ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Thị Phƣơng

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, VÀ ĐẶC TRƢNG CẤU TRÚC VẬT LIỆU
NANO BiNbO4 ĐỂ XỬ LÝ MỘT SỐ CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ TRONG
MÔI TRƢỜNG NƢỚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Trần Thị Phƣơng

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, VÀ ĐẶC TRƢNG CẤU TRÚCVẬT LIỆU
NANO BiNbO4 ĐỂ XỬ LÝ MỘT SỐ CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ TRONG
MÔI TRƢỜNG NƢỚC

Chuyên ngành: Hóa môi trường
Mã số: 60440120

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................ i
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................... ii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN................................................................................................3
1.1. Giới thiệu chung về ô nhiễm hữu cơ trong môi trường nước ...............................3
1.1.1. Một số phương pháp xử lý hợp chất hữu cơ trong nước thải ........................4
1.1.2. Ứng dụng xúc tác quang xử lý Methyl da cam (MO) trong môi trường nước
.............................................................................................................................6
1.1.3. Ứng dụng xúc tác quang xử lý Xanh methylen (MB) trong môi trường nước
.............................................................................................................................8
1.2. Vật liệu quang xúc tác ..........................................................................................9
1.2.1. Khái niệm phản ứng xúc tác quang ...............................................................9
1.2.2. Vùng hóa trị – vùng dẫn, năng lượng vùng cấm .........................................10
1.2.3. Cơ chế phản ứng quang xúc tác dị thể.........................................................11
1.3. Vật liệu xúc tác quang BiNbO4 ..........................................................................12
1.3.1. Vật liệu BiNbO4...........................................................................................12
1.3.2. Các phương pháp chế tạo vật liệu BiNbO4..................................................13
Chương 2. THỰC NGHIỆM .........................................................................................17
2.1. Hóa chất, thiết bị.................................................................................................17
2.1.1. Hóa chất .......................................................................................................17
2.1.2. Dụng cụ và thiết bị ......................................................................................17
2.2. Tổng hợp vật liệu ................................................................................................17
2.2.1. Quy trình tổng hợp vật liệu bằng phương pháp đối cháy gelPVA ..............17
2.2.2. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc, hình thái và kích thước vậtliệu .....18
2.3. Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác phân hủy chất hữu cơ của vật liệu BNO ..22
2.3.1. Lập đường chuẩn xanh metylen ..................................................................22
2.3.2. Lập đường chuẩn metyl da cam ..................................................................24
2.3.3. Phương pháp đánh giá khả năng quang xúc tác của vật liệu .......................25
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .....................................................................30


Hình 2.6. Hệ thiết bị quang xúc tác ......................................................................... 26
Hình 3.1. Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu gel BNO .............................................. 30
Hình 3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu được nung ở các nhiệt độ khác nhau ... 32
Hình 3.3. Ảnh SEM của hệ vật liệu BNO khi nung ở nhiệt độ khác nhau… ............ 33
Hình 3.4. Ảnh TEM của vật liệu BNO550 ................................................................ 35
Hình 3.5. Hiệu suất hấp phụ dung dịch MB, MO của vật liệu BNO750.................. 36
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến khả năng xử lý của vật liệu ............... 36
Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian tới khả năng xử lý metyl da cam của vật liệu
BNO750 .................................................................................................................... 38
Hình 3.8. Ảnh hưởng của lượng vật liệu đến khả năng quang xúc tác .................... 38
Hình 3.9. Hiệu suất phân hủy phẩm màu bằng H2O2theo thời gian ........................ 39
Hình 3.10. Khả năng tái sử dụng của vật liệu BNO750 .......................................... 40

i


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

STT

Viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

1

BNO


DO

Dissolved oxygen

Oxy hòa tan

6

DTA

Differential thermal analysis

Phân tích nhiệt vi sai

Nhiệt khối lượng/ đạo
Thermogravimetry/Derivative
hàm đường cong nhiệt
thermogravimetry
khối lượng

