Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất quang xúc tác của hệ vật liệu Graphitic Carbon Nitride

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

ĐẶNG NGUYÊN GIÁP

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT

TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC

CỦA HỆ VẬT LIỆU GRAPHITIC CARBON NITRIDE

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ

THÁI NGUYÊN - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

ĐẶNG NGUYÊN GIÁP

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT

TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC

CỦA HỆ VẬT LIỆU GRAPHITIC CARBON NITRIDE

Ngành: Quang học

Mã số: 8 44 01 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

1. TS. PHẠM HOÀI LINH

2. PGS.TS. NGUYỄN VĂN ĐĂNG

THÁI NGUYÊN - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài: “Nghiên cứu chế tạo và khảo sát tính chất quang

xúc tác của hệ vật liệu graphitic carbon nitride” là công trình nghiên cứu của tôi.

Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, không trùng lặp

với các đề tài khác và chưa từng được ai công bố ở bất cứ tài liệu nào. Tôi xin chịu

hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan trên của mình.

Thái Nguyên, tháng 11 năm 2019

Tác giả

Đặng Nguyên Giáp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ii

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới cô TS. Phạm

Hoài Linh, Viện Khoa học Vật Liệu - Viện Hàn Lâm Khoa học Việt Nam. Trong suốt

quá trình làm thực nghiệm và hoàn thiện đề tài, cô luôn hướng dẫn, giúp đỡ tận tình,

động viên và khích lệ để em hoàn thành luận văn này.

Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Nguyễn Văn Đăng luôn tạo điều

kiện, giúp đỡ, hướng dẫn em trong quá trình nghiên cứu, thực nghiệm luận văn.

Em xin cảm ơn các thầy cô và các anh chị thuộc phòng Vật lí vật liệu Từ và Siêu

dẫn - Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, trung

tâm Khoa học và Công nghệ Nano trường đại học Sư phạm Hà Nội, đã tạo điều kiện làm

thực nghiệm và truyền đạt cho em những kiến thức khoa học vô cùng quý báu trong quá

trình làm luận văn.

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình - những người luôn

động viên, giúp đỡ, chia sẻ mọi khó khăn với tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu

hoàn thành luận văn.

Xin trân trọng cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 11 năm 2019

Tác giả

Đặng Nguyên Giáp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. i

LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................ii

MỤC LỤC...........................................................................................................iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT........................................................... v

DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................. vi

DANH MỤC CÁC HÌNH..................................................................................vii

MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1

Chương 1. TỔNG QUAN VẬT LIỆU g-C3N4 ................................................. 4

1.1. Cấu trúc của vật liệu g-C3N4 ..................................................................... 4

1.1.1. Cấu trúc tinh thể của vật liệu g-C3N4 ........................................................ 4

1.2. Tính chất quang học của vật liệu g-C3N4 .................................................. 7

1.2.1. Cấu trúc vùng năng lượng ......................................................................... 7

1.2.2. Phổ hấp thụ hồng ngoại (FTIR) ................................................................ 9

1.2.3. Tính chất hấp thụ quang.......................................................................... 10

1.2.4. Tính chất huỳnh quang (PL) của vật liệu g-C3N4 ................................... 12

1.3. Khả năng quang xúc tác của vật liệu g-C3N4 .......................................... 14

1.3.1. Cơ chế quang xúc tác ............................................................................... 14

1.3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng quang xúc tác của g-C3N4.............. 16

Chương 2. THỰC NGHIỆM........................................................................... 19

2.1. Phương pháp chế tạo mẫu ....................................................................... 19

2.2. Các kĩ thuật đo đạc và khảo sát............................................................... 20

2.2.1. Phép đo giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) ................................................... 20

2.2.2. Phép đo FTIR (phương pháp đo phổ hồng ngoại) .................................. 20

2.2.3. Phép đo hiển vi điện tử quét (SEM)........................................................ 21

2.2.4. Phép đo phổ huỳnh quang (PL)............................................................... 22

2.2.5. Phép đo phổ hấp thụ (UV-vis) ................................................................ 23

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 25

3.1. Giản đồ nhiễu xạ tia X ............................................................................ 25

3.2. Phổ hồng ngoại FTIR.............................................................................. 27