Tổng hợp nano kẽm oxít có kiểm soát hình thái và một số ứng dụng

Ra/Rg Độ hồi đáp (Tỉ số của điện trở đặt trong không khí/điện trở đặt trong không khí cần đo)

SBET Diện tích bề mặt riêng tính theo phương trình BET

S Độ hồi đáp

SD Độ lệch chuẩn (Standard deviation)

SE Sai số chuẩn (Standard error)

SEM Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope)

SSE Tổng các sai số bình phương (Sum of the Squares Errors)

TEM Hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy)

TG-DTA Phép phân tích nhiệt (Thermal Analysis)

TN Thí nghiệm

XRD Nhiễu xạ tia X (X-Ray Diffraction)

UA Acid uric

UV-Vis Tử ngoại khả kiến (Ultraviolet–visible spectroscopy)

UV-Vis DR Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến

(UV-Visible Diffuse Reflectance Spectroscopy)

WE Điện cực làm việc (Working Electrode)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1. Số lượng các bài báo liên quan đến ZnO, La-ZnO làm cảm biến khí 27

Bảng 1.2. Một số công trình đã được công bố ứng dụng ZnO để xác định 30

một số hợp chất hữu cơ bằng phương pháp điện hóa

Bảng 1.3. Một số công trình đã được công bố ứng dụng điện cực biến tính 32

để xác định UA bằng phương pháp von - ampe hòa tan

Bảng 2.1. Các loại hoá chất dùng trong luận án này 53

Bảng 2.2. Dải nồng độ khí NH3 cần đo 59

Bảng 2.3. Dải nồng độ hơi ethanol cần đo 59

Bảng 2.4. Dải nồng độ khí H2 cần đo 57

Bảng 2.5. Các thông số được cố định trong phương pháp DP – ASV 61

Bảng 3.1. Khảo sát mức độ tinh thể hóa và hình thái của các mẫu theo tỉ lệ 65

ethanol - nước khác nhau

Bảng 3.2. Các kiểu phonon của ZnO với các hình thái khác nhau 66

Bảng 3.3. Các tham số tế bào ZnO với cấu trúc lục lăng 71

Bảng 3.4. Thành phần các điểm thực nghiệm 74

Bảng. 3.5. Điều kiện thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ NaOH 77

