Nghiên cứu vật liệu xúc tác quang Tio2/SBA-15: Tóm tắt luận văn Thạc sĩ về xử lý hợp chất hữu cơ ô nhiễm

B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO

ĐI HC ĐÀ NNG

BÙI TH MAI LÂM

NGHIÊN CU TNG HP THEO PHƯƠNG PHÁP

TRC TIP VÀ NG DNG X LÝ CÁC

HP CHT HU CƠ Ô NHIM CA VT LIU

XÚC TÁC QUANG TiO2/SBA-15

Chuyên ngành: Hoá hu cơ

Mã s: 60 44 27

TÓM TT LUN VĂN THC SĨ KHOA HC

Đà Nng - Năm 2012

Công trình ñưc hoàn thành ti

ĐI HC ĐÀ NNG

Ngưi hư ng d!n khoa h"c: PGS.TS. Nguy#n Phi Hùng

Ph$n bi%n 1: PGS.TS. Lê Th& Liên Thanh

Ph$n bi%n 2: PGS.TS. Lê T' H$i

Lun văn ñã ñưc bo v ti Hi ñng chm lun văn

tt nghip Thc sĩ Khoa hc hp ti Đi hc Đà Nng vào

ngày 13 tháng 11 năm 2012.

Có th tìm lun văn ti:

- Trung tâm Thông tin-Hc liu, Đi hc Đà Nng

- Thư vin trưng Đi hc Sư phm, Đi hc Đà Nng

M( Đ)U

1. Tính c*p thi+t c,a ñ. tài

S bùng n dân s cùng vi tc ñ ñô th hóa, công nghip

hóa nhanh chóng ñã và ñang to ra mt sc ép ln ti môi trưng

sng  Vit Nam. Công nghip và dân s phát trin ñòi hi mt

ngun cung cp nưc phong phú và vng bn. Bên cnh ñó nó thi

vào môi trưng nhng ngun ô nhim mi. Trong ñó, vn ñ nhim

b!n hu cơ ñang là vn ñ ñưc quan tâm hàng ñ&u c(a các nhà

nghiên cu. Cht thi hu cơ cha hàm lưng các cht hu cơ khó

phân h(y như các hp cht vòng benzen, nhng cht có ngun gc t0

các cht t!y r1a, thuc tr0 sâu, thuc kích thích sinh trưng, thuc

dit c, hóa cht công nghip…; các cht có ñc tính cao ñi vi sinh

vt (gm các loài sinh vt có kh năng lây nhim ñưc ñưa vào trong

môi trưng nưc. Ví d2 như nưc thi c(a các bnh vin khi chưa

ñưc x1 lý ho3c x1 lý không trit ñ các m&m bnh). Hin nay, ñ

x1 lý chúng không th s1 d2ng cht oxi hóa thông thưng, mà c&n

phi có mt vt liu mi có kh năng oxi cc mnh.

G&n ñây, vic s1 d2ng phn ng xúc tác quang c(a các cht bán

d8n như TiO

, ZnO, CdS và Fe

... cu trúc nano ñ to ra các gc

có tính oxy hóa mnh ñang thu hút s quan tâm trong lĩnh vc nghiên

cu cơ bn và ng d2ng.

So vi các cht xúc tác quang khác, TiO

th hin các ưu ñim

vưt tri do giá thành thp, hiu năng xúc tác quang cao, bn hóa hc

và thân thin vi môi trưng. Tuy nhiên, nhưc ñim c(a vt liu

TiO

ñưc ñiu ch9 theo phương pháp thông thưng có din tích b

m3t không ln, hot tính xúc tác quang ch: th hin trong vùng ánh

sáng t1 ngoi và ñ phân tán c(a xúc tác trong h phn ng d th

không tt. N9u s1 d2ng TiO

dưi dng các ht nano ñ làm cht xúc

tác s; rt khó thu hi sau phn ng. Trong lúc ñó, như mt cht mang

xúc tác lý tưng, các vt liu oxit silic mao qun trung bình, ñ3c bit

SBA-15, rt ñáng ñưc quan tâm bi chúng có din tích b m3t ln,

kích thưc mao qun có th ñiu ch:nh ñưc, khung mao qun có ñ

trt t cao và ñ3c bit là trong sut ñi vi tia UV. Vì vy, n9u t hp

hai loi vt liu nano dng mao qun SBA-15 và dng ht (thanh,

dây) TiO

, các hn ch9 nêu trên có th ñưc ci thin, ñng thi s;

tăng cưng ưu ñim c(a chúng như ci thin ñ bn, ñ ñng ñu c(a

c< ht, kh năng ñiu khin hình dng và kích c< nano mét c(a ht,

kh năng hp ph2, ñ phân tán tâm xúc tác, kh năng tách, hoàn

nguyên xúc tác, và quan trng nht là ci thin hiu năng xúc tác.

