Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g c3n4 làm chất xúc tá
Luận án: Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g c3n4 làm chất xúc tác quang. Xem tóm tắt và tải về tại LuanAn.net
Physical and Theoretical Chemistry
Luan An
Doctoral Thesis
Năm xuất bản
Số trang
160
Thời gian đọc
24 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- Nghiên cứu tổng quan vật liệu MoS2 và Dichalcogenua Kim loại
- Số trang:
- 160 trang
- Trường:
- Trường Đại học Quy Nhơn
- Chuyên ngành:
- Physical and Theoretical Chemistry
- Tác giả:
- Truong Duy Huong
- Năm:
- 2021
Tóm tắt nội dung luận án
I.Nghiên cứu tổng quan vật liệu MoS2 và Dichalcogenua Kim loại
Nghiên cứu tập trung vào vật liệu Molypden disulfide (MoS2). MoS2 là vật liệu 2D nổi bật với cấu trúc lớp độc đáo. Vật liệu này thuộc họ Dichalcogenua Kim loại chuyển tiếp (TMDs). Các TMDs như MoS2 và WS2 có tiềm năng lớn trong nhiều lĩnh vực. Chúng sở hữu các tính chất quang điện tử và xúc tác đặc biệt. Cấu trúc tinh thể lục giác, với các lớp liên kết yếu bằng lực van der Waals, cho phép bóc tách dễ dàng thành các tấm nano mỏng. MoS2 có dải năng lượng gián tiếp ở dạng khối và chuyển thành trực tiếp khi giảm kích thước xuống đơn lớp. Điều này mở ra nhiều ứng dụng mới trong điện tử và quang điện tử. Đặc tính bán dẫn của MoS2 nổi bật so với các vật liệu 2D khác. Nghiên cứu này cung cấp cái nhìn tổng quan về đặc điểm và vai trò của MoS2 trong khoa học vật liệu hiện đại.
1.1. Giới thiệu Molypden disulfide và cấu trúc 2D
Molypden disulfide (MoS2) là vật liệu 2D nổi bật. Cấu trúc lớp tạo ra đặc tính độc đáo. MoS2 thuộc nhóm Dichalcogenua Kim loại chuyển tiếp (TMDs). Các vật liệu TMDs có tiềm năng lớn. Chúng được nghiên cứu rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. MoS2 thể hiện tính chất quang điện tử và xúc tác. Cấu trúc tinh thể lục giác là đặc trưng. Các lớp MoS2 liên kết yếu với nhau. Liên kết van der Waals cho phép bóc tách dễ dàng. MoS2 có dải năng lượng gián tiếp ở dạng khối. Dải năng lượng chuyển thành trực tiếp khi giảm kích thước xuống đơn lớp. Điều này mở ra nhiều ứng dụng mới.
1.2. Đặc điểm nổi bật của vật liệu Dichalcogenua Kim loại chuyển tiếp TMDs
Dichalcogenua Kim loại chuyển tiếp (TMDs) là một họ vật liệu 2D. MoS2 và WS2 là thành viên tiêu biểu. Các vật liệu này sở hữu nhiều đặc tính đáng chú ý. Chúng bao gồm tính chất bán dẫn, siêu dẫn và xúc tác. Dải năng lượng có thể điều chỉnh linh hoạt. Điều này phụ thuộc vào số lớp và phương pháp tổng hợp. TMDs có độ bền cơ học cao. Chúng ổn định trong môi trường hóa học đa dạng. Tính chất quang học đặc biệt được quan tâm. Khả năng hấp thụ và phát xạ ánh sáng là quan trọng. Các vật liệu TMDs hứa hẹn cho thiết bị điện tử. Ứng dụng trong quang điện tử và cảm biến cũng rất tiềm năng. Việc kiểm soát cấu trúc là chìa khóa.
