Đất nền Bắc giang

Vật liệu xúc tác quang trên cơ sở vật liệu nano TiO2 trong phân hủy chất màu hữu cơ

Nhóm nghiên cứu tại Viện KHVL đã đánh giá hiệu quả xúc tác quang hóa của các tinh thể nano TiO2 trong phân hủy chất màu hữu cơ Rhodamine B và Rose Bengal

 

    Vật liệu xúc tác quang trên cơ sở vật liệu nano TiO2 đã được nghiên cứu mạnh mẽ và ngày càng được ứng dụng nhiều trong giải quyết các vấn đề ô nhiễm môi trường. Trong dự án hợp tác quốc tế “Vật liệu quang xúc tác để xử lí chất thải hữu cơ công nghiệp khó phân hủy (Photocatalytic Materials for the Destruction of Recalcitrant Organic Industrial Waste, PCATDES)” thuộc chương trình Vật liệu quang xúc tác để xử lý ô nhiễm của Ủy ban Châu Âu, nhóm nghiên cứu của GS. TS. Nguyễn Quang Liêm (chủ dự án nhánh phía Việt Nam) cũng đã lựa chọn TiO2 làm đối tượng nghiên cứu. Trong đó, các nghiên cứu tổng hợp vật liệu nano TiO2 đơn pha brookite đã được TS. Trần Thị Thương Huyền (thành viên nhóm) thực hiện triển khai. Các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến chế tạo và khai thác tiềm năng ứng dụng của pha tinh thể brookite còn rất hạn chế do gặp khó khăn trong tổng hợp vật liệu. Brookite luôn có xu hướng kết tinh trong pha hỗn hợp với anatase hoặc rutile do vậy làm giảm hoạt tính, cũng như thu hẹp sự quan tâm nghiên cứu, phạm vi ứng dụng của pha tinh thể này. Việc chủ động điều khiển được quy trình chế tạo các tinh thể nano này đã giúp nhóm nghiên cứu tiếp tục triển khai các khảo sát về vai trò xúc tác quang trong các phản ứng phân hủy/loại bỏ hợp chất hữu cơ ô nhiễm trong nước thải.

  

Hình 1: (Trái) Ảnh HR-TEM và (phải) cơ chế phản ứng quang xúc tác của các nano tinh thể TiO2 đơn pha brookite

     Vừa qua, TS. Huyền cùng nhóm nghiên cứu đã công bố công trình khoa học đánh giá hiệu quả xúc tác quang hóa của các tinh thể nano TiO2 pha brookite trong phân hủy chất màu hữu cơ rhodamine b và rose bengal. Ô nhiễm nước thải bởi chất màu/thuốc nhuộm ngày càng gia tăng theo tốc độ phát triển kinh tế và gia tăng dân số. Chất màu đạt độ bền màu cao, dễ tan trong nước nhưng khó phân hủy hoàn toàn dù ở nồng độ rất thấp (< 1ppm). Ngưỡng nồng độ này cũng có thể gây ngộ độc cho các sinh vật sinh sống dưới nước và con người thường xuyên tiếp xúc với các nguồn nước thải bị ô nhiễm. Trong công bố này, các tinh thể nano brookite được tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt có đường kính khoảng 10 nm; dạng tựa cầu (Hình 1); độ rộng vùng cấm ~ 3,25 eV; thể hiện hiệu quả xúc tác quang hóa cao, so sánh được với vật liệu TiO2 thương mại P25 và pha tinh thể anatase chế tạo cùng quy trình (Hình 2). Các thông tin đánh giá hiệu quả xúc tác quang hóa dựa vào độ suy giảm cường độ và dịch bước sóng của đỉnh hấp thụ cực đại, độ suy giảm hàm lượng cacbon hữu cơ (TOC) của các dung dịch chất màu sau xử lý. Hệ phản ứng quang xúc tác sử dụng nguồn sáng mô phỏng phần ánh sáng tử ngoại UV-A của ánh sáng mặt trời đến được mặt đất, không bị lớp ozon hấp thụ (về cả phân bố năng lượng và cường độ phát xạ) với dải phổ liên tục trong khoảng 370-400 nm, hàm lượng chất xúc tác thấp (tỷ lệ chất xúc tác/chất màu = 4).

 

Hình 2: So sánh hiệu quả quang xúc tác của các nano tinh thể TiO2 đơn pha brookite với anatase và rutile trong phân hủy chất màu (trái) rose bengal và (phải) rhodamine B.

    Kết quả này của nhóm nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí quốc tế uy tín Progress in Natural Science: Materials International (IF = 3,310). Tran Thi Thuong Huyen, Tran Thi Kim Chi, Hendrik Kosslickb and Nguyen Quang Liem, “Highly active brookite TiO2-assisted photocatalytic degradation of dyes under the simulated solar-UVA radiation”.

Link: https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2019.10.001  

Cảm biến điện hóa phát hiện nồng độ asen (V) trên cơ sở sử dụng màng mỏng vật liệu tổ hợp ống nano các bon hai tường và graphene

Nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học vật liệu đã công bố công trình khoa học sử dụng màng mỏng vật liệu tổ hợp ống nano các bon hai tường (DWCNTs) và graphene (Gr) đơn lớp nhằm phát hiện nồng độ asen (V) trong môi trường cholesterol

Nghiên cứu động học hồi phục quá trình kích thích quang học trong vật liệu tổ hợp TiO2 với carbon (ống nano carbon, graphene) và hạt nano vàng

Nhóm nghiên cứu Viện Khoa học vật liệu cùng các nhà khoa học thuộc Viện nghiên cứu tiêu chuẩn và khoa học Hàn Quốc (KRISS) công bố công trình khoa học về động học hồi phục kích thích quang trong vật liệu tổ hợp TiO2 với carbon,hạt nano vàng

Hội nghị điển hình tiên tiến Viện Khoa học vật liệu giai đoạn 2015-2020

Sáng ngày 12/06/2020, tại Hội trường tầng 2 nhà B2, Viện Khoa học vật liệu đã long trọng tổ chức Hội nghị điển hình tiên tiến giai đoạn 2015-2020

Toạ đàm thanh niên năm 2020 nhân kỷ niệm 27 năm ngày thành lập Viện

Ngày 11/6/2020, chi Đoàn Viện Khoa học vật liệu tổ chức Toạ đàm thanh niên nhân kỷ niệm 27 năm ngày thành lập Viện (11/6/1993 – 11/6/2020)

Đội bóng Viện Khoa học vật liệu tham gia Giải bóng đá do Đoàn Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tổ chức

Sáng ngày 20/05/2020, đội bóng Viện KHVL đã thi đấu trận đấu đầu tiên của Giải bóng đá chào mừng kỷ niệm ngày KH&CN (18/5)

Giao lưu văn hoá – thể thao giữa Chi Đoàn Viện Khoa học vật liệu và Chi Đoàn Học viện Khoa học & Công nghệ

Ngày 06/03/2020, CĐ Viện Khoa học vật liệu và Chi Đoàn Học viện Khoa học và Công nghệ phối hợp tổ chức hoạt động giao lưu bóng đá tại sân bóng La Thành, Hà Nội.