7

TG/DTG

8

Eg

Band gap energy


13

TEM

Scanning Electron
Microscopy
Transmission Electron
Microscopy

Kính hiển vi điện tử
quét
Kính hiển vi điện tử
truyền qua

14

UV-Vis

Ultra violet - visible

Tử ngoại – khả kiến

15

VB

Valance band

Vùng hóa trị


Trước đây, vật liệu quang xúc tác chủ yếu được nghiên cứu là TiO2 với các
ưu điểm như rẻ tiền, ít độc hại, độ bền quang hóa cao, ...[25, 33]. Tuy nhiên, vật liệu
này có các nhược điểm cần khắc phục như hoạt tính quang xúc tác của TiO2 là thấp
trong vùng ánh sáng nhìn thấy do độ rộng vùng cấm lớn (năng lương vùng cấm Eg
xấp xỉ 3,2 eV tương đương với bước sóng hấp thụ trong khoảng λ ≤ 400 nm) và khó
thu hồi để tái sử dụng [15,20]. Hầu hết các nghiên cứu về vật liệu quang xúc tác
phân hủy hợp chất hữu cơ độc hại dưới các bức xạ vùng tử ngoại, trong khi năng
lượng tử ngoại chỉ chiếm lượng nhỏ khoảng 8% tổng năng lượng bức xạ mặt trời.
Một phần lớn năng lượng mặt trời chưa được sử dụng (chiếm khoảng 48% trong
tổng năng lượng) đó là năng lượng của các bức xạ trong vùng ánh sáng khả kiến. Vì
vậy, cần thiết phải nghiên cứu và phát triển các vật liệu xúc tác có hoạt tính quang
xúc tác trong vùng ánh sáng khả kiến để tận dụng được nguồn năng lượng từ ánh
sáng mặt trời.
1


Trần Thị Phương – K26 Hóa Môi trường

Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Các hướng nghiên cứu liên quan đến vật liệu quang xúc tác đang được các
nhà nghiên cứu quan tâm là doping TiO2 bằng các nguyên tố kim loại hoặc phi kim
để giảm năng lượng vùng cấm hoặc tìm kiếm các loại vật liệu mới. Trong đó,
BiNbO4 là một trong những vật liệu hệ ABO4 đang được quan tâm nghiên cứu do
tính chất đặc biệt, là hoạt tính xúc tác quang cao với năng lượng vùng cấm khoảng
từ 2,5 eV đến 2,8 eV [37], hứa hẹn sẽ có nhiều tính chất thú vị như khả năng bền
hóa học [12] và khả năng xúc tác dị thể [11, 19, 32, 34]. Đặc biệt hơn, khi sử dụng
BiNbO4 cho phép phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại trong nước dưới ánh
sáng trong vùng khả kiến [14, 29]; hiệu suất quang xúc tác lớn hơn rất nhiều so với
TiO2.

cao vượt quá tiêu chuẩn cho phép được thải ra môi trường sinh thái.[3, 6]
Như vậy, nước thải công nghiệp nói chung và nước thải ngành dệt nhuộm
nói riêng để đạt tiêu chuẩn cho phép thải ra môi trường sinh thái cần tuân thủ
nghiêm ngặt khâu xử lý các hóa chất gây ô nhiễm môi trường có mặt trong nước
thải sau khi sản xuất hoặc chế biến các sản phẩm công nghiệp.
Hiện nay, việc xử lý các chất hữu cơ độc hại trong đó có xanh metylen,
metyl da cam (là các phẩm màu được sử dụng phổ biến trong công nghiệp) trong
môi trường nước là vấn đề cấp thiết và được quan tâm hàng đầu bởi các nhà khoa
học trong và ngoài nước.

3


Trần Thị Phương – K26 Hóa Môi trường

Luận văn Thạc sỹ Khoa học

1.1.1. Một số phương pháp xử lý hợp chất hữu cơ trong nước thải [7]
Tùy thuộc vào đặc điểm, tính chất và nguồn gốc của nước thải mà nước thải
được phân thành nhiều loại và có các cách xử lý phù hợp.Nước thải dệt nhuộm có
đặc điểm là chứa tổng hàm lượng chất rắn hòa tan, chất rắn lơ lửng, độ màu, BOD
và COD cao. Một số phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm có thể kể đến như:
phương pháp hấp phụ, phương pháp keo tụ, phương pháp oxi hóa, siêu âm, plasma
nguội…
a) Phương pháp hấp phụ
Phương pháp hấp phụ có khả năng xử lý các chất khó phân hủy sinh học
hoặc các chất hữu cơ khó phân hủy. Trong công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm,
thường dùng chúng để khử màu nước thải chứa thuốc nhuộm hòa tan và thuốc
nhuộm hoạt tính. Cơ sở của quá trình là sự hấp phụ chất tan lên bề mặt chất rắn
(chất hấp phụ), sau đó giải hấp để tái sinh chất hấp phụ.Các chất hấp phụ thườn