1.3. Vai trò của MoS2 trong khoa học vật liệu và ứng dụng
MoS2 đóng vai trò trung tâm trong khoa học vật liệu. Vật liệu này là đối tượng của nhiều nghiên cứu. MoS2 có tiềm năng thay thế graphene trong một số ứng dụng. Đặc tính bán dẫn của MoS2 nổi bật hơn graphene. Ứng dụng của MoS2 đa dạng. Chúng bao gồm tranzito hiệu ứng trường (FETs). MoS2 còn được dùng trong pin năng lượng mặt trời. Ứng dụng trong cảm biến và bộ lưu trữ năng lượng cũng có triển vọng. Đặc biệt, MoS2 là vật liệu xúc tác quang hiệu quả. Khả năng xúc tác của MoS2 được tăng cường khi biến tính. Các vật liệu dị thể 2D dựa trên MoS2 rất được chú ý.
II.Phương pháp tổng hợp hiệu quả MoS2 và WS2 2D nano
Việc tổng hợp vật liệu nano MoS2 và WS2 đòi hỏi các kỹ thuật tiên tiến để đạt được hiệu quả cao. Nhiều phương pháp đã được phát triển, mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng. Kỹ thuật lắng đọng hơi hóa học (CVD) là một trong những phương pháp phổ biến, cho phép tổng hợp vật liệu 2D MoS2 và WS2 với chất lượng cao và khả năng kiểm soát số lớp, diện tích lớn. Phương pháp thủy nhiệt cũng được ứng dụng rộng rãi, tạo ra các hạt nano và tấm nano. Mục tiêu quan trọng là kiểm soát hình thái và kích thước của vật liệu 2D, vì những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất và hiệu suất ứng dụng của MoS2. Quy trình chế tạo cần đảm bảo vật liệu nano 2D có độ đồng đều cao và tính chất ổn định. Việc lựa chọn và tối ưu hóa phương pháp tổng hợp là chìa khóa để khai thác tối đa tiềm năng của các vật liệu Dichalcogenua Kim loại chuyển tiếp này.
2.1. Các kỹ thuật tổng hợp MoS2 và WS2
Tổng hợp vật liệu nano MoS2 và WS2 đòi hỏi kỹ thuật cao. Nhiều phương pháp đã được phát triển. Phương pháp bóc tách cơ học là cách đơn giản. Nó tạo ra các lớp vật liệu 2D. Tuy nhiên, năng suất thấp và kích thước không đồng đều. Phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD) phổ biến. CVD cho phép tổng hợp MoS2 và WS2 chất lượng cao. Kiểm soát được số lớp và diện tích. Một phương pháp khác là thủy nhiệt. Thủy nhiệt tạo ra các hạt nano và tấm nano. Các phương pháp khác bao gồm lắng đọng vật lý (PVD) và phản ứng pha lỏng. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp là quan trọng. Nó ảnh hưởng đến đặc tính cuối cùng của vật liệu 2D.
2.2. Kiểm soát hình thái và kích thước vật liệu nano 2D
Kiểm soát hình thái và kích thước vật liệu nano 2D là thiết yếu. Kích thước và hình dạng ảnh hưởng đến tính chất. Ví dụ, kích thước hạt nano ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác. Phương pháp tổng hợp quyết định hình thái. Điều kiện phản ứng cần được tối ưu hóa. Nhiệt độ, áp suất, nồng độ tiền chất là các yếu tố chính. Việc kiểm soát này giúp tối ưu hóa hiệu suất. Vật liệu MoS2 đơn lớp có tính chất khác biệt. Các tấm nano MoS2 nhiều lớp cũng có ứng dụng riêng. Nghiên cứu tập trung vào việc tạo ra các cấu trúc mong muốn. Tổng hợp vật liệu nano với độ đồng đều cao là mục tiêu.
2.3. Quy trình chế tạo vật liệu 2D chất lượng cao
Chế tạo vật liệu 2D chất lượng cao đòi hỏi quy trình nghiêm ngặt. Tiền chất tinh khiết là yếu tố quan trọng hàng đầu. Các thông số tổng hợp cần được kiểm soát chặt chẽ. Từ nhiệt độ phản ứng đến tốc độ làm nguội. Sau tổng hợp, quá trình làm sạch là cần thiết. Loại bỏ tạp chất để đảm bảo độ tinh khiết. Các kỹ thuật đặc trưng hóa được sử dụng. Chúng bao gồm kính hiển vi điện tử (TEM, SEM). Kỹ thuật nhiễu xạ tia X (XRD) cũng được áp dụng. Phổ Raman và phổ hấp thụ UV-Vis cung cấp thông tin chi tiết. Quy trình chế tạo phải đảm bảo tính lặp lại. Mục tiêu là tạo ra vật liệu 2D với tính chất ổn định và vượt trội.