và ethanol đến hình thái của ZnO

Bảng 3.6. Điều kiện thí nghiệm tổng hợp ZnO trong hệ Zn(CH3COO)2 – 79

ethanol – KOH

Bảng 3.7. Ký hiệu mẫu và điều kiện tổng hợp 83

Bảng 3.8. Tham số tế bào và năng lượng vùng cấm 84

Bảng 3.9. Ký hiệu mẫu và nhiệt độ thủy nhiệt trong quá trình tổng hợp 85

Bảng 3.10. Ký hiệu mẫu và điều kiện tổng hợp 87

Bảng 3.11. Ký hiệu mẫu ở các tỉ lệ mol La/Zn khác nhau 88

Bảng 3.12. Một số đặc trưng hoá lý của La - ZnO 90

Bảng 3.13. Tần số và đối xứng Raman trong La - ZnO và phổ bậc hai trong ZnO 92

Bảng 3.14. Cường độ tâm acid ở các nhiệt độ khác nhau được đặc trưng 94

bằng lượng NH3 giải hấp theo chương trình nhiệt độ

Tốc độ ban đầu được tính ở 20 và 40 giây

100
Bảng 3.16.	Bậc phản ứng (a) của MB tính từ các tốc độ ban đầu khác nhau	102
Bảng 3.17.	Giá trị của hằng số tốc độ và bậc phản ứng của hydroperoxide	103
	tính từ các tốc độ ban đầu khác nhau
Bảng 3.18.	Sự biến đổi của nồng độ của MB trong 25 giây đầu	106
Bảng 3.19.	Hằng số tốc độ phản ứng (kT) và hằng số cân bằng (Ka) tính toán ở các thời điểm xác định tốc độ đầu khác nhau	109
Bảng 3.20.	Vật liệu mẫu LZ1 sau ba lần sử dụng	113
Bảng 3.21.	Độ hồi đáp của các vật liệu ZnO và La - ZnO với khí hydro	116
Bảng 3.22.	So sánh hoạt tính cảm biến khí hydro của ZnO và La - ZnO của	118
	luận án này với một số công trình khác
Bảng 3.23.	Độ hồi đáp của các vật liệu ZnO và La - ZnO với hơi ethanol	120
Bảng 3.24.	Kết quả hồi qui tuyến tính log(S-1) theo logC của mẫu LZ1 và LZ1	121
Bảng 3.25.	So sánh độ cảm biến ethanol của vật liệu ZnO và La - ZnO với	123
	một số nghiên cứu khác
Bảng 3.26.	Độ hồi đáp của các vật liệu ZnO và La - ZnO với khí NH3	124
Bảng 3.27.	So sánh độ cảm biến ammonia của vật liệu ZnO và La - ZnO với	126
	một số nghiên cứu khác
Bảng 3.28.	Ảnh hưởng của các kiểu điện cực đến Ip theo phương pháp DP-ASV	128
Bảng 3.29.	Ảnh hưởng của số lớp tạo màng ZnO đến Ip	128
Bảng 3.30.	Ảnh hưởng của số vòng quét tạo P(BCP) đến Ip	129
Bảng 3.31.	Ảnh hưởng của nồng độ BCP tạo P(BCP) đến Ip	130
Bảng 3.32.	Ảnh hưởng của pH đến tín hiệu Ip và Ep	131
Bảng 3.33.	Kết quả xác định Ip (UA) ở các thế điện phân làm giàu khác nhau	133
Bảng 3.34.	Ảnh hưởng của biên độ xung (ΔE) đến tín hiệu Ip	134
Bảng 3.35.	Ảnh hưởng của tốc độ quét thế đến tín hiệu hòa tan Ip	134
Bảng 3.36.	Kết quả đánh giá độ lặp lại của Ip-UA ở các nồng độ khác nhau	138
Bảng 3.37.	Kết quả xác định khoảng tuyến tính của phương pháp DP-ASV	139
Bảng 3.38.	Các giá trị a, b, Sy, r , GHPH và GHĐL	140
Bảng 3.39.	Lý lịch mẫu nước tiểu và mẫu huyết thanh	141

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 207 trang tài liệu này.

Bảng 3.15.

Độ thu hồi của một số mẫu nước tiểu

142
Bảng 3.41.	Độ thu hồi của một số mẫu huyết thanh	143
Bảng 3.42.	Hàm lượng UA trong 3 mẫu NT2, NT4 và NT5 sau 3 đo lần lặp lại	143
Bảng 3.43.	Nồng độ UA trong mẫu nước tiểu (mM)	144
Bảng 3.44.	Nồng độ UA trong mẫu huyết thanh (µM)	144

Bảng 3.40.

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1. Cấu trúc Wurtzite và Blende của ZnO 4

Hình 1.2. Hình thái của vật liệu ZnO nano/micro dạng que hình thoi: a. Ảnh 7

SEM; b. ảnh TEM, c. ảnh HRTEM (ảnh SEAD nằm góc bên phải) của micro ZnO hình thoi.

Hình 1.3. Ảnh SEM của ZnO tổng hợp trong điều kiện thay đổi nhiệt độ kết 8

tinh từ: a. 40 oC, b. 80 oC, c. 12 0oC và d. 160oC

Hình 1.4. Ảnh ZnO dạng que ở các độ phân giải khác nhau 9

Hình 1.5. Đồ thị năng lượng photon (hγ)2 theo năng lượng photon (hγ) để10

xác định vùng cấm vật liệu ZnO

Hình 1.6. a. Sự phụ thuộc của năng lượng vùng cấm vào năng lượng kích 10

thích; b. Sơ đồ minh hoạ năng lượng vùng cấm do thay đổi năng lượng kích thích

Hình 1.7. Phổ UV-Vis/DR của ZnO và La-ZnO 13

Hình.1.8. Mật độ trạng thái theo mô phỏng lý thuyết hàm mật độ của ZnO 14

và ZnxLa(1-x)O với x = 0,0625 và 0,125

Hình 1.9. Sơ đồ minh hoạ xúc tác quang hoá 18

Hình 1. 10. a. Sơ đồ minh hoạ sự trộn lẫn các vùng năng lượng trong khu 21

vực gần bề mặt của chất bán dẫn; b. Sơ đồ minh hoạ mật độ điện tích trong hạt SnO2

