5Functional Nanomaterials for Environmental Remediation and Catalysis
Vật liệu nano chức năng cho xử lý môi trường và xúc tác
This direction applies the Lab's nanomaterials synthesis expertise to environmental protection and green chemistry. A major thread involves metal–organic frameworks (MOFs) — including Cu-, Co-, and Fe-based porphyrinic MOFs, Zr-based UiO-66, ZIF-8/ZIF-67, and IRMOF-3 — engineered for low-temperature gas sensing (CO, H₂S, ethanol), electrocatalysis (hydrogen and oxygen evolution reactions, Li-ion battery electrodes), and as scaffolds for composite functional materials. A second thread focuses on photocatalytic and adsorption-based water treatment, using ZnO- and TiO₂-based nanocomposites (Montmorillonite/ZnO, Montmorillonite/TiO₂, GCN/bimetallic-MOF Z-scheme heterojunctions) to degrade organic dyes such as Rhodamine B and Reactive Red 195, and biomass-derived porous carbon (from shrimp-shell waste) for simultaneous removal of dyes and heavy metals. The group additionally explores biomass valorization catalysis, such as carbon-embedded Ru nanoparticle catalysts converting levulinic acid into γ-valerolactone, reflecting a broader interest in sustainable, resource-efficient nanomaterials for environmental and energy applications.
Hướng nghiên cứu này ứng dụng chuyên môn tổng hợp vật liệu nano của Phòng thí nghiệm vào bảo vệ môi trường và hóa học xanh. Một mảng chính là các khung hữu cơ–kim loại (MOF) — gồm MOF porphyrin nền Cu, Co và Fe, UiO-66 nền Zr, ZIF-8/ZIF-67 và IRMOF-3 — được thiết kế cho cảm biến khí ở nhiệt độ thấp (CO, H₂S, ethanol), điện xúc tác (phản ứng thoát hydro và oxy, điện cực pin Li-ion) và làm khung nền cho các vật liệu chức năng composite. Mảng thứ hai tập trung vào xử lý nước bằng quang xúc tác và hấp phụ, sử dụng các nanocomposite nền ZnO và TiO₂ (Montmorillonite/ZnO, Montmorillonite/TiO₂, dị thể Z-scheme GCN/MOF lưỡng kim) để phân hủy các thuốc nhuộm hữu cơ như Rhodamine B và Reactive Red 195, và carbon xốp có nguồn gốc sinh khối (từ phế phẩm vỏ tôm) để loại bỏ đồng thời thuốc nhuộm và kim loại nặng. Nhóm còn nghiên cứu xúc tác chuyển hóa sinh khối, chẳng hạn xúc tác hạt nano Ru gắn trong carbon chuyển hóa axit levulinic thành γ-valerolactone, thể hiện mối quan tâm rộng hơn đến các vật liệu nano bền vững, tiết kiệm tài nguyên cho các ứng dụng môi trường và năng lượng.
Selected publications / Công bố tiêu biểu
- Efficient low-temperature detection of CO gas by various metalated porphyrinic-Al-based MOF (Cu and Co) materials
- Structural, optical, and gas sensing characteristics of synthesized environmentally friendly ZnO-ZnAl2O4 nanocomposites
- Engineering direct Z-scheme GCN/bimetallic-MOF heterojunctions as efficient and recyclable photocatalysts for enhancing degradation of RR 195 under visible light
- Sustainable porous carbon derived from shrimp shell waste for multifunctional removal of organic dyes and heavy metals
- Biomass-derived Functionalized Carbon Embedded Ru Nanoparticles for Efficient γ-Valerolactone Production from Levulinic Acid: Synergistic Effect and Optimization