III.Biến tính MoS2 WS2 với g C3N4 cho xúc tác quang
Biến tính vật liệu 2D, đặc biệt là Molypden disulfide (MoS2) và WS2, là một chiến lược then chốt để tăng cường hiệu quả xúc tác quang. Các vật liệu này có thể bị hạn chế bởi tốc độ tái tổ hợp electron-lỗ trống cao. Việc kết hợp MoS2 hoặc WS2 với g-C3N4 (graphitic carbon nitride) tạo ra các vật liệu dị thể 2D. g-C3N4 là một chất xúc tác quang đầy hứa hẹn với dải năng lượng phù hợp. Quá trình chế tạo các vật liệu dị thể 2D MoS2/g-C3N4 và WS2/g-C3N4 tập trung vào việc tạo ra giao diện tiếp xúc tối ưu. Giao diện này đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự truyền tải và tách biệt điện tích, từ đó cải thiện đáng kể hoạt tính xúc tác quang. Cơ chế tương tác giữa các thành phần MoS2/WS2 và g-C3N4 là yếu tố quyết định hiệu suất của vật liệu biến tính.
3.1. Mục tiêu biến tính vật liệu 2D để tăng hiệu quả
Biến tính vật liệu 2D là chiến lược quan trọng. Mục tiêu chính là tăng cường hiệu suất. Đặc biệt là trong ứng dụng xúc tác quang. Vật liệu Molypden disulfide (MoS2) và WS2 có tiềm năng. Tuy nhiên, chúng có thể bị hạn chế bởi tốc độ tái tổ hợp electron-lỗ trống. Biến tính giúp cải thiện khả năng hấp thụ ánh sáng. Nó cũng tăng cường tách biệt điện tích. Kết quả là tăng hiệu quả xúc tác. Các vật liệu biến tính tạo ra vật liệu dị thể 2D. Những cấu trúc này có tính chất hiệp đồng. Chúng vượt trội hơn các thành phần riêng lẻ. Biến tính mở rộng phạm vi ứng dụng của vật liệu 2D.
3.2. Chế tạo vật liệu dị thể 2D MoS2 g C3N4 và WS2 g C3N4
Chế tạo vật liệu dị thể 2D MoS2/g-C3N4 là trọng tâm. g-C3N4 (Graphitic carbon nitride) là vật liệu 2D khác. Nó có dải năng lượng hẹp và ổn định. g-C3N4 là chất xúc tác quang đầy hứa hẹn. Khi kết hợp với MoS2 hoặc WS2, cấu trúc dị thể hình thành. Quá trình chế tạo thường sử dụng phương pháp thủy nhiệt. Hoặc phương pháp nung kết nhiệt độ cao. Mục tiêu là tạo ra giao diện tiếp xúc tốt. Giao diện này thúc đẩy sự truyền tải điện tích. Điều này quan trọng cho hoạt động xúc tác quang. Tỷ lệ các thành phần cần được tối ưu hóa. Điều kiện tổng hợp ảnh hưởng đến cấu trúc dị thể.
3.3. Cơ chế tương tác giữa MoS2 WS2 và g C3N4
Cơ chế tương tác giữa MoS2/WS2 và g-C3N4 là then chốt. Sự hình thành vật liệu dị thể 2D tạo ra các giao diện. Các giao diện này tạo điều kiện cho sự truyền tải điện tích. Khi hấp thụ ánh sáng, electron và lỗ trống được tạo ra. Điện trường nội tại tại giao diện hỗ trợ tách điện tích. Electron có thể di chuyển từ g-C3N4 đến MoS2/WS2. Hoặc ngược lại, tùy thuộc vào dải năng lượng. Điều này làm giảm tái tổ hợp electron-lỗ trống. Kết quả là kéo dài tuổi thọ của các chất mang điện. Tăng cường khả năng tạo ra các gốc tự do phản ứng. Các gốc tự do này là yếu tố chính trong xúc tác quang. Sự tương tác tối ưu hóa hiệu suất xúc tác.
