Đại học Quốc gia Hà Nội Trường Đại học Khoa học Tự nhiên  Nguyễn Thị Thanh Dung NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU MAO QUẢN TRUNG BÌNH CHỨA TiO 2 ĐỂ HẤP PHỤ, XỬ LÍ MỘT SỐ CHẤT ĐỘC HẠI TRONG NƯỚC Luận văn Thạc sĩ khoa học Hà Nội , 2011 MỤC LỤC 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Chương 1: TỔNG QUAN 3 1.1.  3 1.1.1.  3 1.1.2silica 3 1.1.2.SiO 2 3  5  2  5 1.1.3- 7 1.1.4.  2 8 1.1.5.  10  10 1.1.5  12 1.2.   13 1.2 13 1.2 14 1.2  16 1.2 17 1.2 17 1.3.   20 1.3 20 1.3 21 1.3 22 2 Chương 2: THỰC NGHIỆM  26  26  26  27  27 2.3.2. -c 28 2.3.3.  2 / SiO 2 29 2.3.4.  2 / MCM-41 30  32  33  33 2.4.1.2.  35  36  36 2.4.2.2.  38 2.4.2.3.  38 2.5 39 -ray diffactionXRD) 39 2.5.2.  43   44   49  49 3.1.2. Nghiên c 50  54  2. 56  2+  59 3 Pb 2+  59  Pb 2+  61            Pb 2+    61 Pb 2+  62 3.2.3.  2+  63  65  66  66  69 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC 73 4 DANH MỤC CÁC HÌNH  2  4  2  4 -41 7  2  8 Hì- 29 x% TiO 2 / SiO 2, ,MCM- 31 ng hp ph ng nhit langmuir 35 Hình 2.4 th  nh các hng s nh langmuir 36 2.5 39 2.6 :              40  40 Hình 2.8  42  2 ) 50  2 /SiO 2 ) 51 -41 51 - 52 - 52  2 /MCM- 53  2 /MCM- 54 -41 54 TiO 2 /MCM-41(a) và 15%TiO 2 /MCM- 41(b) 55 Hình 3.10: TiO 2 /SiO 2 (a) và 15%TiO 2 /SiO 2 (b) 55 - 2 -41 và 10%TiO 2 /MCM-41 56 -41 và 10%TiO 2 /MCM-41 57  58  60 5  3 ) 2  gian 62  3 ) 2  63 Hình 3.17 :  2+  65 Hình 3.18:  u T2 65 Hình 3.19 :  2+  66   66  67  69  71 6 DANH MỤC CÁC BẢNG x% TiO 2 / SiO 2  30   x% TiO 2 / MCM-41  31   36   37 5 38   49  58  3 ) 2  59  3 ) 2  t 62  3 ) 2  TM2 theo pH 63 :  2+  64   67   68  70 7 MỞ ĐẦU  .                                       nguyê        và phân bón hoá   g    canh tác nô        TiO 2  - và oxi hóa quang hóa         2 và H 2  2  8   ó là lí do “Nghiên cứu chế tạo vật liệu mao quản trung bình chứa TiO 2 để hấp phụ, xử lí một số chất độc hại trong nước”. Chương 1: TỔNG QUAN 1.2. Khái quát về vật liệu mao quản trung bình chứa titan. 1.2.1. Vật liệu hấp phụ.                                 hình     1.1.2. Giới thiệu chung về vật liệu silica 1.1.2.SiO 2  o  2      2  9   2               4 (hình1.2).  2   , c) Tridimit  .  -O- 0  -O- 0  góc Si-O- 0 thành 180 0  tridimit thì ngoài  4 4-  180 0 [1, 4].     SiO 2 -  2   2 [2] .  2  (a) (b) (c) [...]... phát minh ra vật liệu mao quản trung bình M41-S, sự ra đời của các vật liệu này đã tạo nên bước đột phá mạnh mẽ trong lĩnh vực khoa học vật liệu Vật liệu MCM-41 là đại diện tiêu biểu của họ vật liệu mao quản trung bình, có nhiều ứng dụng trong nhiều quy trình công nghệ hoá học [1, 4,22] MCM-41 có hệ mao quản đồng đều kích thước mao quản cỡ 2.5 - 5nm, hình lục lăng, một chiều, xắp sếp xít nhau tạo nên cấu... (5giờ) TiO2/ SiO2 , MCM-41 Hình 2.2: Sơ đồ tổng hợp x% TiO2/ SiO2, x% TiO2/ MCM-41 32 2.4 Nghiên cứu khả năng hấp phụ xử lý các chất độc hại trong nước * Cơ sở lý thuyết:  Hấp phụ là sự tích lũy chất trên bề mặt phân cách pha Đây là phương pháp tách chất trong đó các cấu tử từ hỗn hợp lỏng hoặc khí được hấp phụ lên bề mặt rắn của chất hấp phụ  Chất hấp phụ là chất có bề mặt tại đó xảy ra quá trình hấp. .. oxi hoá sâu để oxi hoá các chất hữu cơ trong nước cho sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O TiO2 có thể phân huỷ được các chất độc hại bền vững như điôxin, thuốc trừ sâu, benzen…có trong nước [22, 23] Đặc biệt việc đưa TiO2 trên MCM-41 với diện tích bề mặt lớn cũng có nhiều hứa hẹn cho xử lý nước Vật liệu TiO2/ MCM-41 vừa có