Tổng hợp, xác định đặc trưng cấu trúc và tính chất quang xúc tác của hạt nano composit zro2 cuo pha tạp ce bằng phương pháp thủy nhiệt

và có tính khả thi đã và đang tiếp tục nghiên cứu để xử lý vấn đề trên.Tổng hợp các vật liệu có kích thước nano đang phát triển mạnh mẽ trên cả lĩnhvực nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÝ THỊ VÂN

TỔNG HỢP, XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC

VÀ TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA

BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÝ THỊ VÂN

TỔNG HỢP, XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC

VÀ TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA

BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT

Ngành: Hóa phân tích

Mã ngành: 8.44.01.18

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS Chu Mạnh Nhương

THÁI NGUYÊN - 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Đề tài: " Tổng hợp, xác định đặc trưng cấu trúc và tính chất quang xúc tác của hạt nano composit ZrO 2 CuO pha tạp Ce bằng phương pháp thủy nhiệt" là do bản thân tôi thực hiện Các số liệu, kết quả trong đề tài là trung thực.

Nếu sai sự thật tôi xin chịu trách nhiệm

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2020

Tác giả luận văn

Lý Thị Vân

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Chu Mạnh Nhương, khoa Hóa học trường ĐHSP - ĐHTN, đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệmquý báu để em có thể hoàn thành luận văn này.

-Luận văn đã nhận được sự giúp đỡ thực hiện các phép đo tại Viện Tiên tiếnKhoa học và Công nghệ - Đại học Bách khoa Hà Nội Xin gửi lời cảm ơn chân thànhđến NCS Phạm Văn Huấn - Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ (AIST) - Đại họcBách khoa Hà Nội đã giúp đỡ nhiệt tình trong quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tàiluận

để luận văn của em hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 8 năm 2020

Tác giả

Lý Thị Vân

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN iLỜI CẢM ƠN iiMỤC LỤC iii

TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU

1

1 Lí do chọn đề tài 1

2

3 Nội dung nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn 2

1.4 Giới thiệu về ZrO2 81.4.1 Tính chất vật lý và tính chất hóa học củaZrO2 8

9

1.7 Giới thiệu về xanh metylen

(MB) 12

1.8 Ứng dụng quang xúc của vật liệu nano ở trong và ngoài nước .12

1.9 Một số phương pháp tổng hợp vật liệu nano 15

1.9.1 Phương pháp thủy nhiệt .15

1.9.2 Phương pháp đồng kết tủa .16

1.9.3 Phương pháp sol - gel .16

1.9.4 Phương pháp tổng hợp đốt cháy gel polime .17

1.9.5 Phương pháp đồng tạo phức .17

Chương 2: THỰC NGHIỆM 18

2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất 18

2.1.1 Thiết bị 18

2.1.2 Dụng cụ .18

2.1.3 Hóa chất 18

2.2 Quy trình chế tạo mẫu 19

2.3 Quá trình thử nghiệm quang xúc tác .22

2.3.1 Phương pháp đo phổ hấp thụ UV-Vis .22

2.3.2 Khảo sát bước sóng tối ưu và xây dựng đường chuẩn xác định MB .23

2.3.3 Ảnh hưởng của thời gian phân hủy MB của vật liệu ZrO2/CuO/x %Ce 24

2.3.4 Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce đến hiệu suất phân hủy MB 24

2.3.5 Ảnh hưởng của nồng độ MB đến hiệu suất phân hủy MB của vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 24

2.3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phân hủy MB của vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 25

và truyền qua TEM (Transmission Electron Microscopy) 262.4.5 Phương pháp đo diện tích bề mặt BET (Brunauer - Emmett -

Teller) 26

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

27

3.1 Hình thái và cấu trúc của các vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 27

3.1.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X của các vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 27

3.1.2 Phổ hồng ngoại của vật liệu ZrO2/CuO pha tạp và không pha tạp Ce .28

3.1.3 Diện tích bề mặt và kích thước mao quản của vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 30

3.1.4 Phổ phản xạ UV-Vis-DRS của vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 31

3.1.4 Kết quả phân tích ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) .32

3.1.5 Kết quả phân tích ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 33

3.2 Khảo sát tính chất quang xúc tác của các vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce .34

3.2.1 Khảo sát bước sóng tối ưu và xây dựng đường chuẩn xác định MB .34

3.2.2 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng quang xúc tác của các vật liệu 35

3.2.3 Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến tính quang xúc tác 42

3.2.4 Ảnh hưởng của nồng độ MB đến tính quang xúc tác của vật liệu .50

3.2.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng quang xúc tác .57

3.3 Động học phân hủy xanh metylen và cơ chế quang xúc tác 61

3.3.1 Động học phân hủy xanh metylen 61

3.3.2 Cơ chế quang xúc tác 65

KẾT LUẬN 67

KIẾN NGHỊ NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 68

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BET Brunauer- Emmett-Teller (đo diện tích bề mặt)CCS Có chiếu sáng đèn Xenon 30 W

IR Infrared Spectroscopy (phổ hồng ngoại)

KCS Không chiếu sáng (dưới ánh sáng khả kiến)

SEM Scanning Electron Microscopy (hiển vi điện tử quét)TEM Transmission Electron Microscopy (hiển vi điện tử

truyền qua)UV-Vis Ultraviolet - Visible (phổ tử ngoại - khả kiến)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Một số thông tin về xanh metylen 12

Bảng 2.1 Kí hiệu các mẫu vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce (x = 0 - 10) 20

Bảng 3.1 Tỉ lệ thành phần các pha của các vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 28

Bảng 3.2 Các thông số BET của các vật liệu nano composit ZrO2/CuO/x%Ce

30 Bảng 3.3 Giá trị độ hấp thụ quang của các dung dịch đường chuẩn MB 34

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phân hủy 2,337 mg/L MB của vật liệu ZrO2/CuO khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W 36

Bảng 3.5 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phân hủy 2,337 mg/L MB của vật liệu ZrO2/CuO/2%Ce khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W