IV.Ứng dụng vật liệu dị thể 2D MoS2 trong xúc tác quang
Vật liệu dị thể 2D Molypden disulfide (MoS2) cho thấy hiệu suất vượt trội trong xúc tác quang. Nghiên cứu tập trung vào đánh giá khả năng phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ và sản xuất hydro. Các vật liệu biến tính này thường cho hiệu suất cao hơn MoS2 nguyên chất hoặc g-C3N4 riêng lẻ. Cơ chế xúc tác quang của các vật liệu dị thể 2D liên quan đến sự hấp thụ photon và sự hình thành, tách biệt điện tích hiệu quả tại giao diện. Sự di chuyển electron và lỗ trống được tối ưu hóa, tạo ra các gốc tự do mạnh mẽ để oxy hóa hoặc khử chất ô nhiễm. Tiềm năng ứng dụng của MoS2 và các vật liệu dị thể 2D rất rộng. Chúng góp phần vào giải pháp xử lý môi trường và năng lượng sạch, đặc biệt là trong làm sạch nước và sản xuất nhiên liệu hydro. Các vật liệu 2D mở ra nhiều triển vọng trong việc khai thác năng lượng ánh sáng một cách hiệu quả.
4.1. Hiệu suất xúc tác quang của vật liệu tổng hợp
Vật liệu dị thể 2D MoS2/g-C3N4 thể hiện hiệu suất cao. Hoạt động xúc tác quang được đánh giá. Khả năng phân hủy chất ô nhiễm hữu cơ là một chỉ số. Ví dụ, phân hủy thuốc nhuộm hoặc kháng sinh. Các vật liệu này cũng được nghiên cứu cho quá trình khử H2. Hoặc quá trình sản xuất hydro từ nước. Hiệu suất xúc tác phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Chúng bao gồm tỷ lệ thành phần và điều kiện tổng hợp. Kích thước hạt nano và diện tích bề mặt cũng quan trọng. Vật liệu biến tính thường cho hiệu suất vượt trội. So với MoS2 nguyên chất hoặc g-C3N4 riêng lẻ. Nghiên cứu định lượng hiệu suất là cần thiết.
4.2. Cơ chế xúc tác quang của các vật liệu dị thể 2D
Cơ chế xúc tác quang của vật liệu dị thể 2D phức tạp. Nó liên quan đến sự hấp thụ photon. Sau đó là sự hình thành các cặp electron-lỗ trống. Sự di chuyển và tách biệt điện tích tại giao diện là then chốt. Dải năng lượng của MoS2 và g-C3N4 phù hợp. Điều này tạo điều kiện cho sự truyền tải điện tích hiệu quả. Electron và lỗ trống di chuyển đến bề mặt vật liệu. Chúng phản ứng với nước hoặc oxy. Tạo ra các gốc tự do mạnh như .OH và .O2-. Các gốc tự do này oxy hóa hoặc khử chất ô nhiễm. Cơ chế z-scheme hoặc type-II heterojunction có thể xảy ra. Sự hiểu biết cơ chế giúp tối ưu hóa thiết kế vật liệu.
4.3. Tiềm năng ứng dụng trong xử lý môi trường và năng lượng
Ứng dụng của vật liệu dị thể 2D MoS2 rất rộng. Đặc biệt trong xử lý môi trường và năng lượng. Vật liệu có thể dùng để làm sạch nước ô nhiễm. Phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy. Khả năng loại bỏ thuốc nhuộm và dược phẩm là đáng kể. Trong lĩnh vực năng lượng, chúng là xúc tác quang cho sản xuất hydro. Năng lượng mặt trời được chuyển hóa thành năng lượng hóa học. Điều này góp phần vào giải pháp năng lượng sạch. Nghiên cứu cũng hướng tới pin nhiên liệu và cảm biến khí. Tiềm năng khai thác hiệu quả tài nguyên ánh sáng là rất lớn. Các vật liệu 2D như MoS2 mở ra nhiều triển vọng.