khả năng hấp phụ, vừa xử lý quang hóa các chất hữu cơ thích hợp có trong nước Có thể... mặt hình thể Chất lượng của các xúc tác được quyết định không bởi thành phần hóa học, bản chất bề mặt mà còn bởi cấu trúc mao quản (kích thước mao quản, sự phân bố kích thước mao quản) của vật liệu Ngoài ra chúng còn được dùng làm chất hấp phụ quan trọng cho xử lý môi trường: ví dụ xử lý nước thải của phẩm nhuộm… Trong khi đó, đặc biệt dạng nano TiO2 có thể phân huỷ được các chất độc hại bền vững như... đáp ứng nhiều cấp độ về chất lượng  Qui trình xử lý đơn giản, công nghệ xử lý không đòi hỏi thiết bị phức tạp  Vật liệu hấp phụ có độ bền khá cao, có khả năng tái sử dụng nhiều lần nên chi phí xử lý thấp nhưng hiệu quả xử lý cao 1.2.5.4 Phương pháp trao đổi ion Phương pháp trao đổi ion được sử dụng rộng rãi trong các quá trình xử lý nước thải cũng như nước cấp Trong xử lý nước cấp, phương pháp trao... nhiên liệu và xử lý CO2 gây hiệu ứng nhà kính TiO2 có thể sử dụng trục tiếp cho các quá trình quang hóa, tuy nhiên vật liệu nano thường kém bền lí hóa nên cách hiệu quả hơn là mang TiO2 lên nền bề mặt lớn như MCM-41 nhằm tạo lên hệ vật liệu vừa có ưu điểm về mặt hấp phụ, vừa có ưu điểm về mặt xử lý các chất độc đã hấp phụ 1.1.5.1 Ứng dụng xử lý các kim loại nặng trong nước Gần đây đã có nhiều nghiên cứu. .. Phân loại hấp phụ: Tùy theo lực liên kết giữa các phân tử chất hấp phụ và chất bị hấp phụ mà người ta chia ra làm hai loại: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học Hấp phụ vật lý: được gây bởi lực Vandervan là lực hút giữa các phân tử chất hấp phụ và chất bị hấp phụ Lực này yếu do đó nhiệt tỏa ra trong quá trình hấp phụ thường từ 2 – 3 kcal/mol Tốc độ hấp phụ vật lý xảy ra nhanh hơn do quá trình hấp phụ không... dùng phản ứng quang hóa với vật liệu chứa TiO2 để phân hủy thuốc trừ sâu 27 Trên cơ sở tổng quan các tài liệu, trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu, chế tạo và sử dụng hệ vật liệu TiO2/ SiO2, TiO2/ MCM-41 điều chế được để hấp phụ và xử lý chì và hai loại thuốc trừ sâu: nhóm lân và nhóm clo có trong nước Chương 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất, dụng cụ 2.1.1 Hóa chất: - Thủy tinh lỏng công nghiệp - Tetra... của bề mặt chất hấp phụ 33 Cân bằng hấp phụ: quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch và có thể biểu diễn dưới dạng một phản ứng hóa học: K 1 A + O ↔ A‟ K 2 A: chất hấp phụ A‟: phần bề mặt chất hấp phụ đã bị chiếm chỗ bởi chất hấp phụ O: bề mặt chất hấp phụ còn trống K1, K2: hằng số tốc độ của các quá trình hấp phụ và giải hấp Các phân tử chất bị hấp phụ khi đã hấp phụ lên bề mặt chất hấp phụ vẫn... nghiên cứu sử dụng vật liệu silica MQTB để hấp phụ kim loại nặng Xiu- Wen Wu đã tổng hợp chất hấp phụ silica mao quản trung bình từ microline(KAlSi3O8) Vật liệu thu được có diện tích bề mặt là 847m2/g, kích thước lỗ là 2,5nm Tác giả đã dùng vật liệu này hấp phụ Cr(VI), dung lượng hấp phụ cực đại là 112mg/g và pH tối ưu là 5,5; sau 30 phút thì đạt được cân bằng hấp phụ [23] Ở một số nước và vùng lãnh .  Nghiên cứu chế tạo vật liệu mao quản trung bình chứa TiO 2 để hấp phụ, xử lí một số chất độc hại trong nước . Chương 1: TỔNG QUAN 1.2. Khái quát về vật liệu mao quản trung bình chứa. Nguyễn Thị Thanh Dung NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU MAO QUẢN TRUNG BÌNH CHỨA TiO 2 ĐỂ HẤP PHỤ, XỬ LÍ MỘT SỐ CHẤT ĐỘC HẠI TRONG NƯỚC Luận văn Thạc sĩ khoa.      1.1.5. Ứng dụng của vật liệu mao quản trung bình chứa titan.  -     