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

Chia sẻ: Nguyễn Thị Hiền Phúc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

87
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hướng nghiên cứu điều chế và khảo sát hoạt tính xúc tác quang của vật liệu nano tổ hợp TiO2/SBA-15 nhằm ứng dụng trong lĩnh vực xử lý môi trường là cần thiết, có ý nghĩa về mặt khoa học và thực tiễn. Luận văn gồm 3 chương: Chương 1-Tổng quan; Chương 2-Thực nghiệm; Chương 3-Kết quả và thảo luận.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: 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

1 2 Công trình ñư c hoàn thành t i 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 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. TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ KHOA H C Đà N ng - 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 3 M 4 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 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, ñ c bi t SBA-15, r t ñáng ñư c quan tâm b i chúng có di n tích b m t l n, kích thư c mao qu n có th ñi u ch nh ñư c, khung mao qu n có ñ Vi t Nam. Công nghi p và dân s phát tri n ñòi h i m t tr t t cao và ñ c bi t là trong su t ñ i v i tia UV. Vì v y, n u t h p ngu n cung c p nư c phong phú và v ng b n. Bên c nh ñó nó th i hai lo i v t li u nano d ng mao qu n SBA-15 và d ng h t (thanh, vào môi trư ng nh ng ngu n ô nhi m m i. Trong ñó, v n ñ nhi m dây) TiO2, các h n ch nêu trên có th ñư c c i thi n, ñ ng th i s b n h u cơ ñang là v n ñ ñư c quan tâm hàng ñ u c a các nhà tăng cư ng ưu ñi m c a chúng như c i thi n ñ b n, ñ ñ ng ñ u c a nghiên c u. Ch t th i h u cơ ch a hàm lư ng các ch t h u cơ khó c h t, kh năng ñi u khi n hình d ng và kích c nano mét c a h t, phân h y như các h p ch t vòng benzen, nh ng ch t có ngu n g c t kh năng h p ph , ñ phân tán tâm xúc tác, kh năng tách, hoàn các ch t t y r a, thu c tr sâu, thu c kích thích sinh trư ng, thu c nguyên xúc tác, và quan tr ng nh t là c i thi n hi u năng xúc tác. di t c , hóa ch t công nghi p…; các ch t có ñ c tính cao ñ i v i sinh Tuy v y, vi c k t h p gi a hai lo i v t li u này v n ñang còn là v n v t (g m các loài sinh v t có kh năng lây nhi m ñư c ñưa vào trong ñ m i m và c n thi t ph i ñư c nghiên c u, b i l r t h a h n kh môi trư ng nư c. Ví d như nư c th i c a các b nh vi n khi chưa năng tăng cư ng nh ng ưu th c a các v t li u và ng d ng chúng ñư c x lý ho c x lý không tri t ñ các m m b nh). Hi n nay, ñ trong th c ti n. Tình hình trên cho th y, hư ng nghiên c u ñi u ch x lý chúng không th s d ng ch t oxi hóa thông thư ng, mà c n và kh o sát ho t tính xúc tác quang c a v t li u nano t ph i có m t v t li u m i có kh năng oxi c c m nh. TiO2/SBA-15 nh m ng d ng trong lĩnh v c x lý môi trư ng là r t s ng h p G n ñây, vi c s d ng ph n ng xúc tác quang c a các ch t bán c n thi t, r t có ý nghĩa v m t khoa h c và th c ti n. Vì v y tôi ch n d n như TiO2, ZnO, CdS và Fe2O3... c u trúc nano ñ t o ra