V.Tiềm năng phát triển vật liệu 2D và công nghệ biến tính
Nghiên cứu về vật liệu 2D và các Dichalcogenua Kim loại chuyển tiếp (TMDs) đang tiếp tục mở rộng. Các hướng nghiên cứu mới tập trung vào việc khám phá các vật liệu TMDs khác, kiểm soát cấu trúc tinh thể và phát triển các phương pháp tổng hợp hiệu quả hơn. Mục tiêu là tạo ra các vật liệu dị thể 2D đa chức năng, không chỉ trong xúc tác quang mà còn trong điện tử và quang điện tử. Sự kết hợp graphene với Molypden disulfide (MoS2) là một ví dụ điển hình để cải thiện độ dẫn điện và khả năng xúc tác. Mặc dù có những thách thức về kiểm soát độ đồng đều và quy mô sản xuất, tiềm năng của vật liệu 2D và công nghệ biến tính là rất lớn. Nhu cầu về vật liệu hiệu suất cao trong xử lý môi trường và năng lượng sạch đang thúc đẩy sự phát triển này, biến thách thức thành cơ hội cho các ứng dụng đột phá.
5.1. Hướng nghiên cứu mới cho vật liệu 2D và TMDs
Nghiên cứu về vật liệu 2D và Dichalcogenua Kim loại chuyển tiếp (TMDs) tiếp tục phát triển. Các hướng mới bao gồm việc khám phá vật liệu TMDs khác. Chẳng hạn như ReS2, SnS2, v.v. Nghiên cứu tập trung vào kiểm soát cấu trúc tinh thể. Tạo ra các khuyết tật có kiểm soát để tăng hoạt tính. Phát triển các phương pháp tổng hợp mới. Các phương pháp này cần hiệu quả hơn và thân thiện môi trường. Nghiên cứu về vật liệu dị thể 2D phức tạp hơn. Ví dụ, kết hợp ba hoặc nhiều vật liệu 2D. Mục tiêu là tạo ra các tính năng vượt trội.
5.2. Phát triển vật liệu dị thể 2D đa chức năng
Vật liệu dị thể 2D có tiềm năng lớn. Chúng có thể được phát triển thành các vật liệu đa chức năng. Không chỉ xúc tác quang, mà còn trong điện tử, quang điện tử. Ví dụ, tích hợp chức năng cảm biến và xúc tác. Hoặc lưu trữ năng lượng và chuyển đổi năng lượng. Sự kết hợp graphene với MoS2 tạo ra các cấu trúc mới. Graphene cải thiện độ dẫn điện. Molypden disulfide cung cấp khả năng xúc tác. Việc thiết kế cấu trúc lớp là quan trọng. Tối ưu hóa giao diện là chìa khóa. Các vật liệu này có thể thay đổi công nghệ hiện có.
5.3. Thách thức và cơ hội trong biến tính vật liệu MoS2
Biến tính vật liệu MoS2 và các vật liệu 2D khác có thách thức. Kiểm soát độ đồng đều và khả năng lặp lại là khó khăn. Tổng hợp vật liệu với quy mô lớn còn hạn chế. Chi phí sản xuất cao là một rào cản. Tuy nhiên, cơ hội cũng rất lớn. Nhu cầu về vật liệu hiệu suất cao ngày càng tăng. Đặc biệt trong các lĩnh vực xử lý môi trường và năng lượng sạch. Sự hiểu biết sâu sắc về cơ chế biến tính. Điều này giúp thiết kế vật liệu tốt hơn. Công nghệ biến tính sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng. Nó thúc đẩy ứng dụng của vật liệu 2D.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (160 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộMINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING QUY NHON UNIVERSITY TRUONG DUY HUONG SYNTHESIS OF MS2 (M = Mo, W) AND THEIR MODIFICATION WITH g-C3N4 AS PHOTOCATALYSTS MAJOR: PHYSICAL AND THEORETICAL CHEMISTRY CODE No.: 9440119 DOCTORAL THESIS IN CHEMISTRY BINH DINH - 2021 MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING QUY NHON UNIVERSITY TRUONG DUY HUONG SYNTHESIS OF MS2 (M = Mo, W) AND THEIR MODIFICATION WITH g-C3N4 AS PHOTOCATALYSTS MAJOR: PHYSICAL AND THEORETICAL CHEMISTRY CODE NO. Nguyen Van Thang Reviewer 2: Assoc. Nguyen Duc Cuong Reviewer 3: Assoc. Tran Thi Van Thi Supervisor: Assoc.
