zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Bài giảng Hệ đo tính năng quang xúc tác của màng

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Báo xấu

55
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ đo tính năng quang xúc tác của màng nêu lên mô hình tổng quát của hệ đo tính năng quang xúc tác của màng; cơ chế phân hủy của MB bởi TiO2 và ánh sáng UV; các thiết bị dùng cho hệ đo tử ngoại và khả kiến,... Mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ đo tính năng quang xúc tác của màng

HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Mô hình tổng quát của hệ đo tính năng quang xúc tác của màng
HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Pha dung dịch methylene blue (MB)  MB là chất chỉ thị ôxy hóa khử được dùng trong phân tích hóa học. Dung dịch này bị mất màu trong môi trường ôxy hóa khử. đo tính năng quang xúc tác của màng  Công thức phân tử của MB là C16H18ClN3S. 3H2O
HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Cơ chế phân hủy của MB bởi TiO2 và ánh sáng UV Phản ứng của màng TiO2 (có dung dịch MB phủ phía trên màng) khi được chiếu sáng thích hợp  TiO2 + h  e + h  O2 (hấp thụ trên bm) + e  O2-  H2O (H+ + OH-) + h  H+ + OH Phản ứng quang xúc tác của TiO2.  MB + OH  sản phẩm phân huỷ  MB + O2- sản phẩm phân hủy Sản phẩm phân hủy (có thể là CO2, H2O, …) làm dung dịch MB trở nên mất màu. Khi đó, độ truyền qua của màng tăng lên.
HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Các thiết bị dùng cho hệ đo tử ngoại và khả kiến Quang phổ liên tục  Nguồn ánh sáng tử ngoại là ánh sáng UVA (là ánh sáng UV thuộc vùng bước sóng 315nm – 380nm)  Nguồn phát: bóng đèn tube 220V- 8W, có công suất phát xạ cực đại tại bước sóng 340nm  Nguồn sáng UV được cho là thích hợp nhất khi nghiên cứu về quang xúc tác TiO2 vì nguồn phát ra các bức xạ có bước sóng gần vùng khả kiến trong quang phổ Mặt Trời
HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Phổ huỳnh quang của đèn compact  Nguồn ánh sáng khả kiến dùng trong hệ đo tính năng quang xúc tác của TiO2:N là ánh sáng phát ra từ đèn huỳnh quang 220V- 11W.  Từ phổ phát quang của bóng đèn compact cho thấy, cường độ sáng tập trung trong vùng ánh sáng khả kiến.
HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Sơ đồ bố trí hệ đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2 dưới ánh sáng tử ngoại. Bố trí hệ đo: Buồng chứa mẫu được làm bằng ống nhôm cao 50cm, đường kính 15cm. Thành buồng và đế đồng đặt mẫu được làm lạnh bằng nước. Nhiệt độ tại đế đặt mẫu khoảng (33 ± 1)oC và được duy trì ổn định trong suốt quá trình chiếu sáng . Hệ đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2 dưới ánh sáng UV. Khoảng cách giữa đèn và đế đặt mẫu là 15cm.
HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Các bước thực hiện đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2 dưới ánh sáng tử ngoại. Màng TiO2 được cắt ra thành những mẫu có kích thước 23x9mm2. Sau đó được lau sạch bằng aceton và sấy khô. Đo độ truyền qua ban đầu của màng To. Ngâm màng trong dung dịch MB có nồng độ 1mM trong thời gian là 1 giờ và sau đó thấm nhẹ bề mặt đọng giọt bằng Hệ đo tính năng quang xúc tác của giấy thấm và để khô trong tối 30 phút. màng TiO2 dưới ánh sáng UV. Đo độ truyền qua của màng sau khi để khô 30 phút có giá trị là Ti. Màng được chiếu dưới ánh sáng tử ngoại, độ truyền qua Tf của được xác định sau mỗi khoảng thời gian 5 phút.
HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Khi ngâm màng trong dung dịch, bề mặt có màng phải hướng lên trên để dễ dàng tiếp xúc với dung dịch. Trong khi đo độ truyền qua của màng, màng phải luôn ở cùng một vị trí cố định cho mỗi lần đo. Bề mặt có màng phải được Hệ đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2:N dưới ánh sáng khả kiến hướng về phía nguồn chiếu sáng trong hệ đo truyền qua.
HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Độ hấp thụ quang của màng:  Ti  Abs i  d i   ln  1 Ri  Khi màng được chiếu ánh sáng UV trong thời gian màng 30 phút, lượng MB bám trên bề mặt màng đã bị phân hủy Độ truyền qua màng Tf, ứng với độ hấp thụ quang của màng là:  Tf  Abs f  d f   ln  1 R f  Xem như R f  R i , hiệu độ hấp thụ quang: ABS = Absi – Absf  ln (Tf/Ti) lượng MB bị phân hủy được đánh giá bằng giá trị ∆ABS
HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Sơ đồ bố trí hệ đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2:N dưới ánh sáng khả kiến. Bố trí hệ đo: Buồng đặt mẫu được làm bằng ống nhựa PVC, có chiều cao 25cm, đường kính 9cm. Bên trong buồng có dán một lớp giấy bạc phản xạ nhằm tăng lượng ánh sáng phản xạ tới mẫu. Ảnh chụp hệ đo tính năng quang xúc tác của Hai quạt dùng để giải nhiệt màng TiO2 dưới ánh sáng UV và màng có công suất 12W. TiO2:N dưới ánh sáng khả kiến Nhiệt độ trong buồng đo được khoảng (30 ± 1)oC và nhiệt độ này được duy trì trong suốt thời gian chiếu sáng Khoảng cách giữa đèn và giá đặt mẫu là 10cm.
HỆ ĐO TÍNH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG Sơ đồ bố trí hệ đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2:N dưới ánh sáng khả kiến. Các bước thực hiện đo: Tương tự như các bước thực hiện đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2 trong vùng UV ở trên. Tuy nhiên, Tf được xác định sau mỗi khoảng thời gian 30 Ảnh chụp hệ đo tính năng quang xúc tác phút chiếu bằng ánh sáng khả của màng TiO2 dưới ánh sáng UV và màng TiO2:N dưới ánh sáng khả kiến kiến.
HỆ ĐO TÍNH NĂNG SIÊU THẤM ƯỚT Màng Hệ đo tính năng siêu thấm ướt nước của màng
HỆ ĐO TÍNH NĂNG SIÊU THẤM ƯỚT Các thành phần của hệ đo: Camera: là loại kính hiển vi số Dino-Lite được kết nối qua cổng USB của máy tính, bao gồm: (1) đèn LED chiếu sáng; (2) thấu kính quang học, độ phóng đại là 16 lần theo chiều dọc và 16 lần theo chiều ngang (độ phóng đại theo diện tích là 256 lần); Kính hiển vi số Dino-Lite (3) núm điều chỉnh tiêu cự. Ống nhỏ giọt nước: là loại ống bơm tiêm có thể tích 10ml. Phần mềm FTA32: là phần mềm có thể tính được góc thấm ướt (tính bằng độ), sức căng giọt nước (mN/m), chiều dài giọt nước (mm), chiều cao giọt nước (mm), diện tích phần chỏm của giọt nước (mm2), thể tích giọt nước (μl).