nên phải dùng các chất có tính oxi hóa mạnh để phá vỡ các phân tử thuốc nhuộm
thành các phần tử nhỏ hơn, có cấu tạo đơn giản hơn. Các chất oxi hóa được dùng
phổ biến hiện nay là Ozon, Clo, H2O2…
Ozon là chất oxi hóa mạnh, được dùng để phá hủy các hợp chất hữu cơ, đặc
biệt là các hợp chất màu azo có mặt trong nước thải dệt nhuộm. Ưu điểm của nó là
dễ tan trong nước, tốc độ phản ứng nhanh, xử lý triệt để, không tạo bùn cặn, cải
thiện phân giải vi sinh, giảm chỉ số COD của nước. Ozon có thể sử dụng đơn lẻ hay
kết hợp với hyđroperoxit, tia tử ngoại, siêu âm, hấp phụ than hoạt tính để phá hủy
nhiều thuốc nhuộm azo như: N-rot-green, N-orange và indigo rabinol.
Hydroperoxit cũng là một chất oxi hóa mạnh, có khả năng oxi hóa nhiều hợp
chất hữu cơ và vô cơ.Tuy nhiên, nếu phản ứng oxi hóa chỉ bằng H2O2 thì không đủ
hiệu quả để oxi hóa các chất có nồng độ lớn.Sự kết hợp giữa H2O2 và FeSO4 tạo nên
hiệu ứng Fenton, cho phép khoáng hóa rất nhiều hợp chất hữu cơ và nhiều loại
thuốc nhuộm khác nhau (hoạt tính, trực tiếp, bazơ, axit và phân tán), làm giảm chỉ
số COD của nước.
Các chất chứa clo hoạt tính (NaOCl, Cl2,…) có thể xử lý nhiều thuốc nhuộm
khác nhau tương đối hiệu quả, tuy nhiên nó cũng có những hạn chế nhất định. Một
số nghiên cứu chỉ ra rằng, việc xử lý các chất màu họ azo có thể được oxi hóa bởi
NaOCl, nhưng sau khi phá hủy các hợp chất hữu cơ, các halogen dễ dàng hình
thành các trihalogenmetan và gây ô nhiễm môi trường thứ cấp.

5


Trần Thị Phương – K26 Hóa Môi trường

Luận văn Thạc sỹ Khoa học

d) Phương pháp siêu âm [16]
Một số sóng siêu âm được sử dụng cho phép sản sinh các vi bọt rỗng trong

Trần Thị Phương – K26 Hóa Môi trường

Luận văn Thạc sỹ Khoa học

1.4, khối lượng phân tử 327,34 đvc, khối lượng riêng 1,28g/cm3. Hợp chất methyl
da cam là hợp chất màu azo (chứa nhóm mang màu –N=N-) , thuộc loại thuốc
nhuộm axit, có tính độc mạnh và có tính chất lưỡng tính với hằng số axit Ka = 4.104

. Trong môi trường kiềm và trung tính, metyl da cam có màu vàng và chuyển dần

sang màu đỏ khi pH của môi trường thay đổi tới môi trường axit, với khoảng pH
chuyển màu từ 3,1 đến 4,4. Do có cấu tạo mạch cacbon khá phức tạp và cồng kềnh,
liên kết –N=N- và vòng benzen khá bền vững nên methyl da cam rất khó bị phân
hủy.

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của hợp chất methyl da cam
Metyl da cam thường được sử dụng để nhuộm trực tiếp các loại sợi động vật,
các loại sợi có chứa nhóm bazơ như len, tơ tằm, sợi tổng hợp polyamit trong môi
trường axit, ngoài ra cũng có thể nhuộm xơ sợi xenlulozơ với sự có mặt của urê. Do
có khả năng chuyển màu từ đỏ sang vàng khi pH của dung dịch thay đổi nên metyl
da cam còn được sử dụng làm chất chỉ thị trong Hóa phân tích.
Trong môi trường nước, chỉ một lượng nhỏ metyl da cam đã có thể cảm giác
về màu sắc.Lượng metyl da cam trong nước càng lớn màu càng đậm. Màu đậm của
nước thải cản trở sự hấp thụ oxy và ánh sáng mặt trời gây tác hại cho sự hô hấp,
sinh trưởng của các loài thủy sinh, làm tác động xấu đến khả năng phân giải vi sinh
vật đối với các chất hữu cơ trong nước thải. Việc loại bỏ lượng dư metyl da cam
khỏi môi trường nước là rất cần thiết.
Đã có nhiều nghiên cứu sử dụng phương pháp quang xúc tác để phân hủy
metyl da cam. Trong đó, đa số các nghiên cứu được tiến hành trong vùng ánh sáng
tử ngoại với vật liệu là TiO2. Một số kết quả cho thấy, sử dụng TiO2 xúc tác quang