VO VIEN – Quy Nhon University BINH DINH – 2021 DECLARATION This thesis has been completed at the Quy Nhon University, in cooperation with KU Leuven, under the supervisor of Assoc. I hereby assure that this research project is mine. All the results are honest, have been approved by co-authors and have not been released by anyone else before. Supervisor Author Assoc.
VO VIEN TRUONG DUY HUONG ACKNOWLEDGEMENTS Firstly, from my heart, I would like to express my gratitude to both of my promoters, Prof. Vo Vien and Prof. Enis Leblebici not only for your enthusiastic guidance, expertise and invaluable time, but also for your encouragement when I encountered difficulties during the time of doing the research. Furthermore, from the beginning to the very end of my study time in KU Leuven, Belgium, I could say that without the constant support from Prof.
Enis Leblebici my study would haven’t accomplished any progress as I have today. Meanwhile, the belief that I have ability to do the research from Prof. Vo Vien made me more energetic to overcome the tough time on my scientific pathway. Another professor who inspired me a lot and that also the one always is in my heart, Prof.
Tom Van Gerven. You always gave me a warm welcome and a lovely smile that made me feel more confident and relax when we had unforgetable group meetings together along with Prof. I am not exaggerated when say that the meeting time with both of you has been the most beautiful moments that I have experienced in my life. Even in the time of writing this acknowledgement, I still feel that happy time in my mind.
So, it is not easy to express that feeling in words, especially in English, I just try to say how kind of you are. Having the opportunity to study in Belgium, a heart of Europe how can I forget the financial support from TEAM project, VLIR-UOS. Without this project, without the effort from all the project maker members, including Prof. Do Ngoc My (Rector of QNU), Prof.
Nguyen Tien Trung, Prof. Vu Thi Ngan, Prof. Vo Vien, especially from Prof. Minh Tho Nguyen, my dream could not come true.
I also would like to thank my friends who stood with me in any circumstances. Those from Vietnam like Mis. Vu Thi Lien Huong, rector of Le Khiet High School for the Gifted, Mr. Le Van Trung chemistry group leader of the school and all lovely colleagues.
To Pham Hoang Quan, one of my closest friends who taught me some basic experimental skills from the beginning, the fact that you suddenly passed away made me could not believe, I promise to take care of your little daughter as much as I can within my ability, Mr. Tran Duc Trung for your help in heating my samples at Dung Quat Technology and Engineering and encouraging me in time when I had troubles, my students Quoc Nhat and Quang Tan for your effort to do the experiments in the school laboratory in the early days for the first Vsef that we achieved the best prize, the second group with Tuan Anh and Nguyen Khang, the third group with Vu Quan and Anh Kiet, Mr. Dinh Trong Nghia and Le Van Phuong for your time in coffee shops whenever I need someone to talk and those who I worked and met in KU Leuven such as Lief in the Admission Office, Alena in the Secretary Office, Christine for your instructions in the lab and characterizing my samples, Michelle for your ordering chemicals, Ruijun for some wonderful parties, watching a football match of OH Leuven and XPS analysis, Thomas and Glen for your support in the lab, Mohammed for your nice conversation, Joris in MTM for your acceptance and instruction of using inert atmosphere furnace, the CIT football team which gave me a chance to be a goalkeeper for the first season and a defender for the second, Tri who being with me all the time from Camelo Tores to Home Vesalius, the two nice family of Mr. Thanh Hai & Mis.
Mien Trung, Hung & Hang with a lot of support from the early days, Tan Hung (little Hung) for your unforgettable Martini wine party and Hung, Linh, Tuyet Anh, brother Giang for the last but beautiful visit. My lovely group, Mis. Lan, Thanh Tam, To Nu, Zoan An, Huu Ha, all of you are also still in my mind today and future. Last but not least, I would like to give all of my loving heart to my wife and two daughters Ha Khanh and Cao Nguyen, who always give me an unlimited energy source and the strongest motivation to overcome the difficulties during the time of studying.
