Nghiên cứu tổng hợp oxit nano ZnO có pha tạp Al3+, Fe3+ bằng phương pháp đốt cháy và bước đầu ứng dụng để hấp thụ Ion Mn2+

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

CHU THỊ ÁNH NGỌC

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP OXIT NANO ZnO CÓ

PHA TẠP Al3+, Fe3+ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHÁY

VÀ BƯỚC ĐẦU ỨNG DỤNG ĐỂ HẤP PHỤ ION Mn2+

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

THÁI NGUYÊN - 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

CHU THỊ ÁNH NGỌC

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP OXIT NANO ZnO CÓ

PHA TẠP Al3+, Fe3+ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHÁY

VÀ BƯỚC ĐẦU ỨNG DỤNG ĐỂ HẤP PHỤ ION Mn2+

Chuyên ngành: HÓA VÔ CƠ

Mã số: 60.44.01.13

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN THỊ TỐ LOAN

THÁI NGUYÊN - 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự

hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Tố Loan các số liệu, kết quả nêu trong luận

văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình

nào khác.

Thái Nguyên, tháng 5 năm 2015

Tác giả

Chu Thị Ánh Ngọc

Xác nhận của khoa chuyên môn

Trưởng khoa

PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan

Nguời hướng dẫn khoa học

TS. Nguyễn Thị Tố Loan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ii

LỜI CẢM ƠN

Luận văn đã được hoàn thành tại khoa Hóa học, trường Đại học Sư

phạm, Đại học Thái Nguyên. Trước tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới

TS. Nguyễn Thị Tố Loan người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện

thuận lợi để em hoàn thành luận văn.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong ban giám hiệu,

phòng đào tạo, khoa Hóa học- trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên

đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên

cứu thực hiện đề tài.

Xin chân thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ,

tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực nghiệm và hoàn

thành luận văn.

Thái Nguyên, tháng 5 năm 2015

Tác giả

Chu Thị Ánh Ngọc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iii

MỤC LỤC

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

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

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

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT....................................................................iv

DANH MỤC CÁC BẢNG..................................................................................v

DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................vi

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

Chương 1: TỔNG QUAN .................................................................................2

1.1. Một số phương pháp điều chế oxit kim loại kích thước nanomet................2

1.1.1. Phương pháp đồng kết tủa ................................................................................2

1.1.2. Phương pháp thủy nhiệt ....................................................................................2

1.1.3. Phương pháp sol-gel..........................................................................................2

1.1.4. Phương pháp tổng hợp đốt cháy.......................................................................3

1.2. Giới thiệu về oxit kẽm, poli (vinyl ancol) và mangan..................................5

1.2.1. Oxit kẽm (ZnO)..................................................................................................5

1.2.2. Poli (vinyl ancol)................................................................................................8

1.2.3. Mangan ...............................................................................................................9

1.3. Các phương pháp nghiên cứu vật liệu ........................................................11

1.3.1. Phương pháp phân tích nhiệt ......................................................................... 11

1.3.2. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen ................................................................... 11

1.3.3. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) và truyền qua (TEM)................ 13

1.3.4. Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng ........................................................ 15

1.3.5. Phương pháp đo phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX) ............................... 15

1.3.6. Phương pháp đo phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (DRS).......................... 16

1.3.7. Phương pháp trắc quang................................................................................. 17

1.4. Phương pháp hấp phụ kim loại nặng trong nước .......................................19

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn iv

1.4.1. Quá trình hấp phụ ........................................................................................... 19

1.4.2. Cân bằng hấp phụ, một số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ..................... 20

1.4.3. Đặc điểm chung của quá trình hấp phụ trong môi trường nước ................ 22

Chương 2: THỰC NGHIỆM..........................................................................24

2.1. Dụng cụ, hóa chất .......................................................................................24

2.1.1. Dụng cụ, máy móc.......................................................................................... 24

2.1.2. Hóa chất........................................................................................................... 24

2.2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo pha và kích thước hạt

của oxit ZnO có pha tạp Al3+, Fe3+

....................................................................24

2.2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung ....................................................................... 24

2.2.2. Ảnh hưởng của thời gian nung...................................................................... 25

2.2.3. Ảnh hưởng của pH tạo gel............................................................................. 25

2.2.4. Ảnh hưởng của tỉ lệ KL/PVA........................................................................ 25

2.2.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ tạo gel..................................................................... 25

2.2.6. Ảnh hưởng của % mol kim loại pha tạp....................................................... 26

2.3. Xây dựng đường chuẩn xác định Mn2+ theo phương pháp trắc quang ......26

2.4. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ ion Mn2+

của các vật liệu...................................................................................................27

2.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian................................................................. 27

2.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng ............................................................. 27

2.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của % mol pha tạp ....................................................... 27

2.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu của ion Mn2+

................................... 28

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................29

3.1. Kết quả khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo pha và kích

thước hạt của oxit ZnO có pha tạp Al3+, Fe3+

....................................................29

3.1.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ nung........................................... 29

3.1.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian nung.......................................... 31

3.1.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH tạo gel................................................. 32