các g c ñ tài: “Nghiên c u t ng h p theo phương pháp tr c ti p và ng có tính oxy hóa m nh ñang thu hút s quan tâm trong lĩnh v c nghiên d ng x lý các h p ch t h u cơ ô nhi m c a v t li u xúc tác quang c u cơ b n và ng d ng. TiO2/SBA-15”. So v i các ch t xúc tác quang khác, TiO2 th hi n các ưu ñi m 2. M c tiêu nghiên c u vư t tr i do giá thành th p, hi u năng xúc tác quang cao, b n hóa h c - Ch t o ñư c v t li u xúc tác quang nano t h p TiO2/SBA-15. và thân thi n v i môi trư ng. Tuy nhiên, như c ñi m c a v t li u - Đ xu t ñư c quy trình ch t o v t li u nano TiO2 trên ch t TiO2 ñư c ñi u ch theo phương pháp thông thư ng có di n tích b m t không l n, ho t tính xúc tác quang ch th hi n trong vùng ánh sáng t ngo i và ñ phân tán c a xúc tác trong h ph n ng d th không t t. N u s d ng TiO2 dư i d ng các h t nano ñ làm ch t xúc mang SBA-15 theo hư ng t i ưu và d tri n khai trong th c t . - Th nghi m ng d ng v t li u nano t h p TiO2/SBA-15 vào x lý nư c th i b ô nhi m. 6 5 3. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u 3.1. Đ i tư ng nghiên c u - Nghiên c u các ñ c trưng c u trúc c a v t li u ch a TiO2/SBA15 ñư c ñi u ch dư i d ng b t. - Nghiên c u bi n tính (pha t p) b c vào v t li u nano TiO2/SBA-15, tính ch t c a v t li u trư c và sau khi bi n tính. - Nghiên c u ho t tính xúc tác quang c a TiO2/SBA-15 và TiO2/SBA-15 bi n tính trên thí nghi m trong x lý các ch t h u cơ. 3.2. Ph m vi nghiên c u - Ch t o v t li u xúc tác quang nano t h p TiO2/SBA-15 theo cách t ng h p tr c ti p. 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 x 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. K t qu và th o lu n (15 trang), K t lu n và ki n ngh (2 trang). Trong lu n văn có 8 b ng bi u, 28 hình v , 37 tài li u tham kh o. 6. T ng quan tài li u nghiên c u Ph n t ng quan c a lu n văn ñã tham kh o 37 tài li u khoa - Kh o sát ho t tính xúc tác quang c a v t li u nano t h p h c v các v t li u TiO2, SBA-15 và các ki n th c liên quan. Nhìn TiO2/SBA-15 trong ph n ng phân h y xanh metylen, metyl da cam. chung, các công b k t qu nghiên c u v hai lo i v t li u nêu trên là T ñó làm cơ s cho vi c th nghi m ng d ng chúng trong x lý khá phong phú. Tuy nhiên, v n còn r t ít các nghiên c u k t h p gi a các h p ch t h u cơ t ng s trong nư c th i. hai lo i v t li u nano TiO2 và SBA-15. Vì v y, ñ i tư ng v t li u 4. Phương pháp nghiên c u nano t h p TiO2/SBA-15 v n ñang còn m i m và c n thi t ph i - T ng h p và bi n tính v t li u nano TiO2/SBA-15 b ng phương ñư c quan tâm, b i l r t h a h n kh năng tăng cư ng ñư c nh ng pháp sol-gel, th y nhi t theo cách ph i tr n ñ ng th i các ngu n ưu th và h n ch nh ng như c ñi m c a hai lo i v t li u thành ph n nguyên li u ch a Ti và Si. trong ng d ng quang xúc tác. - Đ c 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 ; ch p nh hi n vi ñi n t quét (SEM), truy n qua (TEM) nh m kh o sát hình thái, kích thư c, tr ng thái s p x p 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 m t riêng; quang