39 Bảng 3.6 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất phân hủy 2,350 mg/L MB của vật liệu ZrO2/CuO/6%Ce và ZrO2/CuO/8%Ce khi chiếu sáng đèn Led 30W

41 Bảng 3.7 Ảnh hưởng của các khối lượng vật liệu ZrO2/CuO đến hiệu suất phân hủy 2,386 mg/L MB khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W

44 Bảng 3.8 Ảnh hưởng của các khối lượng vật liệu ZrO2/CuO/2%Ce đến hiệu suất phân hủy 2,319 mg/L MB khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W

46 Bảng 3.9 Ảnh hưởng của các khối lượng các vật liệu ZrO2/CuO/6%Ce và ZrO2/CuO/8%Ce đến hiệu suất phân hủy MB khi chiếu sáng đèn Led 30W 49

Bảng 3.10 Ảnh hưởng của nồng độ MB đến hiệu suất phân hủy MB của vật liệu ZrO2/CuO khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W 51

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của nồng độ MB đến hiệu suất phân hủy MB của vật liệu ZrO2/CuO/2%Ce khi không và có chiếu sáng đèn Led 53

Bảng 3.12 Ảnh hưởng của nồng độ MB đến hiệu suất phân hủy các vật liệu ZrO2/CuO/6%Ce và ZrO2/CuO/8%Ce khi chiếu ánh sáng đèn Led 30W

56 Bảng 3.13 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phân hủy 2,417 mg/L MB của vật liệu ZrO2/CuO khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W 58 Bảng 3.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phân hủy 2,344 mg/L MB của vật

liệu ZrO2/CuO/2%Ce khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W 60

Bảng 3.15 Giá trị ln (Co/C) theo thời gian phân hủy MB của vật liệu

ZrO2/CuO/2%Ce khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W 62Bảng 3.16 Giá trị ln (Co/C) theo thời gian phân hủy MB của vật liệu ZrO2/CuO

khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W 64

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ các bước tổng hợp vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 20

Hình 2.2 Một số hình ảnh quá trình tổng hợp các vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 21

Hình 3.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X của vật liệu ZrO2/CuO 27

Hình 3.2 Giản đồ nhiễu xạ tia X của các vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 27

Hình 3.3 Phổ hồng ngoại FT-IR của vật liệu ZrO2/CuO 29

Hình 3.4 Phổ hồng ngoại FT-IR của vật liệu ZrO2/CuO/2%Ce 29

Hình 3.5 Đường đẳng nhiệt hấp thụ N2 của vật liệu ZrO2/CuO 30

Hình 3.6 Đường đẳng nhiệt hấp thụ N2 của vật liệu ZrO2/CuO/2%Ce 31

Hình 3.7 Phổ hấp thụ UV-Vis-DRS của ZrO2 31

Hình 3.8 Phổ hấp thụ UV-Vis của các vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce: 32

Hình 3.9 Ảnh hiển vi điện tử quét SEM của các vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 33

Hình 3.10 Ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM của các vật liệu 33

Hình 3.11 Phổ UV-Vis của các dung dịch MB (0,0 - 10,0 mg/L) 34

Hình 3.12 Đường chuẩn xác định MB tại bước sóng 663,0 nm 35

Hình 3.13 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,337 mg/L MB sau các thời gian khác nhau của vật liệu ZrO2/CuO khi không chiếu sáng 35

Hình 3.14 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,337 mg/L MB sau các thời gian khác nhau của vật liệu ZrO2/CuO khi chiếu sáng đèn Led 30W 36

Hình 3.15 Hiệu suất phân hủy 2,337 mg/L MB theo thời gian của vật liệu ZrO2/CuO khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W 37

Hình 3.16 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,337 mg/L MB sau các thời gian khác nhau của vật liệu ZrO2/CuO/2%Ce khi không chiếu sáng 38

Hình 3.17 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,337 mg/L MB sau các thời gian khác nhau của vật liệu ZrO2/CuO/2%Ce khi chiếu sáng đèn Led 30W 38

Hình 3.18 Hiệu suất phân hủy 2,337 mg/L MB theo thời gian của vật liệu ZrO2/CuO/2%Ce khi không và có chiếu sáng đèn Led 30W 40

Hình 3.19 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,350 mg/L MB tại các thời gian

Led 30W 40 Hình 3.20 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,350 mg/L MB sau các thời gian

Led 30W 41 Hình 3.21 Hiệu suất phân hủy MB theo thời gian của các vật liệu

Hình 3.22 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,386 mg/L MB với các khối lượng

Hình 3.23 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,386 mg/L MB với các khối lượng

Hình 3.24 Hiệu suất phân hủy 2,386 mg/L MB vào các khối lượng khác

30W 44 Hình 3.25 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,319 mg/L MB với các khối lượng

Hình 3.26 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,319 mg/L MB với các khối lượng

30W 46 Hình 3.27 Hiệu suất phân hủy 2,319 mg/L MB vào các khối lượng khác

đèn Led 30W 47 Hình 3.28 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,386 mg/L MB với các khối lượng

Led 30W 48

Hình 3.29 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,386 mg/L MB với các khối lượng

Led 30W 48

Hình 3.30 Hiệu suất phân hủy MB vào các khối lượng của các vật liệu

Hình 3.31 Phổ UV-Vis khi phân hủy ở nồng độ khác nhau MB của vật liệu

ZrO2/CuO khi không chiếu sáng 50 Hình 3.32 Phổ UV-Vis khi phân hủy ở nồng độ khác nhau MB của vật liệu

ZrO2/CuO khi chiếu ánh sáng đèn Led 30W 51 Hình 3.33 Hiệu suất phân hủy MB vào nồng độ MB của vật liệu ZrO2/CuO

khi không và có chiếu ánh sáng đèn Led 30W 52 Hình 3.34 Phổ UV-Vis khi phân hủy ở các nồng độ khác nhau MB của vật

liệu ZrO2/CuO/2%Ce khi không chiếu sáng 52 Hình 3.35 Phổ UV-Vis khi phân hủy ở các nồng độ khác nhau MB của vật

