TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -0-0-0 - HỮU THỊ NGÂN NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH OXI HÓAPHÂN HỦY RHODAMINE B VÀ PHENOL BỞI QUANG XÚC TÁC BIẾN TÍNH TỪ TiO2 TRÊN CHẤT MANG TRO TRẤU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -0-0-0 - HỮU THỊ NGÂN NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH OXI HÓAPHÂN HỦY RHODAMINE B VÀ PHENOL BỞI QUANG XÚC TÁC BIẾN TÍNH TỪ TiO2 TRÊN CHẤT MANG TRO TRẤU Chuyên ngành: Hóa môi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN MINH PHƯƠNG Hà Nội – 2014 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Minh Phương người giao đề tài tận tình bảo, hướng dẫn em suốt trình hoàn thành luận văn Em xin cảm ơn thầy, cô giáo phòng thí nghiệm Hóa Môi Trường, thầy, cô giáo khoa Hóa Học – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQGHN anh, chị bạn phòng thí nghiệm Hoá Môi trường tạo điều kiện giúp đỡ em trình thực luận văn Hà Nội, 12/2014 Học viên Hữu Thị Ngân MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU .6 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN .3 1.1 Giới thiệu chung xúc tác quang hóa TiO2 1.1.1 Vật liệu quang xúc tác TiO2 .3 1.1.2 Cơ chế trình quang xúc tác 1.1.3 Vật liệu quang xúc tác TiO2 biến tính 1.1.4 Vật liệu tổ hợp TiO2 chất mang 10 1.1.5 Một số ứng dụng vật liệu quang xúc tác nano TiO2 TiO2 biến tính 13 1.2 Các phương pháp điều chế vật liệu quang xúc tác TiO2 biến tính 14 1.2.1 Phương pháp sol – gel .15 1.2.2 Phương pháp thủy nhiệt (Hydrothermal treatment) .16 1.3.Giới thiệu phẩm nhuộm Rhodamine B Phenol 17 1.3.1.Giới thiệu phẩm nhuộm Rhodamine B 17 1.3.2.Giới thiệu phenol 19 1.4.Một số phương pháp xử lý phẩm màu dệt nhuộm 20 1.4.1.Một số phương pháp xử lý phẩm màu dệt nhuộm 20 1.4.2.Ứng dụng vật liệu quang xúc tác để xử lý phẩm nhuộm 23 1.5.Động học trình quang xúc tác .24 Chương 2: THỰC NGHIỆM 27 2.1 Dụng cụ hóa chất 27 2.1.1 Dụng cụ 27 2.1.2 Hóa chất 27 2.2 Tổng hợp vật liệu 28 2.2.1 Quá trình xử lý vỏ trấu .28 2.2.2 Tổng hợp vật liệu tổ hợp quang xúc tác Fe-TiO2/tro trấu (Fe-TiO2/RHA) phương pháp sol-gel kết hợp với thủy nhiệt 28 2.3 Đường chuẩn xác định nồng độ nồng độ RhB Phenol, COD 28 2.4 Khảo sát động học trình quang phân hủy RhB Phenol .33 2.5 Khảo sát ảnh hưởng số yếu tố lên tốc độ phân hủy RhB Phenol 34 2.5.1 Ảnh hưởng pH lên tốc độ phân hủy RhB Phenol 34 2.5.2 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác lên tốc độ phân hủy RhB Phenol 34 2.5.3 Ảnh hưởng cường độ chiếu sáng lên tốc độ phân hủy RhB Phenol 34 2.5.4 Ảnh hưởng số tác nhân oxi hóa/chất bắt giữ electron lên tốc độ phân hủy RhB Phenol .35 2.6 Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc vật liệu .35 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Đặc trưng vật liệu xúc tác Fe-TiO2/RHA 36 3.1.1 Thành phần nguyên tố vật liệu – phổ tán xạ EDX .36 3.1.2 Thành phần pha vật liệu - phổ XRD 37 3.1.3 Kết chụp hiển vi điện tử quét SEM 38 3.1.4 Phổ UV-VIS mẫu vật liệu Fe-TiO2/RHA 39 3.2 Động học trình quang phân hủy RhB 39 3.2.1 Mô theo phương trình động học Langmuir – Hinshelwood 39 3.2.2 Khảo sát số yếu đến tốc độ phân hủy RhB .42 3.2.2.1 Ảnh hưởng pH đến tốc độ phân hủy RhB .42 3.2.2.2 Ảnh hưởng hàm lượng vật liệu đến tốc độ phản ứng phân hủy RhB .44 3.2.2.3 Ảnh hưởng cường độ chiếu sáng đến tốc độ phân hủy RhB 45 3.2.2.4 Ảnh hưởng chất oxi hóa bổ trợ/ chất bắt giữ electron đến tốc độ phân hủy RhB .47 3.3 Động học trình quang phân hủy Phenol .49 3.3.1 Mô theo phương trình động học Langmuir – Hinshelwood 49 3.3.2 Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng lên tốc độ phân hủy Phenol 51 3.3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng pH lên tốc độ phân hủy Phenol 51 3.3.