Bài thuyết trình: Nghiên cứu biến tính vật liệu ống nano carbon và ứng dụng hấp thụ khí BTEX

Chia sẻ: Hồng Nhung Nguyễn | Ngày: | Loại File: PPTX | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

70
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chính của bài thuyết trình trình bày biến tính vật liệu ống nano carbon và ứng dụng hấp thụ khí BTEX. Để hiểu rõ hơn, mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung bài viết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình: Nghiên cứu biến tính vật liệu ống nano carbon và ứng dụng hấp thụ khí BTEX

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN KHOA KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Môn: Các quá trình hóa – lý ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ỐNG NANO CARBON VÀ ỨNG DỤNG HẤP THỤ KHÍ BTEX GIẢNG VIÊN: TS. BÙI MẠNH HÀ SINH VIÊN THỰC HIỆN: Lương Viên Bội Dinh 3116340008 Nguyễn Thị Hồng Nhung 3116340041 NHÓM Lê Thanh Thủy 3116340053 1 Võ Ngọc Bảo Trân 3116340059 Nguyễn Thị Kiều Trinh 3116340060
MỞ ĐẦU Hiện nay ở Việt Nam cũng như trên thế giới có rất nhiều phương pháp để xử lý, giảm thiểu, ngăn chặn, loại bỏ sự phát sinh các chất ô nhiễm trong môi trường đất, nước và đặc biệt là môi trường không khí. Trong đó phương pháp hấp phụ là phương pháp phổ biến nhất với ưu điểm công nghệ đơn giản, tốc độ xử lý nhanh và hiệu quả. Một trong những vật liệu hấp phụ được quan tâm hiện nay là than hoạt tính và ống nano carbon. Với mục đích khai thác tiềm năng ứng dụng CNTs trong việc xử lý BTEX trong không khí. Vì vậy em đã chọn nghiên cứu đề tài : “Nghiên cứu biến tính vật liệu ống nano carbon và ứng dụng xử lý khí BTEX trong không khí”.
STT Đặc tính Benzen Toluene EthylBenzen m-Xylene 1 Công thức phân tử C6H6 C6H5CH3 C6H5C2H5 m-CH3C6H4CH3 2 Khối lượng phân tử 87.12 92.15 106.17 106.17 (gam/mol) 3 Điểm sôi (0C) 760mmHg 80.1 110.6 136.2 139.1 4 Điểm nóng chảy (0C) 5.5 -95 -95 -47.9 5 Tỷ trọng (g/cm3) 0.876520/4 0.866920/4 0.867020/4 0.864220/4 6 Độ phân cực 3.0 2.3 - 2.4 7 Tính trộn lẫn với nước. không không - Không 8 Một số tính chất chung của Là hợp chất không màu , ở điều kiện bình thường tồn tạo dạng thể lỏng, dễ các nhóm chất BTEX cháy, ó mùi đặc trưng của Hydrocarbon thơm, tan trong ancol, clorofom, ete,
Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, các động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng dầu cũng là nguồn phát thải mạnh mẽ các hiđrocacbon thơm nhóm BTEX vào môi trường sống. Con người cũng như các loại động vật nói chung tiếp xúc và hấp thụ chúng vào cơ thể bằng nhiều con đường khác nhau như hô hấp, ăn uống, qua da trong thời gian liên tục hoặc
Các ống nano cacbon (tiếng Anh là carbon nanotubes – CNTs) là các dạng thù hình của cacbon. Ống nano có dạng hình trụ, đường kính cỡ một vài nanomet, độ dài có thể lên tới vài milimet. Ống nano cacbon có cấu trúc rỗng, với các tường được tạo bởi các lớp vỏ carbon, được gọi là graphene. Có 2 loại ống nano cacbon chính; ống nano đơn tường (SWNT) và ống nano đa tường (MWNT). Ống nano carbon đơn tường và đa tường
Ø Tổng quan về biến tính CNTs Các ống nano cacbon mang tính ổn định cao trên cấu trúc độc đáo của nó, chỉ có một vài axit đậm đặc có khả năng phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử cacbon. Một trong những các tăng sự tương tác giữa ma trận và các chất gia cố là đưa CNTs vào một quá trình gọi là chức năng hóa. Việc bổ sung các nhóm chức năng trên CNTs thường được thực hiện bằng cách nhúng nó vào axit Sulfuric (H2SO4) và axit Nitric (HNO3) tỉ lệ 3:1. Phương pháp này là chèn các nhóm cacboxyl (COOH) trên bề mặt ống Nano. Tiếp đó làm tăng nhiệt độ hoặc tiến hành khuấy để đẩy nhanh quá trình oxy hóa. Wang và cộng sự đã chức năng hóa vật liệu của mình bằng cách nhúng nó trong axit nitric trong siêu âm ở 90oC trong 4 giờ. Sau đó, ống khuấy vật liệu cho đến khi nó đạt đến nhiệt độ môi trường xung quanh.