To my beloved wife, you know, your sacrifice and hard working to take care our angels during the time I was away from home is the most valuable thing that I have ever had, that reminded me of the responsibility not only to our little family but also to myself to keep my spirit on track without giving up regardless the inevitable obstacles. To my father, you have always been beside me on my way in spite of the fact that you have let us alone on this planet for six years, I miss you so much. Mama, how can I show how much important you are to me when now you are become unique for my life, you don’t have direct contribution to my work, but the way you have overcome the big loss made me feel that you have been hiding your broken heart to help me to focus more on my work. I also would like to give my sincere gratitude to my mother- and father-in-law for your uncountable support in terms of finance and emotion.
My siblings Thuy, Tai, Mis. Tram and my brother-in-law Binh, all of you also in my mind for your sentimental value that you gave me. CONTENTS DECLARATION ACKNOWLEDGEMENTS CONTENTS LIST OF TABLES LIST OF FIGURES INTRODUCTION. OVERVIEW OF CURRENT PHOTOCATALYSTS.
MS2-BASED (M = Mo, W) PHOTOCATALYSTS. Structures of MS2 (M = Mo, W). MS2-based composites. PHOTOCATALYTIC PROCESS, LIGHT SOURCES AND ASSESSMENT BENCHMARKS.
Photocatalytic degradation mechanism. Adsorption role in photocatalytic process. Light sources for photocatalysis – Light emitting diodes (LEDs) 17 1. Photocatalytic reactor assessment.
PHOTODEGRADATION OF ANTIBIOTICS AND DYES IN AQUEOUS SOLUTION. PHOTOCATALYTIC PILOT DESIGN OVERVIEW. Slurry reactors versus immobilized catalyst reactors. CHEMICALS AND EQUIPMENTS.
Fabrication of WS2/g-C3N4. Fabrication of MoS2/g-C3N4. Determining point of zero charge. Light spectra and intensity.
Photocatalytic activity evaluation. Measurement of emitted irradiance using spectrophotometer probe. High performance liquid chromatography (HPLC) and mass spectrometry (MS). Active species determination.
Pilot description and operating principles. Timing program for Arduino circuit. Sedimentation procedure and catalyst recovery percentage. Reaction rate constant and photochemical space-time yield (PSTY).
Flow rate for turbulent regime. Throughput for pilot plant. RESULTS AND DISCUSSION. X-ray diffraction patterns.
Scanning electron microscopy images. Transmission electron microscopy images. X-ray photoelectron spectroscopy spectra. UV-Vis diffuse reflectance spectra.
X-ray diffraction patterns. X-ray photoelectron spectroscopy. UV–vis diffuse reflectance spectroscopy. MATERIAL PHOTOCATALYTIC ACTIVITY.
Adsorption-desorption equilibrium time. Photocatalytic activity comparisons. Effect of catalyst loading. Adsorption and photocatalysis.
Point of zero charge and existed forms of dye molecules. Effect of pH solution, important role of adsorption step. A new benchmark for efficiency evaluation of reaction reactor – Photochemical space time yield. Calculate reaction rate constant under optimal condition.
PSTY calculations for the chosen reaction systems. Effect of oxidant concentration. Reactive species trapping experiments and proposed photocatalytic mechanism. Photodegradation of a selected antibiotic, enrofloxacin.
Designed-pilot evaluation. 100 LIST OF PUBLICATIONS. 103 APPENDIXES LIST OF ABBREVIATIONS AND SYMBOLS 1. Abbreviations AOPs : Advanced oxidation processes BET : Brunauer – Emmett – Teller BQ : p-Benzoquinone CB : Conduction band COD : Chemical oxygen demand CVD : Chemical vapour deposition DMSO : Dimethyl sulfoxide DRS : Diffuse reflectance spectroscopy EDX : Energy-dispersive X-ray spectroscopy FTIR : Fourier transform infrared IR : Infrared LC-MS : Liquid chromatography – Mass spectrometry LED : Light-emitting diode LP : Standardized lamp power MB : Methylene blue MCN : MoS2/g-C3N4 PL : Photoluminesence PSTY : Photochemical space-time yield pzc : Point of zero charge RhB : Rhodamine B SEM : Scanning electron microscopy STY : Space-time yield TBA : Tert-butyl alcohol TEM : Transmission electron microscopy TEOA : Triethanolamine TGA : Thermalgravimetric analysis UV : Ultraviolet WCN : WS2/g-C3N4 VB : Valence band XPS : X-ray photoelectron spectroscopy XRD : X-ray diffraction 2.