Hình 3.36 Hiệu suất phân hủy MB vào nồng độ MB của vật liệu

Hình 3.37 Phổ UV-Vis khi phân hủy ở các nồng độ khác nhau MB của vật

Hình 3.38 Phổ UV-Vis khi phân hủy ở các nồng độ khác nhau MB của vật

Hình 3.39 Hiệu suất xử lý MB vào nồng độ MB của 10,0 mg các vật liệu

Hình 3.40 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,417 mg/L MB ở các nhiệt độ khác

nhau của vật liệu ZrO2/CuO khi không chiếu sáng 57 Hình 3.41 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,417 mg/L MB ở các nhiệt độ khác

Hình 3.42 Hiệu suất phân hủy 2,417 mg/L MB vào các nhiệt độ của vật

Hình 3.43 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,344 mg/L MB ở nhiệt độ khác nhau

của vật liệu ZrO2/CuO/2%Ce khi không chiếu sáng 59 Hình 3.44 Phổ UV-Vis khi phân hủy 2,344 mg/L MB ở nhiệt độ khác nhau

60 Hình 3.45 Hiệu suất phân hủy 2,344 mg/L MB vào nhiệt độ của vật liệu

Hình 3.46 Sự phụ thuộc ln(Co/C) vào thời gian phân hủy MB của vật liệu

ZrO2/CuO/2%Ce khi không chiếu sáng 63 Hình 3.47 Sự phụ thuộc ln(Co/C) vào thời gian phân hủy MB của vật liệu

ZrO2/CuO/2%Ce khi chiếu sáng đèn Led 30W 63

không chiếu sáng 64

chiếu ánh sáng đèn Led 30W 65 Hình 3.50 Cơ chế quang xúc tác trên vật liệu ZrO2/CuO/x%Ce 65

và có tính khả thi đã và đang tiếp tục nghiên cứu để xử lý vấn đề trên.

Tổng hợp các vật liệu có kích thước nano đang phát triển mạnh mẽ trên cả lĩnhvực nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng do vật liệu nano có nhiều ưu điểmnhư: diện tích bề mặt cao, nhiều tính chất hóa lý độc đáo, tính chất điện, quang, từ,siêu dẫn đặc biệt,… Như vậy, ứng dụng của các vật liệu nano làm vật liệu quang xúctác phân hủy chất màu hữu cơ đã và đang được nghiên cứu ngày càng nhiều

Trong lĩnh vực quang xúc tác, nghiên cứu về hạt nano ZrO2 cho thấy chúng có

độ rộng vùng cấm lớn, khả năng quang xúc tác khi được chiếu xạ UV Mặt khác, CuO

có độ rộng vùng cấm nhỏ, có thể hấp thụ ánh sáng khả kiến Các báo cáo nghiên cứu

về vật liệu nano composit của ZrO2/CuO đã được nhiều nhóm nghiên cứu trên thếgiới thực hiện Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu composit ZrO2/CuO có hiệu ứngquang xúc tác dưới ánh sáng nhìn thấy Các hạt ZrO2 pha tạp Eu3+/Cu2+ đã được tổnghợp bằng phương pháp đồng kết tủa với kích thước nano khoảng 25 nm Tỷ lệ Cu2+

được thay đổi và khi đạt đến một giá trị nhất định, sẽ làm giảm dần khả năng phátquang của hạt nano, do ảnh hưởng đến sự phát quang của ion Eu3+ [29] Mặt khác cácnghiên cứu trước đó chỉ ra rằng pha tạp Ce vào các oxit bán dẫn làm tăng hiệu suấtquang xúc tác Ngay trong điều kiện ánh sáng khả kiến, vật liệu nano composit ZrO2/CeO2 đã có khả năng quang xúc tác phân hủy thuốc nhuộm rhodamin B (RhB) [22]

Theo hiểu biết của chúng tôi, chưa có các nghiên cứu đầy đủ hệ thống về ảnhhưởng của nồng độ pha tạp Ce đến tính chất quang xúc tác của vật liệu nano compositZrO2/CuO Hơn nữa chúng tôi sử dụng bằng phương pháp thủy nhiệt là phương phápđơn giản để thu được các hạt nano có kích thước đồng đều khá cao Xuất phát từ

những lý do trên chúng tôi chọn đề tài: " Tổng hợp, xác định đặc trưng cấu trúc và tính chất quang xúc tác của hạt nano composit ZrO 2 CuO pha tạp Ce bằng phương pháp thủy nhiệt".

2 Mục tiêu của đề tài

- Tổng hợp các vật liệu nano composit ZrO2/CuO không và có pha tạp Ce bằngphương pháp thủy nhiệt

- Xác định đặc trưng cấu trúc các vật liệu ZrO2/CuO không và có pha tạp Ce

- Nghiên cứu tính chất quang xúc tác phân hủy chất màu MB của các vật liệuZrO2/CuO không và có pha tạp Ce

3 Nội dung nghiên cứu

Trong đề tài này chúng tôi tập trung nghiên cứu các nội dung sau:

- Tổng hợp vật liệu nano composit ZrO2/CuO không và có pha tạp Ce bằngphương pháp thủy nhiệt

- Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc các vật liệu ZrO2/CuO không và có pha tạp Cebằng các phương pháp phân tích vật lí hiện đại như XRD, FT-IR, BET, SEM vàTEM,…

- Nghiên cứu đánh giá hoạt tính quang xúc tác phân hủy chất màu metylen xanh(MB) của các vật liệu ZrO2/CuO không và có pha tạp Ce trong hai điều kiện: khôngchiếu sáng và có chiếu sáng đèn Led

- Sơ lược cơ chế quang xúc tác và động học phân hủy MB của các vật liệuZrO2/CuO không và có pha tạp Ce