HỆ ĐO TÍNH NĂNG SIÊU THẤM ƯỚT Các bước thực hiện đo Ống bơm Màng được lau sạch bằng Camera aceton và sấy khô Dùng ống nhỏ một giọt Màng nước lên màng. Chụp ảnh giọt nước bằng kính hiển vi số Dino-Lite. Sử dụng Hệ đo tính năng siêu thấm ướt phần mềm FTA32 để xác nước trên bề mặt màng định góc nước ban đầu o Lau khô giọt nước trên bề mặt màng bằng khăn sạch và sau đó, màng được chiếu sáng. Sau mỗi khoảng thời gian 30 phút chiếu sáng, màng được tiếp tục nhỏ một giọt nước lên bề mặt và lại đo góc nước i
HỆ ĐO TÍNH NĂNG SIÊU THẤM ƯỚT Cách đo góc thấm ướt bằng phần mềm FTA32 Xác định đường Vẽ một đường cong bao cong giọt nước quanh giọt nước (bằng Vị trí click chuột cách dùng chuột trái) và đường thẳng tại mặt Xác định đường thẳng ở mặt phân cách phân cách của giọt nước Ảnh giọt nước sau khi đưa vào phần mềm FTA 32 và đế (bằng cách dùng chuột phải) Click chuột trái vào ô Contact Angle nằm phía bên trái của màn hình để xem kết quả đo góc Hình 3.19. Kết quả xử lý từ ảnh
CÁC ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TiO2 Tự làm sạch bề mặt  Khi chất bẩn hấp thụ trên bề mặt màng quang xúc tác, chúng có thể dễ dàng bị kéo trôi theo dòng nước trên bề mặt màng nhờ tính siêu thấm ướt. Cơ chế tự làm sạch bề mặt  Khi chiếu ánh sáng thích hợp và có sự hiện diện của nước trên bề mặt màng thì bề mặt màng có khả năng tự làm sạch.
CÁC ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TiO2 Chống mờ bề mặt  Bề mặt của những tấm gương hoặc tấm kính bị mờ là do hơi nước bám lên trên bề mặt và đọng lại thành giọt. Khả năng chống mờ của màng TiO2  Trên bề mặt siêu thấm ướt thì không có giọt nước nào được hình thành, thay vào đó là một lớp màng mỏng nước trong suốt được hình thành trên bề mặt vật liệu.
CÁC ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TiO2 Diệt khuẩn  Vật liệu TiO2 có khả năng ôxy hóa mạnh với hầu hết các loại vi khuẩn, virus, nấm.  Phá hủy màng tế bào của vi khuẩn, làm cho tế bào chất vỡ ra và cuối cùng thì vi khuẩn bị giết và bị phân hủy. Cơ chế diệt khuẩn
CÁC ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TiO2 Khử độc nước thải do việc diệt sâu, rầy trên lúa Các dung dịch khử vi sinh vật gây hại cho lúa thường chứa nồng độ hóa chất nông nghiệp cao. Nguồn nước thải nông nghiệp bị nhiễm bẩn và chính nguồn nước này lại làm cho đất bị ô nhiễm. Tạo ra những tấm đan, bện mịn bằng thủy tinh có diện tích bề mặt lớn được phủ bằng vật liệu quang xúc tác TiO2 dùng để làm sạch dung dịch nước thải chỉ dưới ánh sáng mặt trời. Các chất hóa học nông nghiệp sẽ bị khử hoàn toàn dưới ánh sáng mặt trời trong một vài ngày.
CÁC ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TiO2 Xử lý nước trong hệ thống nước trồng trọt. Sự lắp đặt hệ thống nước tưới cây dùng hệ thống nước thải vì chúng chứa chất dinh dưỡng có hàm lượng N và P cao. tái chế dung dịch chất Nước thải dinh dưỡng Hệ thống trồng cà chua với nước có xử lý bằng TiO2 Trong hồ đặt những tấm ceramic có lỗ xốp được phủ vật liệu TiO2, các thành phần chất gây ô nhiễm trong nước thải dễ dàng bị phân hủy dưới ánh sáng mặt trời. Hỗn hợp chất dinh dưỡng chứa N, P và Kali thì không bị phân hủy do có chứa thành phần ôxy hóa khử của chúng như NO3-, PO43-, K+.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.