màu tốt; trong xây dựng để kiểm nghiệm đánh giá chất lượng bê tông và vữa; trong
y học được sử dụng để chữa một số bệnh ngoài da, các bệnh về nấm, vi khuẩn và kí
sinh trùng.

8


Trần Thị Phương – K26 Hóa Môi trường

Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Trong môi trường nước, xanh metylen bị hấp thu vào vật chất lơ lửng, bùn
đáy ao và không có khả năng bay hơi ra khỏi bề mặt nước. Nếu thải vào trong
không khí, xanh metylen sẽ tổn tại cả dạng hơi và bụi lơ lửng. Dạng hơi sẽ bị phân
hủy do phản ứng quang phân với các gốc oxi hóa. Mặc dù không phải là hóa chất
gây độc cao, nhưng xanh methylen có thể gây tổn thương tạm thời da, mắt trên con
người và động vật khi tiếp xúc trực tiếp.Nó có thể gây khó thở trong thời gian ngắn
khi hít phải và đối với hệ tiêu hóa nếu nuốt phải xanh methylen gây ra các triệu
chứng nóng ruột, buồn nôn, chóng mặt.
Do những tính chất đặc thù của xanh methylen nên nó thường được chọn làm
đối tượng trong những nghiên cứu về vấn đề phân hủy hợp chất hữu cơ theo hướng
quang xúc tác. Một số nghiên cứu trước đó có thể kể đến như việc sử dụng vật liệu
quang xúc tác TiO2, ZnO để xử lý xanh metylen.Kết quả thực nghiệm của một số đề
tài này cũng cho kết quả xử lý chất màu tương đối tốt. Với ZnO, sau thời gian chiếu
sáng bằng tia UV 90 phút, có thêm xúc tác H2O2, hiệu quả xử lý đạt tới 99,99%.
[24]. Rusmidal Ali và Ooi Boon Seiw đã nghiên cứu kết hợp hai oxit TiO2 và ZnO
với tỉ lệ thích hợp cũng cho thấy hiệu suất phân hủy MB rất cao, đạt 96,97% [28] và
chỉ ra sự phụ thuộc của hiệu suất xử lý vào bước sóng ánh sáng và sự có mặt của
các ion kim loại như Cu2+, Pb2+. Tuy nhiên, các nghiên cứu này vẫn đang dừng lại
ở việc sử dụng nguồn sáng là tia tử ngoại mà chưa tận dụng nguồn năng lượng giàu


Chất không dẫn

Chất bán dẫn

Chất dẫn điện

Hình 1.3. Vùng năng lượng của chất cách điện, bán dẫn, chất dẫn điện [18]
Sự khác nhau giữa vật liệu dẫn, không dẫn và bán dẫn chính là sự khác nhau
về giá trị năng lượng vùng cấm Eg. Vật liệu bán dẫn là vật liệu có tính chất trung
gian giữa vật liệu dẫn và vật liệu không dẫn. Khi được kích thích đủ lớn bởi năng
lượng (lớn hơn năng lượng vùng cấm Eg), các electron trong vùng hóa trị (VB) của
vật liệu bán dẫn có thể vượt qua vùng cấm nhảy lên vùng dẫn (CB), trở thành chất
dẫn có điều kiện. Nói chung, những chất có Eg lớn hơn 3,5 eV là chất không dẫn,
ngược lại những chất có Eg thấp hơn 3,5 eV là chất bán dẫn. Những chất bán dẫn
đều có thể làm chất xúc tác quang. [5]
10


Trần Thị Phương – K26 Hóa Môi trường

Luận văn Thạc sỹ Khoa học

1.2.3. Cơ chế phản ứng quang xúc tác dị thể
Quá trình xúc tác quang dị thể có thể được tiến hành ở pha khí hoặc pha
lỏng. Dưới tác dụng của ánh sáng, cơ chế xúc tác quang trên chất bán dẫn gồm các
quá trình sau:

