Monday, Mar 25th

Luận văn - Luận án Luận án Tiến sĩ Nghiên cứu tổng hợp, biến tính vật liệu cacbon nano ống và ứng dụng

Nghiên cứu tổng hợp, biến tính vật liệu cacbon nano ống và ứng dụng

Họ và tên NCS: Nguyễn Đức Vũ Quyên

Tên đề tài luận án: Nghiên cứu tổng hợp, biến tính vật liệu cacbon nano ống và ứng dụng

Mã số: 62 44 01 13

Chuyên ngành: Hóa Vô cơ

Người hướng dẫn: PGS. TS. Trần Ngọc Tuyền và PGS. TS. Đinh Quang Khiếu

Tên cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế

Những đóng góp mới của luận án:

Lần đầu tiên ở Việt Nam, đã tổng hợp được thành công vật liệu cacbon nano ống (CNTs) trên nền xúc tác Fe2O3/Al2O3 khi không sử dụng khí H2 để khử xúc tác ở nhiệt độ 800oC với hàm lượng Fe2O3 trong xúc tác là 25,9 %; lưu lượng N2 và LPG lần lượt là 60 và 100 mL/phút; vật liệu thu được có đường kính ngoài ống khoảng 50 nm, đường kính trong ống khoảng 15 nm, vật liệu có cấu trúc đa tường, hình thái ống đồng đều, dài, bề mặt ống ít khuyết tật, tạp chất;

Lần đầu tiên ở Việt Nam, cơ chế hình thành và phát triển CNTs khi sử dụng xúc tác Fe2O3/Al2O3 không sử dụng khí H2 để khử xúc tác đã được làm rõ. Quá trình khử xúc tác đã diễn ra đồng thời với quá trình lắng đọng hơi cacbon trên các hạt xúc tác và cơ chế phát triển CNTs là tip-growth.

Đã tổng hợp được vật liệu W/CNTs có khả năng xúc tác tốt cho phản ứng oxi hóa DBT với tác nhân oxi hóa là H2O2. Sự kết hợp giữa CNTs và oxit tungsten để tạo ra loại vật liệu có khả năng xúc tác oxi hóa DBT là nghiên cứu chưa được thực hiện ở Việt Nam và rất hạn chế trên thế giới. Khảo sát động học xúc tác cho thấy phản ứng được mô tả tốt bởi phương trình động học bậc 1 và cơ chế phản ứng tuân theo cơ chế của mô hình động học Langmuir-Hinshelwood.

Đã biến tính được vật liệu CNTs bằng hỗn hợp axit HNO3 và H2SO4 có khả năng hấp phụ tốt ion Pb(II) trong nước. Quá trình hấp phụ Pb(II) tuân theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir với r = 0,997. Dung lượng hấp phụ cực đại của vật liệu ox-CNTs là 100,00 mg/g, lớn hơn rất nhiều loại vật liệu CNTs đã được nghiên cứu trên thế giới.

Huế, ngày 23 tháng 7 năm 2018

THE NEW CONTRIBUTIONS OF THE THESIS

Full name of PhD student: Nguyen Duc Vu Quyen

Thesis’title: Study on synthesis and modification of carbon nanotubes and application

Code: 62 44 01 13

Major: Inorganic Chemistry

Supervisors: 1. Assoc. Prof. Dr. Tran Ngoc Tuyen; 2. Assoc. Prof. Dr. Dinh Quang Khieu

Training institution: Hue University of Education, Hue University

The new contributions of the thesis:

This is the first time in Vietnam, carbon nanotubes (CNTs) were successfully synthesized on the catalyst of Fe2O3/Al2O3 (the amount of Fe2O3  in catalyst of 25.9 %) without using hydrogen at growth temperature of 800oC; the flow rate of N2  and LPG were 60 and 100 mL.min-1, respectively. The obtained multiwalled carbon nanotubes exhibited high uniformity, long and less defective with the external and internal diameter of tubes of about 50 and 15 nm;

This is the first time in Vietnam, the mechanism of the growth of CNTs on catalyst of Fe2O3/Al2O3 without using hydrogen was investigated. The reduction of catalyst was taken place to be simultaneous with the deposition of carbon on the catalyst and the growth mechanism was tip-growth.

With the aim of forming W/CNTs material used as high effective catalyst for oxidation of DBT in petroleum with oxidant of H2O2, CNTs were coated by oxide tungsten. This study was one of originalities of the thesis. The catalytic kinetic investigation showed that the oxidation of DBT was well described by first order kinetic equation and the catalytic mechanism followed Langmuir-Hinshelwood model.

In order to prepare an adsorbent used for adsorption of heavy metal in aqueous solution, CNTs were surface oxidized by mixture of HNO3 and H2SO4. The result showed that the oxidized CNTs exhibited maximum Pb(II) adsorption capacity of 100,00 mg.g-1 that was higher than this in many other studies. The Langmuir isothermal model well described the practical data with high correlation coefficient (r) of 0,997.

 

File đính kèm:
Download this file (DONGGOPMOI.pdf)DONGGOPMOI.pdf[ ]736 Kb
Download this file (NOIDUNGLA.pdf)NOIDUNGLA.pdf[ ]7968 Kb
Download this file (TOMTATLA.pdf)TOMTATLA.pdf[ ]2232 Kb