Hình 1.11. a. Độ hồi đáp của vật liệu ZnO/Al2O3 với khí hydrogen và hơi24

C2H5OH ở các nồng độ khí khác nhau tại 350 oC; b. Sự phụ thuộc của độ hồi đáp của một số khí với cảm biến của composite poly(vinyl pyrroridone) với Cr-ZnO ở 30 0oC nồng độ 100 ppm

Hình 1.12. a. Độ nhạy khí ethanol của La-Pd-ZnO theo nhiệt độ; b. Cơ chế 25

nhạy khí ethanol của vật liệu ZnO và Au-ZnO

Hình 1.13. Công thức cấu tạo của Bromocresol Purple 30

Hình 2.1. Minh hoạ sự nhiễu xạ của tia X 34

Hình 2.2. Minh hoạ độ rộng nửa chiều cao peak, FWHM 35

Trang

Hình 2.3.	Nguyên tắc phát xạ tia X dùng trong phổ	38
Hình 2.4.	Nguyên lý chung của sự tán xạ Raman	39
Hình 2. 5.	Giản đồ mức năng lượng chỉ ra những trạng thái liên quan đến	40
	phổ Raman
Hình 2.6.	Phản xạ gương và phản xạ khuyếch tán từ bề mặt nhám	41
Hình 2.7.	a. Sự biến thiên thế theo thời gian và b. Đường von – ampe hoà	50
	tan trong phương pháp DP-ASV
Hình 2.8.	a. Sự biến thiên thế theo thời gian và b. đường von – ampe hòa	51
	tan trong phương pháp SW-ASV
Hình 2.9.	a. Sơ đồ hệ phản ứng phân hủy methyl xanh trong hệ xúc tác	56
	ZnO/H2O2 có sự hỗ trợ của sóng siêu âm: 1. Thiết bị phát siêu âm, 2. Bộ điều biến, 3. Đầu dò, 4 Nhiệt kế, 5.Bình nước điều
	nhiệt, 6. Hỗn hợp phản ứng; b. Hệ phản ứng quang hóa
Hình 2.10.	Điện cực răng lược trên đế Si/SiO2	57
Hình 2.11.	a, b. Điện cực răng lược trước khi phủ dây nano SnO2; c. Điện	57
Hình 2.12.	cực răng lược sau khi nhỏ phủ dây nano SnO2 Sơ đồ nguyên lý của hệ trộn khí	58
Hình 3.1.	Ảnh TEM của ZnO có độ phân giải khác nhau tổng hợp ở tỉ lệ	62
	75 : 25 acetonitrile - nước
Hình 3.2.	Ảnh TEM của ZnO có độ phân giải khác nhau tổng hợp ở tỉ lệ 75	63
	: 25 acetone - nước
Hình 3.3.	Ảnh TEM của ZnO có độ phân giải khác nhau tổng hợp ở tỉ lệ 75	63
	: 25 propanol - nước
Hình 3.4.	Ảnh TEM của ZnO có độ phân giải khác nhau tổng hợp ở tỉ lệ 75	63
	: 25 butanol - nước
Hình 3. 5.	Ảnh TEM có hình lục lăng có độ phân giải khác nhau tổng hợp ở	64
	tỉ lệ 75 : 25 ethanol - nước
Hình 3.6.	Giản đồ nhiễu xạ XRD của các mẫu theo tỉ lệ khối lượng ethanol	64
	- nước khác nhau