Hình 1.4. Cơ chế xúc tác quang của chất bán dẫn
- Quá trình vật liệu bán dẫn hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời tạo thành cặp


Luận văn Thạc sỹ Khoa học

Gốc HO  là một tác nhân oxi hóa rất mạnh, không chọn lọc và có khả năng oxi hóa
hầu hết các hợp chất hữu cơ. Quá trình phân hủy một số hợp chất hữu cơ gây ô
nhiễm diễn ra như sau:
R + HO  → CO2 + H2O + ...
Như vậy, sản phẩm của quá trình phân hủy chất hữu cơ gây ô nhiễm là khí
CO2, H2O và các chất vô cơ khác.
1.3. Vật liệu xúc tác quang BiNbO4
1.3.1. Vật liệu BiNbO4
Bitmut niobat BiNbO4 (thường được viết là BNO) là oxit phức hợp dạng
ABO4 của ba nguyên tố bitmut, niobi và oxi.BNO tồn tại ở hai dạng thù hình là trực
thoi ở nhiệt độ thấp (α) [26, 27] và dạng tam tà ở nhiệt độ cao (β) [10].

Hình 1.5. Cấu trúc tinh thể của vật liệu BiNbO4
a) α-BiNbO4;

b) β- BiNbO4

Các vật liệu dạng oxit phức hợp có cấu trúc ABO4 được phân loại vào cùng
một họ. Các chất này gồm hai nguyên tố A và B (không nhất thiết phải khác nhau)
liên kết với oxi như KMnO4, CaMoO4, GdAsO4, ZrSiO4 và TiTiO4… Hai nguyên tố
A và B được nhóm lại thành cặp theo số oxi hóa của 2 nguyên tố như cặp I – VII, II
– VI, III – V, IV – IV trong hợp chất. Các vật liệu hệ ABO4 có cấu trúc tinh thể tồn

12


Trần Thị Phương – K26 Hóa Môi trường

nhiều khuyết điểm như tiền chất phải thật tinh khiết, thời gian phản ứng dài, nhiệt

13


Trần Thị Phương – K26 Hóa Môi trường

Luận văn Thạc sỹ Khoa học

độ phản ứng cao, sản phẩm thu được còn tồn tại nhiều thành phần pha không mong
muốn và kích thước hạt không đồng đều.
Vật liệu BiNbO4 được tổng hợp bằng phương pháp này đi từ tiền chất là các
oxit Bi2O3 và Nb2O5. Tuy nhiên, để thu được vật liệu BNO đơn pha kích thước
nanomet là rất khó. Trên thực tế, bằng phản ứng pha rắn truyền thống, điều này rất
khó đạt được và phụ thuộc vào điều kiện chế tạo, độ tinh khiết của các chất đầu vào,
khả năng dễ bay hơi của Bi2O3 ở nhiệt độ cao cũng khiến quá trình phản ứng gặp
nhiều khó khăn. Hơn nữa, sau quá trình phản ứng cũng thường thu được các pha
không mong muốn khác như Bi5Nb3O15 hoặc Bi3NbO7.
b) Phương pháp nuôi đơn tinh thể
Phương pháp nuôi đơn tinh thể là một phương pháp chủ yếu được sử dụng để
chế tạo các loại hợp chất có cấu trúc đơn tinh thể, có độ tinh khiết cao.Một trong
những yếu tố quan trọng nhất là nguyên liệu ban đầu cho việc nuôi đơn tinh thể phải
thuộc loại rất tinh khiết (siêu sạch), sự có mặt của chất bẩn ảnh hưởng rất lớn đến
độ hoàn chỉnh của tinh thể để từ đó ảnh hưởng đến các tính chất vật lí của sản
phẩm.Bởi vậy, không những chất ban đầu dùng để nuôi tinh thể phải siêu sạch mà
các dụng cụ đựng, phòng làm việc, khí quyển trong thiết bị nuôi đơn tinh thể cũng
phải bảo đảm rất sạch. Quá trình kết tinh là quá trình tỏa nhiệt, do đó để đảm bảo
điều kiện cân bằng cho sự phát triển tinh thể thật hoàn chỉnh phải có những bộ phận
thu hồi lượng nhiệt tỏa ra khi kết tinh.
Quá trình nuôi đơn tinh thể rất phức tạp do yêu cầu nhiều thông tin và kiến