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

ZrO2 được biết đến là chất có nhiều ứng dụng trong điện phân, làm nhiên liệu,chất xúc tác, là vật liệu bán dẫn có khả năng hấp thụ ánh sáng UV nên có thể sử dụngnhư là xúc tác quang để phân hủy các chất hữu cơ Tuy nhiên, do độ rộng vùng cấmnên các nghiên cứu thường tập trung cải thiện tính chất xúc tác quang trên cơ sở điềuchế các tổ hợp với oxit của một số nguyên tố khác Đề tài luận văn đã nghiên cứu điều

chế vật liệu composit của các oxit kim loại Zr, Cu, Ce nhằm khai thác tính chất xúctác quang của ZrO2 trong vùng khả kiến với mong muốn cải thiện được hiệu quảquang xúc tác của vật liệu và ứng dụng để xử lý MB trong nước

Do vậy, bằng phương pháp thủy nhiệt đã tổng hợp được các vật liệu nanocomposit ZrO2/CuO/x%Ce mới có tính quang xúc tác và có ý nghĩa thực tiễn trongviệc hướng đến xử lý các chất hữu cơ trong môi trường nước

5 Bố cục của luận văn

Luận văn được chia làm các phần và chương như sau:

Mở đầu

Chương 1 Tổng quan; Chương

2 Thực nghiệm; Chương 3 Kết

quả và thảo luận Kết luận

Kiến nghị nghiên cứu tiếp theo

Tài liệu tham khảo

Phụ lục

1.1 Vật liệu nano

1.1.1 Giới thiệu về vật liệu nano

Chương 1 TỔNG QUAN

Vật liệu nano là loại vật liệu có cấu trúc dạng hạt, sợi, ống, tấm mỏng, có kíchthước đặc trưng nhỏ hơn 100 nm

Cấu trúc của vật liệu nano có những đặc điểm sau:

 Số nguyên tử, phân tử trong một đơn vị cấu trúc rất ít, chỉ tới vài trăm nguyên

tử, nên xuất hiện nhiều tính chất hoàn toàn mới của chính nguyên tử

 Các tính chất điện tử và từ bị khống chế bởi các quy luật lượng tử, có thể thực hiện các chức năng mà cấu trúc vi điện tử không có được

 Kích thước nhỏ, tính xếp chặt cao tạo ra tốc độ xử lí và truyền thông tin lớn

 Cấu trúc nano là cấu trúc của muôn loài trong tự nhiên

Như vậy, do có kích thước rất nhỏ nên các vật liệu nano thường có hoạt tính hóahọc cao Đồng thời, với kích thước hạt nanomet còn giúp cho vật liệu có những tínhchất điện, quang, từ, siêu dẫn đặc biệt

Trong những năm qua, việc tổng hợp các hạt nano có kích thước từ 1 đến 100

nm đã phát triển mạnh trên cả lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng.Những tính chất điện, quang, từ và cả tính chất hóa học đặc biệt của chúng phụ thuộcrất nhiều vào kích thước hạt nanomet

1.1.2 Một số ứng dụng của vật liệu nano

Có thể kể đến một số ứng dụng của vật liệu nano trong một vài lĩnh vực sau:Trong lĩnh vực năng lượng, vật liệu nano có tác dụng nâng cao chất lượng củapin năng lượng mặt trời, tăng tính hiệu quả và dự trữ của pin và siêu tụ điện, tạo rachất siêu dẫn làm dây dẫn điện để vận chuyển điện đường dài,…

Trong lĩnh vực điện tử - cơ khí: con người đã tạo ra các linh kiện điện tử nano

có tốc độ xử lý cực nhanh, chế tạo các thế hệ máy tính nano, sử dụng vật liệu nano đểlàm các thiết bị ghi thông tin cực nhỏ, màn hình máy tính, điện thoại Ngoài ra, cácvật liệu nano siêu nhẹ, siêu bền sản xuất các thiết bị xe hơi, máy bay, tàu vũ trụ,…Trong lĩnh vực y sinh học, con người đã chế tạo ra hạt nano có đặc tính sinh học

có thể dùng để hỗ trợ chẩn đoán bệnh, dẫn truyền thuốc, tiêu diệt các tế bào ung thư,

…

Trong lĩnh vực môi trường, các màng lọc được chế tạo từ vật liệu nano có tácdụng xử lí các ion kim loại nặng và các hợp chất hữu cơ độc hại trong nước

1.2 Cơ chế của phản ứng quang xúc tác

Phản ứng quang xúc tác là những phản ứng hóa học xảy ra tác dụng của chất xúctác mà hoạt động được nhờ tác dụng của ánh sáng, hay nói cách khác, ánh sáng chính

là nhân tố kích hoạt chất xúc tác, giúp cho phản ứng xảy ra Đối với chất xúc tác làmột chất bán dẫn, khi có sự kích thích của ánh sáng, trong chất bán dẫn sẽ tạo ra cặpelectron

- lỗ trống và có sự trao đổi electron giữa các chất bị hấp phụ trên bề mặt, thông quacầu nối là chất bán dẫn Xúc tác quang là một trong những quá trình oxi hóa nhờ tácnhân ánh sáng Hiện nay, quá trình xúc tác quang ngày càng được ứng dụng rộng rãi

và đặc biệt quan trọng trong xử lí môi trường

Theo lý thuyết vùng, cấu trúc electron của kim loại bao gồm vùng hóa trị (VB)gồm những obitan phân tử liên kết được xếp đủ electron và vùng dẫn (CB) gồmnhững obitan phân tử liên kết còn trống electron Hai vùng này được chia cách nhaubởi một hố năng lượng được gọi là vùng cấm Năng lượng vùng cấm Eg chính là độchênh lệch giữa vùng hóa trị và vùng dẫn Sự khác nhau giữa vật liệu dẫn điện, cáchđiện và bán dẫn chính là sự khác nhau về vị trí và năng lượng vùng cấm Vật liệu bándẫn là vật liệu có tính chất trung gian giữa vật liệu dẫn điện và cách điện, khi có mộtkích thích đủ lớn (lớn hơn năng lượng vùng cấm Eg) các electron trong vùng hóa trịcủa vật liệu bán dẫn có thể vượt qua vùng cấm nhảy lên vùng dẫn, trở thành chất dẫnđiện có điều kiện Nhìn chung, những chất có Eg lớn hơn 3,5 eV là chất cách điện,ngược lại những chất có Eg thấp hơn 3,5 eV là chất bán dẫn