Symbols C : Concentration D : Inner diameter Eg : Bandgap h : Planck constant k : Rate constant m : Mass P : Power Q : Flow rate q : Adsorption capacity Re : Reynold number r : reaction rate S : Surface area t : Time V : Volume ρ : Density of flowing fluid π : Pi number μ : Dynamic viscosity ν : Frequency θ : Fraction of reactant absorbed LIST OF TABLES Table 2. Main features of the used chemicals. Equipments for pilot building. BET specific surface area and pore volume of the g-C3N4 and MCNx samples.
PSTY data for the chosen reaction systems. 83 LIST OF FIGURES Figure 1. MoS2 structure in three dimensions with the distance between the two adjacent layers of 6. Four common MoS2 poly-types [12].
Five-step flowchart of heterogeneous photocatalysis [17]. Molecular structure of enrofloxacin (left) and its UV-Vis spectrum (right). Methylene blue (a) and rhodamine B (b) structures and their corresponding UV-Vis spectra. Reaction system: (a) black box, (b) DC power supply and (c) thermostat bath.
Spectrum of light emitted from the incandescent lamp. Spectrum of the blue LED light. Calibration curves for quantitative determination of target molecules. Schematic representation of the pilot:discharging valve (1), charging valve with filter (2), control box (3), stirrer (4), pumping valve (5), flow sensor (6), delivery tube (7), blue LEDs (8), recharging tube (9), pump (10) and settling column (11).
XRD patterns of 5WCN, 7WCN, 10WCN, WS2, g-C3N4, and the reference for WS2 (Rf). SEM images of 5WCN (a), 7WCN (b), 10WCN (c), WS2 (d), and g-C3N4 (e). EDX elemental mapping of C (a), N (b), S (c) and W (d) elements for 10WCN. TEM images of 10WCN (a) and g-C3N4 (b).
IR spectra of 5WCN, 7WCN, 10WCN, WS2, and g-C3N4 in the wavenumber region of 400-4000 cm-1. IR spectra of 5WCN, 7WCN, 10WCN, WS2 in the wavenumber region of 400 – 600 cm-1. Raman spectrum of 10WCN. High-resolution XPS of C1s (a), N1s (b), S2p (c), W4d (d), W4f (e) and XPS of 10WCN (f).
TGA curves of samples 5WCN, 7WCN, 10WCN, WS2 and g-C3N4. UV-Vis diffuse reflectance spectra of 5WCN, 7WCN, 10WCN composites, WS2, and g-C3N4. XRD patterns of MoS2, g-C3N4, and MCNx (x = 1, 2, 3, 5). FTIR spectra of MoS2, g-C3N4 and MCNx (x = 1, 2, 3, 5) samples.
XPS spectra of Mo 3d (a), S 2p (b) and (c) XPS survey spectrum of MCN5 sample. N2 adsorption isotherms of MoS2, g-C3N4 and MCNx (x = 1, 2, 3, 5) samples. TGA curves of samples MoS2, g-C3N4, and MCNx (x = 1, 2, 3, 5) in Ar atmosphere.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Truong Duy Huong (2021). Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g [Luận án tiến sĩ, Quy Nhon University]. LuanAn.net. https://luanan.net/tai-lieu-khac/tong-hop-va-bien-tinh-vat-lieu-ms2-m-mo-w-bang-g-c3n4-lam-chat-xuc-tac-quang
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án: Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g c3n4 làm chất xúc tác quang. Xem tóm tắt và tải về tại LuanAn.net
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Quy Nhon University. Năm bảo vệ: 2021.
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g" thuộc chuyên ngành Physical and Theoretical Chemistry. Danh mục: Tài liệu khác.
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g" có 160 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu tổng hợp và biến tính vật liệu ms2 m mo w bằng g" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.