Lu et al sử dụng CNT bị oxy hóa bởi các loại hóa chất khác nhau để nghiên cứu tính chất hấp phụ của chúng và thấy rằng bản chất bề mặt của CNT đã bị thay đổi sau quá trình oxy hóa H2SO4, HNO3 và NaOCl. § CNT hấp thụ nhiều benzen, toluen, ethylbenzene và pxylene (BTEX); § Các CNT bị ôxi hóa NaOCl cho thấy sự tăng cường lớn nhất trong sự hấp thụ BTEX, tiếp theo là các CNT bị ôxi hoá HNO3, và sau đó là CNTSO4 bị oxy hóa H2SO4. Wang et al đã nghiên cứu sự hấp thụ các ion Pb2+ từ dung dịch nước sử dụng MWCNTs đã axit hóa và thấy rằng nhiều nhóm chức oxy hơn được hình thành trên bề mặt MWCNT sau khi xử lý bằng HNO3 đậm đặc, đóng vai trò quan trọng đối với sự hấp phụ Pb2 bằng cách hình thành các phức hợp hóa học mạnh. Các tính chất hấp phụ của CNT bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các nhóm chức năng của chúng bởi vì các nhóm chức năng có thể thay đổi độ ẩm của bề mặt CNT, sau đó làm cho CNT trở nên ưa nước hơn và thích hợp cho sự hấp thụ tương đối trọng lượng phân tử thấp và các hợp chất phân cực.
CHƯƠNG 2: BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ỐNG NANO CARBON ĐA TƯỜNG 1. Phương pháp phân tích
CHƯƠNG 2: BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ỐNG NANO CARBON ĐA TƯỜNG 2. Biến tính vật liệu ống Nano Carbon đa tường CNTsCOOH CNTsNaOH CNTsH2O2
CHƯƠNG 2: BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ỐNG NANO CARBON ĐA TƯỜNG 2. Biến tính vật liệu ống Nano Carbon đa tường CNTsCOOH 4g MWCNT + 300 mL dd (HNO3 + H2SO4, 1:3) + nước cất lên đến 800 mL Khuấy 1 tiếng + siêu âm 30 phút Để nguội, lọc rửa rồi pha loãng với nước cất và tiếp tục lọc với màng lọc PTFE cho đến khi pH=7 Sấy khô CNT trong cốc 30 phút ở 105°C, sau đó trải CNT vừa sấy ra khay được bọc giấy bạc, đem sấy trong 1 tiếng từ 1 đến 2 lần đến khối lượng không đổi Nghiền CNT ra, đem cân rồi chiết vào lọ Vial CNTsCOOH
CHƯƠNG 2: BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ỐNG NANO CARBON ĐA TƯỜNG 2. Biến tính vật liệu ống Nano Carbon đa tường CNTsNaOH CNTCOOH + 700ml dung dịch NaOH 1M Khuấy 3 tiếng + siêu âm 30 phút Để nguội, lọc rửa rồi pha loãng với nước cất và tiếp tục lọc với màng lọc PTFE cho đến khi pH=7 Sấy khô CNT trong cốc 30 phút ở 105°C, sau đó trải CNT vừa sấy ra khay được bọc giấy bạc, đem sấy trong 1 tiếng từ 1 đến 2 lần đến khối lượng không đổi Nghiền CNT ra, đem cân rồi chiết vào lọ Vial CNTsNaOH
CHƯƠNG 2: BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ỐNG NANO CARBON ĐA TƯỜNG 2. Biến tính vật liệu ống Nano Carbon đa tường CNTsH2O2 CNTCOOH + 700ml dung dịch H2O2 30% Khuấy 3 tiếng + siêu âm 30 phút Để nguội, lọc rửa rồi pha loãng với nước cất và tiếp tục lọc với màng lọc PTFE cho đến khi pH=7 Sấy khô CNT trong cốc 30 phút ở 105°C, sau đó trải CNT vừa sấy ra khay được bọc giấy bạc, đem sấy trong 1 tiếng từ 1 đến 2 lần đến khối lượng không đổi Nghiền CNT ra, đem cân rồi chiết vào lọ Vial CNTsH2O2
CHƯƠNG 2: BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ỐNG NANO CARBON ĐA TƯỜNG 2. Biến tính vật liệu ống Nano Carbon đa tường CNTsNaOCl CNTCOOH + 400ml dung dịch NaOCl 3% Khuấy 2 tiếng + siêu âm 30 phút Để nguội, lọc rửa rồi pha loãng với nước cất và tiếp tục lọc với màng lọc PTFE cho đến khi pH=7 Sấy khô CNT trong cốc 30 phút ở 105°C, sau đó trải CNT vừa sấy ra khay được bọc giấy bạc, đem sấy trong 1 tiếng từ 1 đến 2 lần đến khối lượng không đổi Nghiền CNT ra, đem cân rồi chiết vào lọ Vial CNTsH2O2
CHƯƠNG 2: BIẾN TÍNH VẬT LIỆU ỐNG NANO CARBON ĐA TƯỜNG 3. Mô hình thực nghiệm
Mô hình hấp phụ quy mô PTN
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1. KẾT QUẢ 1.1 Kết quả FTIR KẾT QU Ả FIIR C Ủ A CNTs 2090.51 cm1 655.68 cm1 %T 1638.43 cm1 3436.89 cm1 3468.87 cm1 cm1 Kết quả FTIR của CNTs chưa biến tính
2923.15 cm1 1637.98 cm1 %T 1034.19 cm1 3429.13 cm1 cm1 Kết quả FTIR của CNTsCOOH