Tuy vy, vic k9t hp gia hai loi vt liu này v8n ñang còn là vn

ñ mi m= và c&n thi9t phi ñưc nghiên cu, bi l; rt ha h>n kh

năng tăng cưng nhng ưu th9 c(a các vt liu và ng d2ng chúng

trong thc tin. Tình hình trên cho thy, hưng nghiên cu ñiu ch9

và kho sát hot tính xúc tác quang c(a vt liu nano t hp

TiO

/SBA-15 nh?m ng d2ng trong lĩnh vc x1 lý môi trưng là rt

c&n thi9t, rt có ý nghĩa v m3t khoa hc và thc tin. Vì vy tôi chn

ñ tài: “Nghiên cu tng hp theo phương pháp trc tip và ng

dng x lý các hp cht hu cơ ô nhim ca vt liu xúc tác quang

TiO

/SBA-15”.

2. M/c tiêu nghiên c0u

- Ch9 to ñưc vt liu xúc tác quang nano t hp TiO

/SBA-15.

- Đ xut ñưc quy trình ch9 to vt liu nano TiO

trên cht

mang SBA-15 theo hưng ti ưu và d trin khai trong thc t9.

- Th1 nghim ng d2ng vt liu nano t hp TiO

/SBA-15 vào

x1 lý nưc thi b ô nhim.

3. Đi tư1ng và ph2m vi nghiên c0u

3.1. Đi tưng nghiên cu

- Nghiên cu các ñ3c trưng cu trúc c(a vt liu cha TiO

/SBA-

15 ñưc ñiu ch9 dưi dng bt.

- Nghiên cu bi9n tính (pha tp) bc vào vt liu nano

TiO

/SBA-15, tính cht c(a vt liu trưc và sau khi bi9n tính.

- Nghiên cu hot tính xúc tác quang c(a TiO

/SBA-15 và

TiO

/SBA-15 bi9n tính trên thí nghim trong x1 lý các cht hu cơ.

3.2. Phm vi nghiên cu

- Ch9 to vt liu xúc tác quang nano t hp TiO

/SBA-15 theo

cách tng hp trc ti9p.

- Kho sát hot tính xúc tác quang c(a vt liu nano t hp

TiO

/SBA-15 trong phn ng phân h(y xanh metylen, metyl da cam.

T0 ñó làm cơ s cho vic th1 nghim ng d2ng chúng trong x1 lý

các hp cht hu cơ tng s trong nưc thi.

4. Phương pháp nghiên c0u

- Tng hp và bi9n tính vt liu nano TiO

/SBA-15 b?ng phương

pháp sol-gel, th(y nhit theo cách phi trn ñng thi các ngun

nguyên liu cha Ti và Si.

- Đ3c trưng vt liu b?ng các phương pháp: nhiu x tia X (XRD)

nh?m phân tích cu trúc tinh th và vi tinh th; ch2p nh hin vi ñin

t1 quét (SEM), truyn qua (TEM) nh?m kho sát hình thái, kích

thưc, trng thái s@p x9p c(a mao qun và ñ phân tán c(a vt liu;

kho sát ñ xp và din tích b m3t riêng; quang ph hng ngoi

nh?m xác ñnh các kiu liên k9t trong vt liu; ph tán x năng lưng

tia X (EDX) nh?m xác ñnh thành ph&n nguyên t trong pha r@n; ph

t1 ngoi- kh ki9n (UV-Vis) nh?m kho sát s hp th2 ánh sáng.

- Th1 nghim hot tính xúc tác quang ñưc ñánh giá theo phương

pháp chu!n.

- Sn ph!m phn ng ñưc phân tích b?ng phương pháp quang

UV-Vis. Trong thí nghim kho sát x1 lý nưc thi ô nhim, ch: tiêu

COD ñưc xác ñnh theo các phương pháp ñã ñưc chu!n hóa.

5. B c/c ñ. tài

Lun văn gm các ph&n: M ñ&u (4 trang), Chương 1. Tng quan

(28 trang), Chương 2. Thc nghim (16 trang), Chương 3. K9t qu và tho

lun (15 trang), K9t lun và ki9n ngh (2 trang).

Trong lun văn có 8 bng biu, 28 hình v;, 37 tài liu tham kho.

6. T3ng quan tài li%u nghiên c0u

Ph&n tng quan c(a lun văn ñã tham kho 37 tài liu khoa

hc v các vt liu TiO

, SBA-15 và các ki9n thc liên quan. Nhìn

chung, các công b k9t qu nghiên cu v hai loi vt liu nêu trên là

khá phong phú. Tuy nhiên, v8n còn rt ít các nghiên cu k9t hp gia

hai loi vt liu nano TiO

và SBA-15. Vì vy, ñi tưng vt liu

nano t hp TiO

/SBA-15 v8n ñang còn mi m= và c&n thi9t phi

ñưc quan tâm, bi l; rt ha h>n kh năng tăng cưng ñưc nhng

ưu th9 và hn ch9 nhng nhưc ñim c(a hai loi vt liu thành ph&n

trong ng d2ng quang xúc tác.