Những chất bán dẫn có Eg thấp hơn 3,5 eV có khả năng sử dụng làm chất xúc tácquang, vì khi được kích thích bởi các photon ánh sáng có năng lượng lớn hơn nănglượng vùng cấm Eg, các electron hóa trị của chất bán dẫn sẽ nhảy lên vùng dẫn Kếtquả là trên vùng dẫn sẽ có các electron mang điện tích âm, được gọi là electron quangsinh (e-CB) và trên vùng hóa trị sẽ có các lỗ trống mang điện tích dương, được gọi là

lỗ trống quang sinh (h+

VB) Chính các electron và lỗ trống quang sinh là nguyên nhân

V B

7

dẫn đến các quá trình hóa học xảy ra, bao gồm quá trình oxi hóa đối với h+ và quátrình khử đối với e-CB Các lỗ trống và electron quang sinh có khả năng phản ứng caohơn so với các tác nhân oxi hóa - khử thông thường trong hóa học

Cơ chế của phản ứng quang xúc tác nói chung, có thể được trình bày như sau:

đó xảy ra các phản ứng như sau:

1.3 Vật liệu nano ứng dụng quang xúc tác

Trong những năm gần đây, các vật liệu bán dẫn làm xúc tác quang đã đượcnghiên cứu rộng rãi trong lĩnh vực xử lí ô nhiễm môi trường, đặc biệt TiO2 và ZnO làhai chất bán dẫn được quan tâm nghiên cứu nhiều nhất do có giá thành rẻ, không độchại và thân thiện với môi trường

1.3.1 Vật liệu nano TiO 2

TiO2 (một loại vật liệu rất phổ biến trong tự nhiên) là chất bán dẫn có cấu trúctinh thể gồm ba dạng: rutile, anatase và brookite Hai dạng thù hình thường gặp nhất

là rutile và anatase Ở dạng kích thước micromet, TiO2 rất bền về mặt hóa học khôngtan trong axit Ở dạng kích thước nanomet, TiO2 có thể tham gia một số phản ứng vớiaxit và kiềm mạnh

TiO2 là chất xúc tác quang hóa bán dẫn được sử dụng nhiều nhất vì nó có hoạttính quang hóa cao, bền với ánh sáng, trơ về mặt hóa học và sinh học, không độc hại

và tương đối rẻ Nhiều nghiên cứu cho thấy, TiO2 có vai trò trong quá trình oxi hóaphân hủy các hợp chất hữu cơ trong môi trường nước

Tuy nhiên, TiO2 chỉ hoạt động trong vùng ánh sáng tử ngoại Do đó, để nâng caohoạt tính xúc tác quang của TiO2 dưới điều kiện năng lượng mặt trời, đã có nhiềunghiên cứu tiến hành biến tính TiO2 nhằm giảm năng lượng vùng cấm, mở rộng sựhấp thụ ánh sáng về vùng khả kiến hay giảm sự tái kết hợp cặp lỗ trống và electronquang sinh, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tạo gốc tự do HO●, tác nhân oxi hóamạnh cho các phản ứng phân hủy chất hữu cơ Việc biến tính TiO2 bằng nhiều kimloại chuyển tiếp, kim loại quý, phi kim,… đã mang lại những hiệu quả nhất địnhtrong phản ứng phân hủy các chất hữu cơ Ngoài ra, người ta còn tiến hành ghép TiO2

với một chất bán dẫn khác sẽ giúp cải thiện hiệu suất hấp thu năng lượng mặt trời củaTiO2, giảm khả năng tái kết hợp của cặp electron lỗ trống để cải thiện khả năng quangxúc tác phân hủy các hợp chất hữu cơ Kết quả nghiên cứu cho thấy, vật liệu kết hợpTiO2 với CdS đã mở rộng khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời sang vùng ánh sángnhìn thấy (550 nm), cải thiện hiệu suất phân hủy nhuộm rhodamin B (RhB) và metyl

da cam; vật liệu kết hợp TiO2 với CdSe có khả năng hấp thu năng lượng mặt trời ởvùng ánh sáng 430 nm và ứng dụng làm vật liệu chế tạo pin mặt trời

1.3.2 Vật liệu nano ZnO ứng dụng trong quang xúc tác

ZnO là chất bán dẫn có đặc tính hấp thụ mạnh phổ rộng của tia tử ngoại nênđang được sử dụng rộng rãi và có vai trò quan trọng trong các xúc tác quang hóa Tuynhiên, ứng dụng ZnO trong xúc tác quang vẫn còn hạn chế do năng lượng vùng cấmrộng (3,37 eV), tốc độ tái kết hợp cặp lỗ trống và electron quang sinh nhanh Đã cónhiều nghiên cứu biến tính ZnO nhằm tăng khả năng xúc tác quang hóa của ZnOtrong vùng ánh sáng nhìn thấy Vật liệu ZnO pha tạp với Ag có khả năng xúc tác caohơn vật liệu ZnO chưa pha tạp gấp 4 lần Vật liệu N-ZnO (ZnO pha tạp N với nguồncung cấp N là NH4NO3) có khả năng quang xúc tác phân hủy formandehit trong vùngánh sáng nhìn thấy

1.4 Giới thiệu về ZrO 2

1.4.1 Tính chất vật lý và tính chất hóa học của ZrO 2

* Tính chất vật lý của ZrO2

Zirconi đioxit (ZrO2) có màu trắng, nhiệt độ nóng chảy cao 2850 ºC

* Tính chất hóa học của ZrO2

ZrO2 khá trơ về mặt hóa học, không tác dụng với nước, dung dịch axit loãng (trừHF) và kiềm

 ZrO2 là một oxit lưỡng tính, có khả năng tác dụng chậm với axit khi đunnóng lâu và kiềm nóng chảy

