BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA HÓA HỌC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÁCH TITAN DIOXIT KÍCH CỠ NANO
TỪ QUẶNG ILMENITE THỪA THIÊN - HUẾ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP KIỀM - AXIT OXALIC
CHUYÊN NGÀNH: HÓA VÔ CƠ
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoài Phương
Giáo viên hướng dẫn: TS. Phan Thị Hoàng Oanh
Tp. HCM, ngày 28 tháng 04 năm 2012
SVTH: Nguyễn Hoài Phương
GVHD: TS. Phan Thị Hoàng Oanh
Trường Đại học Sư phạm Tp. HCM Khóa luận tốt nghiệp
Lời cảm ơn
Đề tài khóa luận này được thực hiện tại tổ bộ môn Hóa Lý, Khoa Hóa học,
Trường Đại học Sư Phạm Tp. HCM.
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Cô Phan Thị Hoàng Oanh, người đã tận
tình hướng dẫn, theo dõi giúp đở và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất giúp em hoàn
thành tốt khóa luận tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô ở các Bộ môn đã tận tình giúp đỡ, cho
em mượn sử dụng các thiết bị dụng cụ máy móc, tạo điều kiện cho em thực hiện và
hoàn thành khóa luận.
Tp.HCM, ngày 28 tháng 04 năm 2012
SV Nguyễn Hoài Phương
SVTH: Nguyễn Hoài Phương
GVHD: TS. Phan Thị Hoàng Oanh
Trường Đại học Sư phạm Tp. HCM Khóa luận tốt nghiệp
Mục lục
Lời cảm ơn 1
Mục lục 2
Danh mục các bảng và hình 5
ĐẶT VẤN ĐỀ 8
TÓM TẮT NỘI DUNG KHÓA LUẬN 9
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 10
I.1. Sơ lược về khoáng ilmenite .............................................................................. 10
I.1.1. Sa khoáng, cát đen .................................................................................. 10
I.1.2. Ilmenite ................................................................................................... 12
I.2. Sơ lược về ứng dụng của TiO2 ......................................................................... 13
I.3. Một số tính chất của TiO2 ................................................................................ 13
I.3.1. Các dạng tinh thể của titan oxit ............................................................... 13
I.3.2. Sơ lược về khả năng xúc tác quang hóa của TiO2 ................................ 14
I.3.2.1. Quá trình phân hủy oxi hóa bằng gốc tự do hydroxyl ................ 14
1.3.2.2. Cơ chế hình thành gốc tự do hydroxyl trong quá trình quang xúc
tác TiO2 .................................................................................................... 15
I.4. Một số kỹ thuật tách TiO2 từ Ilmenite.............................................................. 17
I.4.1. Phương pháp axit sunfuric ..................................................................... 17
I.4.2. Phương pháp clo hóa - Quy trình hydroclorua Altair ............................ 19
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM 20
II.1. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT ...................................................... 20
II.2. THỰC NGHIỆM ............................................................................................ 20
II.2.1. Điều chế TiO2 từ quặng ilmenite bằng phương pháp sử dụng kali
hydroxit và axit oxalic ...................................................................................... 20
SVTH: Nguyễn Hoài Phương
GVHD: TS. Phan Thị Hoàng Oanh
Trường Đại học Sư phạm Tp. HCM Khóa luận tốt nghiệp
II.2.1.1. Giai đoạn 1: chế hóa quặng ilmenite bằng kali hydroxyt ......... 21
II.2.1.2. Giai đoạn 2: Chế hóa bằng axit oxalic phần bánh lọc của giai
đoạn chế hóa kiềm. .................................................................................. 22
II.2.1.3. Giai đoạn 3: Thủy phân dung dịch thu được ............................. 22
II.2.1.4. Giai đoạn 4: Thu TiO2 thành phẩm ........................................... 22
II.2.2. Hoạt tính xúc tác quang hóa .................................................................. 23
II.2.2.1. Đường chuẩn cho dung dịch metylen xanh có nồng độ từ 0 – 2
ppm .......................................................................................................... 23
II.2.2.2. Thử sơ bộ hoạt tính xúc tác quang hóa của sản phẩm TiO2 trong
việc xử lý metylen xanh ........................................................................... 23
II.2.2.3. Thử sơ bộ hoạt tính sản phẩm TiO2 trong việc xử lý thuốc
nhuộm xanh nguồn gốc công nghiệp ....................................................... 24
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26
III.1. Khảo sát các hướng đề xuất trong quá trình thủy phân và đề xuất quy trình
tách ilmenite có sửa đổi dựa trên quy trình của Aly, Nayl, Liu và các cộng sự ..... 26
III.1.1. Thêm dung dịch KOH vào dung dịch lọc B ......................................... 28
III.1.2. Kết tinh loại bỏ bớt axit oxalic ............................................................. 30
III.1.3. Đề xuất quy trình tách ilmenite có sửa đổi dựa trên quy trình của Aly,
Nayl, Liu và các cộng sự .................................................................................. 32
III.1.4. Quy trình đề nghị trong sản xuất quy mô công nghiệp ........................ 33
III.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi titan dioxit trong giai
đoạn chế hóa quặng ilmenite bằng KOH ................................................................ 36
III.2.1. Tỉ lệ khối lượng KOH : Ilmenite .......................................................... 36
III.2.2. Ảnh hưởng của thời gian chế hóa ......................................................... 38
III.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ KOH.............................................................. 40
III.3. Khảo sát điều kiện nung ảnh hưởng đến kích thước của hạt titan dioxit ....... 41
III.4. Hoạt tính xúc tác quang hóa trong việc phân hủy metylen xanh .................. 44
SVTH: Nguyễn Hoài Phương
GVHD: TS. Phan Thị Hoàng Oanh
Trường Đại học Sư phạm Tp. HCM Khóa luận tốt nghiệp
III.4.1. Đường chuẩn dung dịch metylen xanh nồng độ từ 0-2ppm ................. 44
III.4.2. Khảo sát hoạt tính xúc tác quang hóa của sản phẩm thu được ............. 46
III.4.2.1. Xử lý dung dịch metylen xanh ................................................. 46
III.4.2.2. Xử lý thuốc nhuộm xanh nguồn gốc công nghiệp .................... 47
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
PHỤ LỤC 52