CHƯƠNG 1

TNG QUAN

1.1. GI4I THIU V5 VT LIU MAO QU6N TRUNG BÌNH

SBA-15 (SANTA BARBARA AMORPHOUS)

1.2. GI4I THIU V5 VT LIU NANO TiO

1.2.1. C*u trúc

a. Rutile

b. Anatase

c. Brookite

1.2.2. M7t s tính ch*t c,a TiO

1.2.3. T3ng h1p

a. Phương pháp c ñin

b. Phương pháp tng hp ngn la

c. Phân hu qung illmenit

d. Phương pháp ngưng t hơi hoá hc

e. Sn xut TiO

bng phương pháp plasma

f. Phương pháp vi nhũ tương

g. Phương pháp sol-gel

h. Phương pháp thu nhit

i. Phương pháp siêu âm

j. Phương pháp vi sóng

1.2.4. Bi+n tính v<t li%u TiO

a. Pha tp vi các cht kim loi

b. Pha tp phi kim

c. Kt hp TiO

vi mt cht hp th khác

1.3. NG DNG XÚC TÁC QUANG CA VT LIU TiO

1.3.1. Tính ch*t quang xúc tác c,a TiO

1.3.2. ng d/ng tính ch*t quang xúc tác c,a TiO

trong x= lý

nư c

a. Cơ ch phân hu các hp cht hu cơ gây ô nhim

b. Đng hc ca quá trình quang xúc tác trên TiO

1.4. MT S> NGHIÊN CU VÀ NG DNG CA VT LIU

NANO CHA TiO

1.4.1. X= lý không khí ô nhi#m

1.4.2. ng d/ng trong x= lý nư c

1.4.3. Di%t vi khuCn, vi rút, n*m

1.4.4. Tiêu di%t các t+ bào ung thư

1.4.5. ng d/ng tính ch*t siêu th*m ư t

1.4.6. S$n xu*t nguDn năng lư1ng s2ch H

1.4.7. S$n xu*t sơn, g2ch men, kính t' làm s2ch

1.4.8. Pin mEt tri quang ñi%n hoá (PQĐH)

1.4.9. Linh ki%n ñi%n t=

1.5. GI4I THIU V5 XANH METYLEN VÀ METYL DA CAM

1.5.1. Xanh metylen

1.5.2. Metyl da cam

CHƯƠNG 2

THC NGHIM

2.1. HÓA CHT VÀ DNG C

2.1.1. Hóa ch*t

2.1.2. D/ng c/

2.1.3. Thi+t b&

2.2. CHT TO VT LIU

2.2.1. T3ng h1p v<t li%u nano t3 h1p TiO

/SBA-15 theo phương

pháp tr'c ti+p

2.2.2. Kh$o sát nhi%t ñ7 nung TiO

/SBA-15

2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐFC TRƯNG VT LIU

2.3.1. Phương pháp kính hiGn vi ñi%n t= quét SEM (Scanning

Electron Microscopy)- truy.n qua TEM (Transmission Electron

Microscopy)

2.3.2. Phương pháp hDng ngo2i (IR)

2.3.3. Phương pháp nhi#u x2 tia X (XRD)

2.3.4. Phép ño di%n tích b. mEt h*p ph/ khí Brunauer –

Emmett – Teller (BET)

2.3.5. Phương pháp ph3 h*p th/ UV-Vis rHn

2.3.6. Phương pháp ph3 EDX

2.4. KH6O SÁT HOT TÍNH XÚC TÁC QUANG

2.4.1. Ho2t tính xúc tác quang c,a m!u TiO

/SBA-15 chưa bi+n

tính

Hot tính quang hoá c(a xúc tác ñưc ñánh giá da trên các phn

ng mô hình là phân h(y xanh metylen và metyl da cam dưi ánh

sáng ñèn t1 ngoi trong các khong thi gian là 1 gi; 2 gi; 3 gi; 4

gi và 5 gi. Khi lưng cht xúc tác là 0,04g và th tích c(a dung

dch b phân h(y là 10 ml (nng ñ 80 mg/l).

2.4.2. Ho2t tính xúc tác quang c,a v<t li%u khi nung I các nhi%t

ñ7 khác nhau

Ti9n hành kho sát s phân h(y 10 ml metyl da cam 80 mg/l

b?ng 0,04 g T11 nung  các nhit ñ 550

C và 650

C dưi ánh sáng

ñèn t0 ngoi vi thi gian l&n lưt là 1 gi; 2gi; 3 gi; 4 gi và 5

gi.

2.4.3. Ho2t tính xúc tác quang c,a m!u TiO

/SBA-15 bi+n tính

M8u T11 sau khi thêm kim loi Ag vi các t: l khác nhau ñưc

ñem ñi kho sát hot tính xúc tác quang b?ng cách phân h(y xanh

metylen và metyl da cam dưi ngun sáng ñèn compact và m3t tri.

2.5. X LÝ NƯ4C TH6I

Xác ñnh ch: s COD c(a m8u nưc thi c(a nhà máy dt Th(y

Dương trưc và sau khi x1 lí b?ng m8u T11 cha 4% Ag.

Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tổng hợp theo phương pháp trực tiếp và ứng dụng xử lý các hợp chất hữu cơ ô nhiễm của vật liệu xúc tác quang Tio2/SBA-15

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi