1. Họ và tên: Nguyễn Thị Phương Lệ Chi                                    2.Giới tính: Nữ

3. Ngày sinh: 02/02/1989                                                           4. Nơi sinh: Phú Yên

5. Quyết định công nhận nghiên cứu sinh: Số 3972/QĐ-ĐHKHTN ngày 24 tháng 11 năm 2016 của Giám đốc Đại học Quốc gia Hà Nội.

6. Các thay đổi trong quá trình đào tạo: Không

7. Tên đề tài luận án: Nghiên cứu tổng hợp vật liệu xúc tác quang chứa tantan nitrua và ứng dụng trong xử lý môi trường.

8. Chuyên ngành: Hóa môi trường                                             9. Mã số: 9440112.05

10. Cán bộ hướng dẫn khoa học: Hướng dẫn chính:  GS.TS. Nguyễn Văn Nội; Hướng dẫn phụ:  PGS.TS. Nguyễn Minh Phương

11. Tóm tắt các kết quả mới của luận án:

Quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu của luận án đã thu được những kết quả sau:

- Đã tổng quan các nghiên cứu về vật liệu xúc tác quang thế hệ mới có năng lượng vùng cấm hẹp và tiềm năng ứng dụng trong lĩnh vực xử lý môi trường và chuyển hóa năng lượng. Phân tích rõ vai trò của khác hợp phần biến tính của một số hệ vật liệu thế hệ mới trên cơ sở vật liệu tantan nitrua.

- Đã tổng hợp thành công vật liệu Ta3N5 (Ebg = 2,1 eV), BiVO4 (Ebg = 2,19 eV) và g-C3N4 (Ebg = 2,52 eV) bằng phương pháp thủy nhiệt/nhiệt pha rắn.

- Đã tổng hợp 7 vật liệu Ta3N5/BiVO4 ở các điều kiện tổng hợp khác nhau. Kết quả thu được cho thấy, điều kiện thích hợp để tổng hợp vật liệu Ta3N5/BiVO4 gồm: nhiệt độ nung 600 oC, tỷ lệ khối lượng Ta3N5/BiVO4 là 2% (TB-5-600), có Ebg = 1,82 eV, hiệu suất phân hủy RhB đạt 89,30% sau 6 giờ chiếu sáng.

- Đã tổng hợp 8 mẫu vật liệu Ta3N5/g-C3N4 ở các điều kiện khác nhau. Kết quả thu được cho thấy, điều kiện thích hợp để tổng hợp vật liệu Ta3N5/g-C3N4 gồm: nhiệt độ nung 550 oC, tỷ lệ khối lượng Ta3N5/g-C3N4 là 2% (TCN-2-550), có Ebg = 1,91 eV, hiệu suất phân hủy RhB đạt 90,26% sau 3 giờ chiếu sáng.

- Đã tổng hợp 3 mẫu vật liệu V-Ta3N5 ở với tỉ lệ khối lượng V/Ta khác nhau. Kết quả thu được cho thấy, vật liệu V-Ta3N5/g-C3N4 tổng hợp ở tỷ lệ khối lượng V/Ta  là 2% (2%V-Ta3N5), có Ebg = 1,82 eV, hiệu suất phân hủy RhB đạt 75,15% sau 6 giờ chiếu sáng.

- Kết quả phân tích động học quá trình quang phân hủy RhB cho thấy, sự phân hủy

RhB trên các xúc tác Ta3N5/BiVO4, Ta3N5/g-C3N4 và V-Ta3N5  tuân theo phương trình động học bậc nhất Langmuir-Hinshelwood. Giá trị kRhB của TB-5-600, TCN-2-550  và V-Ta3N5 lần lượt là 0,42160 h-1 (sau 6 giờ phân hủy); 0,74572 h-1 (sau 3 giờ phân hủy) và 0,2213 h-1 (sau 6 giờ phân hủy).

- Đã đề xuất cơ chế quang xúc tác phân hủy các chất hữu cơ trên 2 hệ vật liệu lai ghép thế hệ mới là Ta3N5/BiVO4 (gốc HO• quyết định chính) và Ta3N5/g-C3N4 (gốc O2•- quyết định chính), góp phần làm cơ sở định hướng cho các nghiên cứu về việc lai ghép các vật liệu bán dẫn ứng dụng trong lĩnh vực xử lý môi trường.

- Đã đánh giá khả năng chuyển hóa CO2 thành CH4 trên vật liệu Ta3N5/BiVO4 và V-Ta3N5, các giá trị thu được lần lượt là 425 µmol. g-1cat. h-1 và 322 µmol. g-1cat. h-1.

- Kết quả thực nghiệm thu được cho thấy tiềm năng ứng dụng của các vật liệu này trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ ô nhiễm trong môi trường cũng như phản ứng chuyển hóa CO2.

12. Khả năng ứng dụng thực tiễn:

- Các kết quả nghiên cứu về quy trình tổng hợp các hệ vật liệu thế hệ Ta3N5/BiVO4, Ta3N5/g-C3N4 và V-Ta3N5 đã tạo ra những vật liệu xúc tác quang bán dẫn thế hệ mới có năng lượng vùng cấm hẹp có khả năng thay thế cho các vật liệu xúc tác quang truyền thống như.

- Các kết quả nghiên cứu về vật liệu xúc tác quang thế hệ mới trên cơ sở tantan nitrua nhằm ứng dụng làm chất xúc tác quang trong vùng ánh sáng nhìn thấy đã góp phần làm đa dạng hóa các loại vật liệu mớicó khả năng ứng dụng trong xử lý môi trường nước ô nhiễm.

13. Các hướng nghiên cứu tiếp theo:    

Đánh giá khả năng chuyển hóa CO2 thành các nhiên liệu tái sinh trên vật liệu Ta3N5/g-C3N4.

- Nghiên cứu triển khai, ứng dụng các vật liệu xúc tác quang thế hệ mới tổng hợp trên cơ sở tantan nitrua trong xử lý nước thải ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ độc hại khó phân hủy sinh học.

14. Các công trình công bố liên quan đến luận án:

1. Thi Dieu Cam Nguyen, Thi Phuong Le Chi Nguyen, Hung Thanh Tung Mai, Van-Duong Dao, Minh Phuong Nguyen, Van Noi Nguyen (2017), "Novel photocatalytic conversion of CO2 by vanadium-doped tantalum nitride for valuable solar fuel production", Journal of Catalysis, 352, pp.67–74 (Q1, IF = 7,732).

2. Nguyễn Thị Phương Lệ Chi, Mai Hùng Thanh Tùng, Nguyễn Thị Diệu Cẩm, Trương Thanh Tâm, Trần Thị Thu Phương, Nguyễn Thị Minh Thư, Nguyễn Minh Phương, Nguyễn Văn Nội (2017), "Tổng hợp vật liệu Ta3N5 và đánh giá hoạt tính quang xúc tác khử CO2 trong vùng ánh sáng khả kiến", Tạp chí Hóa học, tập 55(5E1,2), tr.17-21.

3. Nguyễn Thị Phương Lệ Chi, Lê Quỳnh Như, Trương Thanh Tâm, Nguyễn Thị Diệu Cẩm, Nguyễn Tấn Lâm, Nguyễn Thị Minh Thư, Trần Thị Thu Phương, Nguyễn Minh Phương, Mai Hùng Thanh Tùng (2018), "Tổng hợp vật liệu composit Ta3N5/BiVO4 có hoạt tính quang xúc tác cao trong vùng ánh sáng khả kiến", Tạp chí Hóa học, tập 56(3), tr.350-354.

4. Lê Quỳnh Như, Nguyễn Thị Phương Lệ Chi, Nguyễn Thị Diệu Cẩm (2019), "Điều chế vật liệu xúc tác quang BiVO4 bằng phương pháp thủy nhiệt", Tạp chí Phân tích Lý, Hóa và Sinh học, tập 24, tr.60-65.

5. Nguyễn Thị Phương Lệ Chi, Cao Văn Hoàng, Bùi Thị Ngọc Trúc, Nguyễn Tiến Trung, Phạm Thanh Đồng, Nguyễn Thị Diệu Cẩm, Nguyễn Minh Phương, Nguyễn Văn Nội (2020), " Tổng hợp, đặc trưng và hoạt tính quang xúc tác của vật liệu bán dẫn hữu cơ g-C3N4 trong vùng ánh sáng nhìn thấy", Tạp chí Phân tích Lý, Hóa và Sinh học .

6. Nguyễn Thị Phương Lệ Chi, Nguyễn Thị Diệu Cẩm, Cao Văn Hoàng, Mai Hùng Thanh Tùng, Phạm Thanh Đồng, Nguyễn Minh Phương, Nguyễn Văn Nội (2020), "Ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp đến hoạt tính quang xúc của vật liệu Ta3N5/g-C3N4", Tạp chí Phân tích Lý, Hóa và Sinh học (đã nhận đăng ngày 11/11/2019).

Các công trình công bố có liên quan khác

1. Van-Duong Dao, Nguyen Thi Phuong Le Chi, Doan Van Thuan, Thanh-Dong Pham, Dinh-Trinh Tran, Minh Phuong Nguyen, Phuong Thao, Minh Viet Nguyen, Nguyen Thi Dieu Cam, Nguyen Manh Tuong, Nhat Minh Dang, Ho-Suk Choi (2019), "Superior stability and photocatalytic activity of Ta3N5 sensitized/protected by conducting polymers for water splitting", Journal of Alloys and Compounds, 775, pp.942-949.

2. Nguyen Thi Thanh Truc, Nguyen Thi Hanh, Minh Viet Nguyen, Nguyen Thi Phuong Le Chi, Nguyen Van Noi, Dinh Trinh Tran, Minh Ngoc Ha, Do Quang Trung, Thanh-Dong Pham (2018), "Novel direct Z-scheme Cu2V2O7/g-C3N4 for visible light photocatalytic conversion of CO2 into valuable fuels", Applied Surface Science, 457, pp.968–974.