Trang
Hình 3.7.	Phổ Ramma của ZnO tổng hợp ở các tỉ lệ ehtanol – nước khác nhau	67
Hình 3.8.	Ảnh TEM của ZnO có độ phân giải khác nhau tổng hợp ở tỉ lệ	67
	90 : 10 ethanol - nước
Hình 3. 9.	Ảnh TEM của ZnO có độ phân giải khác nhau tổng hợp ở có	67
	hình lục lăng với tỉ lệ 75 : 25 ethanol - nước
Hình 3.10.	Ảnh TEM của ZnO có độ phân giải khác nhau tổng hợp ở với tỉ	67
	lệ 50 : 50 ethanol - nước
Hình 3.11.	Ảnh TEM của ZnO có độ phân giải khác nhau tổng hợp ở tỉ lệ	68
	25 : 75 ethanol - nước
Hình 3.12.	Ảnh TEM của ZnO có độ phân giải khác nhau tổng hợp ở tỉ lệ 0	68
	: 100 ethanol - nước
Hình 3.13.	Phổ EDX của ZnO điều chế trong dung môi có tỉ lệ ethanol -	69
	nước a. (75:25) và b. (25:75)
Hình 3.14.	Giản đồ phân tích nhiệt của các mẫu theo tỉ lệ ethanol - nước	69
	khác nhau
Hình 3.15.	a. Chỉ số hướng mặt phẳng của cấu trúc lục lăng; b. Cấu trúc	71
Hình 3.16.	tỉnh thể lục lăng a. Phổ UV-Vis/DR và (b). Đồ thị (E)2 với năng lượng photon	72
	(hγ) của vật liệu ZnO với các tỷ lệ ethanol – nước khác nhau
Hình 3.17.	Giản đồ nhiễu xạ XRD của các mẫu với lượng Zn(CH3COO)2 và C6H12N4 tăng gấp 9 lần theo tỉ lệ ethanol - nước	75
Hình 3.18.	Ảnh SEM của ZnO với nồng độ NaOH khác nhau	78
Hình 3.19.	Ảnh TEM của ZnO với lượng ethanol khác nhau	78
Hình 3.20.	Ảnh TEM của ZnO với lượng ethanol khác nhau	79
Hình 3.21.	Ảnh SEM của ZnO với nồng độ KOH khác nhau	80
Hình 3.22.	Giản đồ XRD của ZnO dạng cầu và dạng sợi	81
Hình 3.23.	Đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp nitrogen dạng cầu và dạng sợi	82
Hình 3.24.	Ảnh SEM của các mẫu tổng hợp ở các nồng độ gel khác nhau	84
Hình 3.25.	Giản đồ XRD của các mẫu tổng hợp ở các nồng độ gel khác nhau	84

Hình 3.26. a. Phổ UV - Vis - DR của mẫu tổng hợp ở các nồng độ gel khác nhau; b. Đồ thị (E)2 theo E để xác định năng lượng vùng cấm

Trang

Hình 3.27. Giản đồ XRD của các mẫu tổng hợp ở các nhiệt độ khác nhau 85

Hình 3.28. Ảnh SEM của các mẫu tổng hợp ở các nhiệt độ thủy nhiệt khác nhau 86

Hình 3.29. Giản đồ XRD của các mẫu tổng hợp ở các nồng độ NaOH khác nhau 87

Hình 3.30. Ảnh SEM của của các mẫu tổng hợp ở các tỉ lệ mol La/Zn khác nhau 88

Hình 3.31. Giản đồ XRD của mẫu có tỉ lệ mol La/Zn khác nhau 89

Hình 3.32. Phổ UV - Vis - DR của mẫu tổng hợp ở các tỉ lệ La/Zn khác 91

nhau; b. Đồ thị tính năng lượng Eg

Hình 3.33. Phổ Raman của mẫu tổng hợp theo tỉ lệ La/Zn khác nhau 91

Hình 3.34. Đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp nitrogen của các mẫu LZ1, LZ14 93

và LZ15

Hình 3.35. Giản đồ TDP – NH3 của các mẫu có lượng La pha tạp khác nhau 93

Hình 3.36. Sự phụ thuộc của ΔpH vào giá trị pHi ban đầu để xác định điểm đẳng điện

Hình 3.37. Sắc đồ HPLC: a. Nước cất được chiếu siêu âm trong 90 phút; b. Dung dịch H2O2 nồng độ ban đầu; c. Dung dịch H2O2 nồng độ được chiếu siêu âm trong 90 phút

Hình 3.38. Động học phân huỷ màu MB dưới các điều kiện khác nhau: a. MB + sóng siêu âm, b. MB + H2O2, c. MB +H2O2+ sóng siêu âm, d. MB + ZnO, e. MB + ZnO + sóng siêu âm, f. MB +ZnO+ H2O2 + sóng siêu âm.