 ZrO2 tan được trong HF loãng hoặc khi đun nóng lâu với dung dịch H2SO4

60 % trong bình hồi lưu

ZrO2.nH2O → ZrO(OH)2 + (n - 1) H2O

 Zr(SO ) ↓ + 2H O

 Khi nung nóng chảy ZrO2 với kiềm thu được muối zirconat:

ZrO2 + 2KOH  1 000 11000 C

  K ZrO + H OMuối K2ZrO3 bị thủy phân hoàn toàn theo phương trình:

K2ZrO3 + 3H2O → Zr(OH)4↓ + 2KOH

* Trong công nghiệp, ZrO2 được điều chế từ zircon theo 5 giai đoạn:

 Nấu chảy zircon trong NaOH

ZrSiO4 + 4NaOH  t

  Na2ZrO3 + Na2SiO3 + 2H2O

 Hoà tan sản phẩm phản ứng trong nước nóng, Na2SiO3 tan, còn Na2ZrO3

bị phân hủy tạo kết tủa Zr(OH)4

Na2ZrO3 + 3H2O → Zr(OH)4↓ + 2NaOH

 Chế hóa kết tủa với dung dịch HCl

ZrO2.H2O↓ + 2HCl → ZrOCl2 + 2H2O

 Thêm NH3 vào dung dịch để kết tủa lại

ZrOCl2 + 2H2O + 2NH3 → ZrO2.H2O↓ + 2NH4Cl

 Nung kết tủa ở 900 oC thu được ZrO2

ZrO2.H2O → ZrO2 + H2O

1.4.2 Tính chất quang xúc tác của ZrO 2

Do khả năng trơ về mặt hóa học và khó nóng chảy nên ZrO2 được dùng làm chénnung, lớp lót trong của lò đốt ở nhiệt độ cao, làm lớp che phủ cản nhiệt và nó cũng làvật liệu thay thế phổ biến cho kim cương Ở Pháp, các nhà khoa học sử dụng ZrO2

làm nguyên liệu điều chế kim loại nặng bằng năng lượng mặt trời

ZrO2 là một chất bán dẫn loại n, được sử dụng rộng rãi trong một loạt các lĩnhvực công nghệ như sử dụng trong pin nhiên liệu, gốm kỹ thuật, chất xúc tác, hỗ trợxúc tác, cảm biến oxi ZrO2 có tính chất quang xúc tác, được sử dụng để xử lý các loạichất ô nhiễm hữu cơ dai dẳng, như chất tẩy rửa, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu và cáchợp chất hữu cơ dễ bay hơi Các nghiên cứu về hạt nano ZrO2 cho thấy chúng có độrộng vùng cấm lớn khoảng 3,25 - 5,1 eV, khả năng quang xúc tác khi được chiếu xạUV

1.5 Giới thiệu về CuO

1.5.1 Tính chất vật lý và tính chất hóa học của CuO

* Tính chất vật lý của CuO

CuO là chất bột màu đen, không tan trong nước, nhiệt độ nóng chảy ở 1026 ℃

và trên nhiệt độ đó mất bớt oxi biến thành Cu2O

* Tính chất hóa học của CuO

 CuO dễ tan trong dung dịch axit tạo thành muối đồng (II):

CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O

 CuO tan trong dung dịch NH3 tạo phức chất amoniacat:

CuO + 4NH3 + H2O → [Cu(NH3)4](OH)2

Người ta dựa vào tính chất này để loại bỏ khí oxi ra khỏi các khí khác bằngcách: cho khí cần tinh chế đi qua phoi đồng đã đổ ngập dung dịch NH3, khí O2 là tạpchất sẽ tác dụng với phoi đồng tạo thành CuO và CuO tan ngay trong dung dịch NH3

nên oxi tiếp tục tác dụng với phoi đồng

 CuO bị khử bởi SnCl2, FeCl2 khi đun nóng tạo thành muối đồng (I):

2CuO + SnCl2 → 2CuCl + SnO2

3CuO + 2FeCl2 → 2CuCl + CuCl2 + Fe2O3

 Khi đun nóng, CuO dễ bị các khí H2, CO, NH3 khử thành kim loại:

 2

CuO + H2  t o

 Cu + H O

t 300 C

1.5.2 Tính chất quang xúc tác của CuO

CuO được dùng để chế tạo màu lục cho thủy tinh và men Thủy tinh chứa keođồng có màu đỏ thắm

Tính lưỡng tính của CuO thể hiện khi tan trong kiềm nóng chảy tạo thành cuprit:dạng M2CuO2, M2CuO3 và cả MCuO2 Kiến trúc của các cuprit này đã được các nhànghiên cứu quan tâm nhiều sau phát hiện của hai nhà vật lí người Thụy Sĩ là Bednorz

và Muller vào năm 1986 về tính siêu dẫn ở nhiệt độ cao của gốm chứa đồng, bari vàđất hiếm Một gốm quen thuộc nhất với thành phần gần đúng là YBa2Cu3O7 có tínhsiêu dẫn ở nhiệt độ gần 90 oK và có mạng lưới tinh thể kiểu peropskit ABO3, trong đó

Y3+ và Ba2+ chiếm các vị trí của A, Cu2+ chiếm vị trí của B và khuyết một phần oxi.Hiện nay chưa có lí thuyết nào nói về tính siêu dẫn của gốm Tuy nhiên, người tacho rằng sự tự phân hủy Cu(II) thành Cu(I) và Cu(III) là điều kiện cần để sinh ra tínhsiêu dẫn và có lẽ sự tự phân hủy đó xảy ra được là nhờ liên kết Cu-O chủ yếu là cộnghóa trị Sau những gốm siêu dẫn chứa đồng người ta đã nghiên cứu những gốm siêudẫn khác có kiến trúc tương tự trong đó đồng được thay thế bằng Tl hay Bi