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng xúc tác lên tốc độ phân hủy Phenol 53 3.3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng cường độ chiếu sáng lên tốc độ phân hủy Phenol 54 3.3.2.4 Ảnh hưởng chất oxi hóa bổ trợ/ chất bắt giữ electron đến trình phân hủy Phenol .55 3.4 Ứng dụng xúc tác để xử lý mẫu nước thải dệt nhuộm làng nghề Dương Nội – Hà Nội .58 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT EDX Phổ tán xạ lượng tia X (Energy-Dispersive X-ray spectroscopy ) Ebg Năng lượng vùng cấm (Band gap Energy) IR Phương pháp phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) RH Vỏ trấu (Rice husk) RHA Tro trấu (Rice husk ash) RhB Rhodamine B SEM Phương pháp hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscopy) TIOT Tetra isopropyl ortho titanate UV-Vis Tử ngoại – Khả kiến (Ultra Violet – Visible) XRD Phương pháp nhiễu xạ tia X (X Rays Diffraction) MỞ ĐẦU Thiếu nước không nguy mà tình trạng hữu phải đối mặt của nhiều quốc gia Theo viện nghiên cứu quản lý nước quốc tế (International Water Management Institute, IWMI) tình trạng khan nước tuyệt đối được xem xuất mức cung cấp nước đạt thấp 100 m3/người/năm Theo tới năm 2025 sẽ có khoảng 1,8 tỉ người sẽ rơi vào tình trạng khan nước tuyệt đối [50] Tình trạng khan nước gia tăng với tốc độ nhanh dân số phát triển nhanh, trình đô thị hóa mạnh, hình thành nhiều đô thị siêu lớn, cạnh tranh sử dụng nguồn nước tự nhiên mối quan tâm ngày tăng bảo vệ sức khỏe môi trường Cùng với phát triển dân số nhanh, đô thị hóa mạnh trình công nghiệp hóa đại hóa xảy nhanh kéo theo ngành công nghiệp phát triển Sự phát triển dẫn tới hệ lụy ô nhiễm môi trường gây chất thải, nước thải từ trình sản xuất, sinh hoạt Nước thải từ khu công nghiệp, từ làng nghề vấn đề gây ô nhiễm Việt Nam Theo số liệu của Sở Công thương thành phố Hà Nội năm 2103 Hà Nội có khoảng 1.350 làng nghề chiếm 22% số làng nghề nước có 286 làng nghề truyền thống được công nhận Số lượng tập trung đông đúc địa bàn thành phố thải ao hồ xung quanh lượng nước thải lớn gây ô nhiễm nghiêm trọng tới nguồn nước Trong số 1000 làng nghề Hà Nội có lượng lớn nước thải từ làng nghề dệt nhuộm, hầu hết số chúng chưa có hệ thống xử lý nước thải mà đổ thẳng ao hồ xung quanh làm ô nhiễm nặng nề khu vực nước nhận Ngoài làng nghề nước thải dệt nhuộm phát sinh từ nhà máy dệt, ngành dệt ngành phát triển của nước ta, kim ngạch xuất đạt 15 % kim ngạch xuất của nước Song song với phát triển của ngành may mặc, dệt kim vấn đề phát sinh từ trình sản xuất nước thải Nước thải loại gây ô nhiễm nghiêm trọng đặc trưng của như: nhiệt độ, độ màu cao, COD cao thuộc loại khó phân hủy… Trong nước thải dệt nhuộm, đáng ý chất hữu bền có khả tích lũy thể sinh vật gây nhiễm độc cấp tính, mãn tính cho