Hình 3.39. a. Đồ thị log(ri(20s)) với log[MB]i; b. Đồ thị log(ri(40s)) với

log[MB]i

Hình 3.40. a. Đồ thị logk’ với log[H2O2] để xác định hằng số tốc độ phản ứng và bậc phản ứng của H2O2; b. Phổ UV - Vis của sản phẩm oxy hoá MB ở các thời điểm khác

Hình 3.41. Sự mất màu quang hoá trên các xúc tác ZnO và La-ZnO (điều kiện: V=100 mL, 30 mg/L, thời gian chiếu xạ t = 30 phút, khối lượng xúc tác m= 0,1 gam, nhiệt độ phản ứng, t = 25 oC, khuấy trộn đều)

101

102

104

Hình 3.42.

Ảnh hưởng của pH đến sự mất màu quang hoá trên các xúc tác	Trang 104
	quang hoá LZ1 (a) và LZ15 (b) (điều kiện: V=100 mL, 30 mg/L,
	thời gian chiếu xạ t = 90 phút, khối lượng xúc tác m= 0,3 gam, nhiệt độ phản ứng, t = 25 oC, khuấy trộn đều)
Hình 3.43.	Động học mất màu quang hoá của MB dùng xúc tác khi chiếu ánh	105
	sáng mặt trời và chiếu UV (LZ15 và LZ1) (điều kiện: V = 100 mL,
	30 mg/L, khối lượng xúc tác m= 0,1 gam (trong điều kiện có dùng xúc tác), nhiệt độ phản ứng, t = 28 oC, khuấy trộn đều)
Hình 3.44.	Động học mất màu quang hoá của MB trên xúc tác quang hoá	106
	LZ1 (điều kiện: V = 100 mL, 10 - 70 mg/L, thời gian chiếu xạ, khối lượng xúc tác m = 0,1 gam, nhiệt độ phản ứng, t = 28 oC,
	khuấy trộn đều)
Hình 3.45.	Đồ thị tốc độ đầu để xác định bậc phản ứng và hằng số tốc độ	107
	phản ứng
Bảng 3.46.	Hằng số tốc độ phản ứng (kT) và hằng số cân bằng (Ka) tính toán	108
	ở các thời điểm xác định tốc độ đầu tiên khác nhau
Hình 3.47.	Sự hoàn nguyên xúc tác La - ZnO qua ba lần sử dụng (điều kiện:	112
	V=100 mL, 30 mg/L, thời gian chiếu xạ t = 40 phút, khối lượng xúc tác m= 0,1 gam, nhiệt độ phản ứng, t = 28 oC, khuấy trộn đều)
Hình 3.48.	Giản đồ XRD của LZ1 sau ba lần sử dụng	112
Hình 3.49.	a. Phổ UV-Vis của dung dịch MB ở các thời điểm khác nhau; b.	113
	Đồ thị cột COD của dung dịch MB sau khi phân huỷ quang hoá
Hình 3.50.	Sự phụ thuộc của điện trở với mẫu LZ15 vào nồng độ khí hydro	114
	ở các nhiệt độ khác nhau
Hình 3.51.	Sự phụ thuộc của điện trở với mẫu LZ1 vào nồng độ khí hydro	114
	ở các nhiệt độ khác nhau
Hình 3.52.	Sự phụ thuộc của điện trở với mẫu LZ13 vào nồng độ khí hydro	115
	ở các nhiệt độ khác nhau
Hình 3.53.	Sự phụ thuộc của điện trở với mẫu LZ14 vào nồng độ của khí hydro ở nhiệt độ 450oC	115