CuO là vật liệu bán dẫn loại p, có vùng cấm thẳng, độ rộng dải cấm nhỏ Do đặctrưng tinh thể mà chưa có phép đo nào xác định chính xác độ rộng dải cấm của CuONhững mô hình tính toán lý thuyết đề xuất cũng chưa có nhiều, mô hình lý thuyếtMO- LCAO được sử dụng để tính toán cho thấy độ rộng dải cấm của CuO là 1,6 eV

1.6 Giới thiệu về CeO 2

1.6.1 Tính chất của CeO 2

Xeri đioxit (CeO2) ở dạng tinh thể màu vàng nhạt, có mạng lưới kiểu CaF2, nhiệt

độ nóng chảy 2500 ℃, rất bền với nhiệt và không tan trong nước Sau khi đã đượcnung, oxit đó trở nên trơ về mặt hóa học: không tan trong các dung dịch axit và kiềm,nhưng tác dụng khi đun nóng

CeO2 + 2H2SO4 (đặc) → Ce(SO4)2 + 2H2O CeO2 + 3HNO3 (đặc) → CeOH(NO3)3 + 2H2OĐiều chế CeO2 bằng cách tác dụng trực tiếp của các nguyên tố hoặc nhiệt phânhidroxit và một số muối của Ce (III) khi có mặt khí oxi:

4Ce(OH)3 + O2 → 4CeO2 + 6H2O

1.6.2 Tính chất quang xúc tác của CeO 2

CeO2 được dùng làm bột mài bóng đồ bằng thủy tinh Ngoài ra, CeO2 là oxit đấthiếm được biết đến nhiều bởi tính chất oxi hóa khử của nó, các trạng thái oxi hóa vàkhử (Ce4+ và Ce3+) có thể chuyển đổi qua lại dễ dàng tùy thuộc vào những điều kiệnbên ngoài Khả năng tương tác với oxi khiến Ce thích hợp để đưa vào các vật liệu ứngdụng như là thành phần quan trọng của chất xúc tác ba hướng hoặc chất xúc tác oxihóa

CeO2 đang tiếp tục được nghiên cứu do chúng có những ứng dụng rộng rãi nhưlàm chất xúc tác, chất xúc tác hỗ trợ, chất điện phân rắn cho pin nhiên liệu, cảm biếnkhí oxi,… CeO2 được sử dụng trong nhiều vật liệu cảm biến, trong công nghệ pinnhiên liệu với vai trò là chất điện li trạng thái rắn, và thậm chí là được ứng dụngtrong hóa mỹ phẩm Khả năng lưu trữ (và giải phóng) oxi trong Ce có vẻ như khá dễdàng bởi cấu trúc tương tự fluorite của nó Các ion oxi trong các tinh thể trên nằmtrong các mặt phẳng song song, cho phép các nguyên tử oxi khuếch tán một cách cóhiệu quả tạo thành mạng lưới chứa các lỗ trống oxi, thuận lợi cho việc thể hiện tínhoxi hóa của chất rắn Chính vì thế, CeO2 không những có tính chất đặc biệt trong sựchuyển dời electron mà còn tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng của vật liệu

1.7 Giới thiệu về xanh metylen (MB)

Xanh metylen (MB) là một chất màu được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuậtnhuộm, dùng làm chất chỉ thị màu và thuốc trong y học, khó phân hủy khi thải ra môitrường nước, làm mất vẻ đẹp mĩ quan môi trường, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất

và sinh hoạt của con người Một số thông tin về xanh metylen được trình bày trongbảng 1.1

Bảng 1.1 Một số thông tin về xanh metylen

Công thức

Công thức cấu tạo Độ hòa tan Màu Bước sóng

da trời

1.8 Ứng dụng quang xúc của vật liệu nano ở trong và ngoài nước

Bằng phương pháp thủy nhiệt, tác giả Phạm Văn Huấn và cộng sự [3] đã chế tạothành công vật liệu nano ZrO2 pha tạp nguyên tố đất hiếm lantan (ZrO2-La), có dạnghình cầu với kích thước khoảng 5 nm Kết quả vật liệu nano ZrO2-La có khả năngphân hủy trên 95 % dung dịch MB nồng độ 20 mg/L trong khoảng thời gian là 12 giờ.Ngoài ra, vật liệu ZrO2-La cho phát quang ở vùng 425 nm khi được kích thích ởbước sóng

250 nm Cường độ huỳnh quang của ZrO2-La phụ thuộc vào nồng độ pha tạp của La, cường độ phát quang lớn nhất khi pha tạp 10 % La

Bằng phương pháp đồng kết tủa, tác giả Phạm Văn Huấn và cộng sự [4] đã chếtạo thành công hạt nano ZrO2 pha tạp các ion Li+, Ca2+, Al3+ có hình cầu, kích thướckhoảng 20 nm Vật liệu phát quang mạnh ở vùng bước sóng từ 400 - 700 nm, đỉnhhuỳnh quang đạt cực đại tại 500 nm Kết quả cho thấy rằng cường độ PL (phổ huỳnhquang) phụ thuộc hoàn toàn vào phương pháp chế tạo, nồng độ của các ion pha tạp.Đối với ion hóa trị I, III chúng có khả năng làm tăng cường năng phát xạ của ZrO2.Các ion hóa trị II có xu hướng ổn định cấu trúc pha tinh thể ZrO2 Nguồn gốc sự phátquang của hạt nano ZrO2 được cho là do các sai hỏng nội tại trong vật liệu Vật liệu

ZrO2 phát quang mạnh vùng màu xanh dương, sẽ đầy hứa hẹn ứng dụng trong cácngành công nghiệp chiếu sáng.

Tác giả Nguyễn Trung Kiên [7] đã tổng hợp được vật liệu Zr-PO4 tinh khiết, códạng hình cầu và kích thước nano (< 35 nm) Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy,vật liệu Zr-PO4 có khả năng quang xúc tác phân hủy MB Với khối lượng vật liệu là5,00 mg, hiệu suất xử lý 5,977 mg/L MB dưới các điều kiện ánh sáng thường và chiếutia UV trong 180 phút lần lượt là 30,66 % và 33,74 %.

