Nghiên cứu khả năng xúc tác quang phân huỷ fuchsin basic có mặt h2o2 của vật liệu fe2o3@tio2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

KHOA HÓA HỌC

BÁO CÁO LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG

XÚC TÁC QUANG PHÂN HUỶ FUCHSIN BASIC CÓ MẶT H2O2

CỦA VẬT LIỆU Fe2O3@TiO2”

Đà Nẵng, tháng 05 năm 2022

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Cao Minh Đức

MSSV : 3140118003

Chuyên ngành : Cử nhân Sư phạm Hoá Học

Lớp : 18SHH

Giảng viên hướng dẫn : TS. Vũ Thị Duyên

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu khả năng xúc tác quang phân huỷ Fuchsin

Basic có mặt H2O2 của vật liệu Fe2O3@TiO2” được thực hiện công khai dựa trên sự cố

gắng, nỗ lực của bản thân và nhóm nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của TS. Vũ Thị

Duyên.

Đà Nẵng, ngày 20 tháng 2 năm 2022

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Cao Minh Đức

iii

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn và biết ơn sâu sắc đến TS. Vũ Thị Duyên - khoa

Hoá học trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng, người đã tận tình hướng dẫn,

chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt thời gian em nghiên cứu khóa luận. Và cũng là người

đưa ra những ý tưởng, kiểm tra sự phù hợp của luận văn.

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể các thầy cô khoa Hoá học trường Đại

học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng đã giảng dạy, và tạo điều kiện cho em trong quá trình

học tập và nghiên cứu tại trường. Những kiến thức mà chúng em nhận được sẽ là hành

trang giúp chúng em vững bước trong tương lai.

Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân đã luôn ở bên để động viên

và là nguồn cổ vũ lớn lao, là động lực giúp em hoàn thành luận văn này.

Mặc dù đã cố gắng hoàn thành luận văn trong phạm vi và khả năng có thể. Tuy

nhiên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự cảm thông và

tận tình chỉ bảo của quý thầy cô và toàn thể các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

Nguyễn Cao Minh Đức

iv

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU ..........................................................................................vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ......................................................... vii

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

1. Tính cấp thiết của đề tài ...........................................................................................1

2. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu...........................................................................2

2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................2

2.2. Mục tiêu nghiên cứu ..........................................................................................2

3. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................2

3.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết.....................................................................2

3.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm..............................................................2

4. Nội dung nghiên cứu................................................................................................2

6. Cấu trúc của đề tài....................................................................................................3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..........................................................................4

1.1. Tổng quan về phương pháp quang xúc tác ........................................................4

1.2. Giới thiệu vật liệu TiO2......................................................................................6

1.2.1. Cấu trúc mạng tinh thể TiO2 .......................................................................6

1.2.2. Tính chất của vật liệu TiO2 .......................................................................10

1.3. Tổng quan vật liệu α - Fe2O3............................................................................13

1.4. Tổng quan về Fuchsin Basic ............................................................................14

Chương 2: THỰC NGHIỆM......................................................................................16

2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị...............................................................................16

2.1.1. Hóa chất ........................................................................................................16

2.1.2. Dụng cụ và thiết bị........................................................................................16

2.2. Tổng hợp vật liệu Fe2O3@TiO2 ..........................................................................16

2.3. Xác định các đặc trưng lý hóa của vật liệu .........................................................17

v

2.4. Thử khả năng xúc tác quang phân hủy FB có mặt H2O2 của vật liệu Fe2O3@ TiO2

....................................................................................................................................17

2.4.1. Xây dựng đường chuẩn của Fuchsin Basic ..................................................17

2.4.2. Thử khả năng xúc tác của vật liệu ................................................................18

2.4.3. Xác định cơ chế quang phân hủy..................................................................19

2.5. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới phản ứng quang phân hủy FB xúc tác

Fe2O3@TiO2 có mặt H2O2..........................................................................................19

2.5.1. Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 ......................................................................19

2.5.2. Ảnh hưởng của hàm lượng vật liệu ..............................................................19

2.5.3. Ảnh hưởng của nồng độ FB..........................................................................20

2.5.4. Ảnh hưởng của pH môi trường.....................................................................20

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................21

3.1. Đặc trưng hóa lý của vật liệu ..............................................................................21

3.2. Kết quả xây dựng đường chuẩn của Fuchsin Basic ............................................23

3.3. Kết quả thử khả năng xúc tác quang phân hủy FB có mặt H2O2 của vật liệu.....24

3.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến phản ứng quang phân hủy FB

xúc tác Fe2O3@TiO2 có mặt H2O2 .............................................................................31

3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 ......................................................................31

3.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng chất xúc tác Fe2O3@TiO2 .................................34

3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ Fuchsin Basic ........................................................35

3.4.4. Ảnh hưởng của pH môi trường.....................................................................37

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................40

1. Kết luận ..................................................................................................................40

2. Kiến nghị .............................................................................................................40

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................41