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33
2.1. MỤC TIÊU .33
2.2. NỘI DUNG .33
2.3. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA LÝ 33
2.3.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X 33
2.3.2. Hiển vi điện tử quét .36
2.3.3. Hiển vi điện tử truyền qua .37 v
2.3.4. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X .37
2.3.5. Phổ Raman .39
2.3.6. Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến 41
2.3.7. Phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến 42
2.3.8. Đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ .43
2.3.9. Phương pháp phân tích nhiệt .44
2.3.10. Phương pháp giải hấp theo chương trình nhiệt độ 45
2.3.11. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) .46
2.3.12. Phương pháp von – ampe hòa tan anot 47
2.3.13. Phương pháp phân tích thống kê .52
2.4. THỰC NGHIỆM 52
2.4.1. Hóa chất .52
2.4.2. Phương pháp thực nghiệm .53
2.4.2.1. Phương pháp tổng hợp ZnO trong hệ kẽm acetate – dung dịch
ethanol dùng hexamethylenetetramine (HM) làm
chất tạo môi trường kiềm .53
2.4.2.2. Phương pháp tổng hợp ZnO pha tạp La 54
2.4.2.3. Phương pháp tổng hợp ZnO trong hệ kẽm acetate – ethanol dùng
KOH/NaOH làm chất tạo môi trường kiềm .55
2.4.2.4. Phương pháp xác định hoạt tính xúc tác .55
2.4.2.5. Phương pháp đo COD .56
2.4.2.5. Phương pháp xác định điểm đẳng điện .57
2.4.2.6. Phương pháp đo cảm biến khí .57
2.4.2.7. Biến tính điện cực GC bằng ZnO dạng đĩa lục lăng .60
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 62
3.1. TỔNG HỢP KIỂM SOÁT HÌNH THÁI MICRO/NANO ZnO TỪ
DẠNG ĐĨA ĐẾN DẠNG QUE TRONG HỆ KẼM ACETATE – ETHANOL –
NƯỚC DÙNG CHẤT HEXAMETHYLENETETRAMINE (HM) vi
TẠO MÔI TRƯỜNG KIỀM 62
3.1.1. Ảnh hưởng của các dung môi hữu cơ đến hình thái của vật liệu 62
3.1.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ ethanol - nước đến hình thái của vật liệu ZnO .64
3.1.3. Xây dựng giản đồ hình thái ZnO trong hệ ba cấu tử Zn(CH3COO)2
- C2H5OH - H2O .73
3.2. TỔNG HỢP ZnO TRONG HỆ KẼM ACETATE – ETHANOL – KIỀM 77
3.2.1. Tổng hợp ZnO dạng que trong hệ kẽm acetate – ethanol – NaOH .77
3.2.2. Tổng hợp ZnO dạng cầu trong hệ kẽm acetate – ethanol - KOH 79
3.3. TỔNG HỢP ZnO CHỨA La (La – ZnO) .82
3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ gel 83
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ thuỷ nhiệt .85
3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ NaOH .87
3.3.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ La/Zn .88
3.4. HOẠT TÍNH XÚC TÁC CỦA ZnO VÀ La-ZnO 96
3.4.1. Động học mất màu phẩm nhuộm methyl xanh bằng hệ xúc tác ZnO/H2O2
với sự hỗ trợ của sóng siêu âm 97
3.4.2. Phân hủy phẩm nhuộm methyl xanh bằng xúc tác La – ZnO .104
3.4.2. 1. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự mất màu quang hoá .104
3.4.2.2. Động học và cơ chế của phản ứng mất màu quang hoá 105
3.4.2.3. Thảo luận về cơ chế quá trình mất màu quang hoá .110
3.4.2.4. Sự hoàn nguyên xúc tác 111
3.5. HOẠT TÍNH CẢM BIẾN KHÍ CỦA ZnO VÀ La – ZnO .114
3.5.1. Hoạt tính cảm biến đối với hydro 114
3.5. 2. Hoạt tính cảm biến đối với ethanol 118
3.5.3. Hoạt tính cảm biến đối với ammonia 123
3.6. BIẾN TÍNH ĐIỆN CỰC GLASSY CARBON (GC) BẰNG NANO ZnO .127
3.6.1. Khảo sát các loại điện cực biến tính 128
3.6.2. Khảo sát số lớp ZnO trên bề mặt điện cực 129 vii
3.6.3. Khảo sát số vòng quét tạo poly(bromocresol purple) – P(BCP) .129
3.6.4. Khảo sát nồng độ của Bromocresol purple (BCP) 129
3.6.5. Khảo sát ảnh hưởng các thông số .130
3.6.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH 130
3.6.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của thế điện phân làm giàu .133
3.6.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của biên độ xung 133
3.6.5.4. Ảnh hưởng của tốc độ quét .134
3.6.6. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp .137
3.6.6.1. Độ lặp lại của tín hiệu hòa tan .137
3.6.6.2. Khoảng tuyến tính .138
3.6.6.3. Giới hạn phát hiện và độ nhạy .140
3.6.6.4. Áp dụng thực tế .140
CÁC KẾT LUẬN CHÍNH CỦA LUẬN ÁN .145
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .148
TÀI LIỆU THAM KHẢO .149
PHỤ LỤC I