ứng là các nhân tố quan trọng quyết định hiệu quả của phương pháp thủy nhiệt. Ngoài
ra người ta cũng có thể sử dụng các dung môi phân cực như NH3, dung dịch nước chứa
HF, các axit, bazơ khác để điều chỉnh pH hoặc các dung môi không phân cực để mở
rộng khả năng ứng dụng của phương pháp tổng hợp này. Tuy nhiên, cách làm này có
một nhược điểm là dễ làm cho nồi phản ứng bị nhiễm độc và ăn mòn. Vì vậy đối với
mỗi loại tiền chất, người ta thường đặt sẵn các thông số vật lý, hóa học trong suốt quá
trình điều chế. Điều này tương đối phức tạp do các thông số này bị ảnh hưởng lẫn nhau
và sự ảnh hưởng qua lại này vẫn chưa được giải quyết một cách thoả đáng.
Thủy nhiệt là một trong những phương pháp tốt để điều chế vật liệu nano
BiNbO4 tinh khiết. Phương pháp này có một số ưu điểm so với các phương pháp
khác như nhiệt độ tương đối thấp, không gây hại môi trường vì phản ứng được tiến
hành trong một hệ kín.Nhưng, phương pháp này cũng gặp nhiều khó khăn bởi hiệu
suất phản ứng không cao, và phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện nhiệt độ, áp suất môi

15


Trần Thị Phương – K26 Hóa Môi trường

Luận văn Thạc sỹ Khoa học

trường phản ứng và kích cỡ vật liệu khoảng vài trăm nanomet đến cỡ vài
micromet.[9, 32]
d) Phương pháp tổng hợp đốt cháy gel polyme
Tổng hợp đốt cháy (CS – Combusion synthesis) trở thành một trong những kỹ
thuật quan trọng trong điều chế các vật liệu gốm mới (về cấu trúc và chức năng),
composit, vật liệu nano.
Trong số các phương pháp hóa học, tổng hợp đốt cháy có thể tạo ra tinh thể
bột nano oxit và oxit phức hợp ở nhiệt độ thấp hơn trong một thời gian ngắn và có
thể đạt ngay đến sản phẩm cuối cùng mà không phải xử lý nhiệt thêm nên hạn chế

- Dung dịch Bi(NO3)30,5M: Cân 24,74 g tinh thể Bi(NO3)3.5H2O (Merck, P
≥ 98%) hòa tan trong 100 ml nước có nhỏ vài giọt dung dịch H2SO4 96%.
- Dung dịch (NH4)3NbO(C2O4)3 0,1 M (PA): được pha sẵn tại phòng thí
nghiệm Vật liệu Vô cơ, Viện Khoa học Vật liệu.
- PVA rắn (PA).
- Các dung dịch metyl da cam, xanh metyl làm việc được pha từ các dung
dịch MO, MB chuẩn có nồng độ 1000 ppm.
- Dung dịch H2O2 30% (PA).
2.1.2. Dụng cụ và thiết bị
Các dụng cụ, thiết bị được dùng trong quá trình thực nghiệm thuộc phòng
Vật liệu Vô cơ, Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ
Việt Nam. Bao gồm:
- Máy khuấy từ gia nhiệt IRE (Ý),
- Tủ sấy M400 (Đức),
- Lò nung S 4800 (Mỹ),
- Hệ thiết bị quang xúc tác Ace photochemical U.V power supplies &
mercury vapor lamps (Mỹ).
2.2. Tổng hợp vật liệu
2.2.1. Quy trình tổng hợp vật liệu bằng phương pháp đối cháy gelPVA
Vật liệu BiNbO4 (BNO) được tổng hợp theo quy trình sau: (sơ đồ Hình 2.1).
Cho PVA vào trong nước khuấy đều trên máy khuấy từ ở nhiệt độ 80°C đến
khi tan hết, sau đó thêm từ từ các dung dịch Bi(NO3)3 và (NH4)3NbO(C2O4)3 với tỉ
lệ mol kim loại/PVA là 1/1/3, hệ có pH = 1. Sau 2 giờ hệ gel đồng nhất màu trắng
ngả vàng giữa Bi3+, Nb5+ với PVA được hình thành. Gel được sấy trong 4 giờ ở
17