ph h ng ngo i nh m xác ñ nh các ki u liên k t 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 t ngo i- kh ki n (UV-Vis) nh m kh o sát s h p th ánh sáng. - Th nghi m ho t tính xúc tác quang ñư c ñánh giá theo phương 7 CHƯƠNG 1 T NG QUAN 1.1. GI I THI U V V T LI U MAO QU N TRUNG BÌNH 8 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 TiO2 NGHIÊN C U VÀ SBA-15 (SANTA BARBARA AMORPHOUS) 1.4. M T S 1.2. GI I THI U V V T LI U NANO TiO2 NG D NG C A V T LI U NANO CH A TiO2 1.2.1. C u trúc 1.4.1. X lý không khí ô nhi m a. Rutile 1.4.2. ng d ng trong x lý nư c b. Anatase 1.4.3. Di t vi khu n, vi rút, n m c. Brookite 1.4.4. Tiêu di t các t bào ung thư 1.2.2. M t s tính ch t c a TiO2 1.4.5. ng d ng tính ch t siêu th m ư t 1.2.3. T ng h p 1.4.6. S n xu t ngu n năng lư ng s ch H2 a. Phương pháp c ñi n 1.4.7. S n xu t sơn, g ch men, kính t làm s ch b. Phương pháp t ng h p ng n l a 1.4.8. Pin m t tr i quang ñi n hoá (PQĐH) c. Phân hu qu ng illmenit 1.4.9. Linh ki n ñi n t d. Phương pháp ngưng t hơi hoá h c 1.5. GI I THI U V XANH METYLEN VÀ METYL DA CAM e. S n xu t TiO2 b ng phương pháp plasma 1.5.1. Xanh metylen f. Phương pháp vi nhũ tương 1.5.2. Metyl da cam 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 TiO2 a. Pha t p v i các ch t kim lo i b. Pha t p phi kim c. K t h p TiO2 v i m t ch t h p th khác 1.3. NG D NG XÚC TÁC QUANG C A V T LI U TiO2 1.3.1. Tính ch t quang xúc tác c a TiO2 1.3.2. ng d ng tính ch t quang xúc tác c a TiO2 trong x lý 10 9 CHƯƠNG 2 2.4.2. Ho t tính xúc tác quang c a v t li u khi nung các nhi t ñ khác nhau TH C NGHI M 2.1. HÓA CH T VÀ D NG C Ti n hành kh o sát s phân h y 10 ml metyl da cam 80 mg/l các nhi t ñ 5500C và 6500C dư i ánh sáng 2.1.1. Hóa ch t b ng 0,04 g T11 nung 2.1.2. D ng c ñèn t ngo i v i th i gian l n lư t là 1 gi ; 2gi ; 3 gi ; 4 gi và 5 2.1.3. Thi t b gi . 2.2. CH T T O V T LI U 2.4.3. Ho t tính xúc tác quang c a m u TiO2/SBA-15 bi n tính 2.2.1. T ng h p v t li u nano t h p TiO2/SBA-15 theo phương ñem ñi kh o sát ho t tính xúc tác quang b ng cách phân h y xanh pháp tr c ti p 2.2.2. Kh o sát nhi t ñ nung TiO2/SBA-15 metylen và metyl da cam dư i ngu n sáng ñèn compact và m t tr i. 2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP Đ C TRƯNG V T LI U 2.3.1. Phương pháp kính hi n vi ñi n t quét SEM (Scanning Electron Microscopy)- truy n qua TEM (Transmission Electron Microscopy) 2.3.2. Phương pháp h ng ngo i (IR) 2.3.3. Phương pháp nhi u x tia X (XRD) 2.3.4. Phép ño di n tích b m t h p ph khí Brunauer – Emmett – Teller (BET) 2.3.5. Phương pháp ph h p th UV-Vis r n 2.3.6. Phương pháp ph EDX 2.4. KH O SÁT HO T TÍNH XÚC TÁC QUANG 2.4.1. Ho t tính xúc tác quang c a m u TiO2/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 t 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). M u T11 sau khi thêm kim lo i Ag v i các t l khác nhau ñư c 2.5. X LÝ NƯ C TH I Xác ñ nh ch s COD c a m u nư c th i c a nhà máy d t Th y Dương trư c và sau khi x lí b ng m u T11 ch a 4% Ag.