Bằng phương pháp đốt cháy gel PVA, tác giả Dương Thị Lịm [8] đã tổng hợpđược 4 vật liệu nano hệ đất hiếm - mangan LaMnO3, PrMnO3, NbMnO3 và CeO2-MnOx có kích thước hạt tinh thể trung bình từ 24,5 - 32,2 nm, diện tích bề mặt riêngBET khoảng 20,5 - 65,3 m2/g Đặc biệt vật liệu nano oxit hỗn hợp CeO2-MnOx đượctổng hợp ở điều kiện nhiệt độ thấp (350 ℃) và có diện tích bề mặt riêng BET lớn(65,3 m2/g) Tác giả đã chế tạo thành công vật liệu CeO2-MnOx trên nền thạch anhvới khả năng hấp phụ asen, amoni cao có triển vọng sử dụng trong các cột hấp phụ đểloại bỏ các chất độc hại này trong nguồn nước sinh hoạt

Tác giả Trần Thị Thu Phương [10] đã tổng hợp được vật liệu ZnO pha tạp nitơ

từ urê trên nền SBA-15 (3NZnO/SBA-15) có hoạt tính xúc tác quang trong vùng ánhsáng nhìn thấy cao hơn hẳn so với các vật liệu ZnO/SBA-15 và 3N-ZnO Quá trìnhxúc tác phân hủy quang của vật liệu 3NZnO/SBA-15 đối với dung dịch MB tuân theo

mô hình động học Langmuir-Hinshelwood Vật liệu nTiO2-CdS/SBA-15 với n là phầntrăm khối lượng của TiO2 trong hỗn hợp đầu (n = 20, 30, 40, 50%) tổng hợp được cókhả năng quang xúc tác phân hủy MO trong vùng ánh sáng khả kiến vượt trội so vớicác vật liệu riêng biệt

Tác giả Phạm Minh Tứ [14] đã tổng hợp và đánh giá hoạt tính quang hóa củacác hệ xúc tác quang hóa trên cơ sở nano TiO2 tổng hợp được bao gồm: TNTs, TNTs/MWCNTs, TNTs/ZnO, TiO2 sol, TiO2/SiO2, TiO2-SiO2 Đặc biệt, đã nghiên cứu mộtcách hệ thống quá trình tổng hợp ống TiO2 nano từ TiO2 thương mại bằng phươngpháp thuỷ nhiệt động một bước và đề xuất cơ chế hình thành ống Đây là phương phápđơn giản, hiệu quả, cho phép tổng hợp được ống nano TiO2 có chất lượng cao và đồngđều (đường kính khoảng 10 nm, diện tích bề mặt riêng đạt 280 m2/g)

Tác giả Nguyen Phi Hung, Bui Thi Mai Lam và cộng sự [15] đã pha tạp thànhcông bạc vào vật liệu nano tổ hợp TiO2/SBA-15 làm dịch chuyển phổ hấp thụ ánhsáng

của vật liệu sang vùng ánh sáng khả kiến, có hoạt tính xúc tác quang rất tốt dưới ánhsáng mặt trời Đã xác định được lượng pha tạp bạc vào vật liệu tối ưu là bạc chiếm4% khối lượng vật liệu.

Kết quả nghiên cứu của E.S Agorku và cộng sự [18] đã cho thấy khả năngquang xúc tác của vật liệu nano composit C, N, S-ZrO2 khi có pha tạp thêm Eu3+ sẽcao hơn so với vật liệu Do đó, việc kiểm soát tỉ lệ Eu3+ rất quan trọng trong việcgiảm sự tái kết hợp electron-lỗ trống của cấu trúc của vật liệu

Tác giả Phạm Văn Huấn và cộng sự [22] đã tổng hợp được các hạt ZrO2 pha tạp

Eu3+/Cu2+ bằng phương pháp đồng kết tủa, hạt thu được có kích thước nano khoảng 25

nm Tỷ lệ Cu2+ được thay đổi và khi đạt đến một giá trị nhất định, sẽ làm giảm dầnkhả năng phát quang của hạt nano, do ảnh hưởng đến sự phát quang của ion Eu3+.Tác giả R.R Muthuchudarkodi và cộng sự [23] đã tổng hợp nano compositCuO- ZrO2 bằng phương pháp ướt, thu được các hạt đơn pha, phân bố đồng đều, vớikích thước hạt trung bình 24 nm Các nano composit CuO-ZrO2 có tính bám dính vàkhả năng điện hóa tốt nên được sử dụng trong thành phần của sơn chống ăn mòn trongbảo vệ kim loại

Thuốc nhuộm là thành phần khó xử lý nhất có trong nước thải của ngành côngnghiệp dệt nhuộm và gây ô nhiễm đến môi trường Loại thuốc nhuộm được sử dụngphổ biến nhất hiện nay là thuốc nhuộm azo không tan, chiếm 60 - 70 % thị phần Việcchuyển đổi thuốc nhuộm azo thành các sản phẩm vô hại đã được nghiên cứu trongnhững năm gần đây Tác giả S Kalal1 và cộng sự [25] đã tổng hợp vật liệu nano

Cu2V2O7 và Cr2V4O13 có khả năng quang xúc tác phân hủy thuốc nhuộm evans blue,hiệu quả đạt được tương ứng là 77,78 % và 79,00 %

X Wang và cộng sự [29] đã tổng hợp nano composit ZrO2/CeO2 bằng phươngpháp thủy nhiệt cho thấy khả năng quang xúc tác của ZrO2/CeO2 là cao hơn so hơnvới các oxit riêng rẽ ZrO2 và CeO2 Ngay trong điều kiện ánh sáng khả kiến, nanocomposit ZrO2/CeO2 đã có khả năng quang xúc tác phân hủy thuốc nhuộm rhodamin

B (RhB)

Y.S Vidya và cộng sự [30] đã tổng hợp nano composit ZrO2 pha tạp Tb3+ (1

-11 % mol) bằng phương pháp đốt cháy dung dịch, có kích thước khoảng 7 - 16,8 nm