người như: phenol, hợp chất của phenol, chất màu dệt nhuộm… Do việc nghiên cứu, xử lý giảm thiểu đến mức thấp ô nhiễm cần thiết Các phương pháp truyền thống như: lắng, lọc, keo tụ, tuyển nổi, vi sinh [2]…không xử lý triệt để được nước thải dệt nhuộm Gần hướng được nhà khoa học quan tâm xúc tác bán dẫn TiO 2, ZnO, CdS, [5, 6]… Trong số vật liệu TiO2 thu hút được quan tâm tính chất oxi hóa quang hóa mạnh, bền hóa học, rẻ không gây ô nhiễm thứ cấp TiO được biết đến chất làm không khí, dùng máy điều hòa nhiệt độ, sơn cao cấp để chống mốc, diệt khuẩn để phân hủy thuốc trừ sâu Tuy nhiên nhược điểm của xúc tác quang hóa TiO xúc tác có hoạt tính điều kiện chiếu sáng vùng tử ngoại nên khó có khả ứng dụng rộng, hiệu mặt sử dụng lượng làm tăng giá thành sử dụng Nhiều nghiên cứu gần cho thấy TiO được biến tính cation kim loại chuyển tiếp cho thấy kết tốt, tăng cường tính chất quang xúc tác vùng ánh sáng khả kiến [6] Một nhược điểm của vật liệu TiO có kích thước nanomet nên đưa vào môi trường nước sẽ tạo dạng huyền phù, gây khó khăn thu hồi vật liệu Để khắc phục nhược điểm trên, đưa thêm tỉ lệ phù hợp tro trấu vào vật liệu tổ hợp quang xúc tác Để ứng dụng hiệu vật liệu tổ hợp quang xúc tác Fe-TiO 2/tro trấu, sâu nghiên cứu động học trình oxi hóa phân hủy yếu tố ảnh hưởng tới trình của hai hợp chất Phenol Rhodamine B (RhB), thành phần có nước thải dệt nhuộm Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung xúc tác quang hóa TiO2 1.1.1 Vật liệu quang xúc tác TiO2 Titan đioxit vật liệu quang xúc tác bán dẫn được sử dụng nhiều thực tế TiO2 tồn ba dạng tinh thể rutil, anatas brookit Trong brookit hình thành khó không bền nhiệt độ thay đổi hình thành khoảng hẹp nhiệt độ, thời gian, áp suất định Trạng thái tinh thể anatas hình thành nhiệt độ thấp rutil, tăng nhiệt độ đến giới hạn sẽ có chuyển pha từ trạng thái anatas sang rutil Hình 1.1 cho thấy tinh thể anatas rutil có cấu trúc tứ phương Chúng được tạo bát diện TiO 6, ion Ti4+ được bao quanh bát diện của ion O2- nguyên tử oxi được liên kết với ba nguyên tử titan Hai cấu trúc tinh thể của anatas rutil khác biến dạng của bát diện kiểu kết hợp của chuỗi bát diện Do khác cấu trúc mà tính chất của anatas rutil có khác Trong hai dạng thù hình này, anatas được biết có hoạt tính xúc tác quang hóa tốt [39] (a) cấu trúc dạng anatas (b) cấu trúc dạng rutil Hình 1.1.Cấu trúc tinh thể TiO2 (c) cấu trúc dạng brookit Bảng 1.1 Các thông số vật lí TiO2 dạng anatas rutil Thông số Anatas Rutil Cấu trúc tinh thể Tứ phương Tứ phương Nhóm không gian I41/anid P42/mnm Khoảng cách Ti – O (Ǻ) 1,934/1,980 1,949/1,980 Khoảng cách Ti – Ti (Ǻ) 3,79/3,04 3,57/2,96 Hằng số mạng (a) a = b = 3,7845 a = b = 4,5925 Hằng số mạng (c) c = 9,5143 c = 2,9578 Khối lượng riêng (g/cm3) 3,84 4,25 Độ khúc xạ 2,52 2,71 5,5 : 6:7 31 114 Nhiệt độ cao chuyển 1858 Độ cứng (Thang Mox) Hằng số điện môi Nhiệt độ nóng chảy thành dạng Rutile Năng lượng vùng cấm (eV) 3,2 3,0 1.1.2 Cơ chế trình quang xúc tác Trong trình oxi hóa tăng cường, chất hữu gây ô nhiễm bị phân hủy tác nhân oxi hóa oxi không khí, kết hợp với chất thể hoạt tính xúc tác được chiếu xạ ánh sáng tử ngoại hay khả kiến Vật liệu bán dẫn TiO nhận được kích thích ánh sáng có bước sóng thích hợp có lượng lớn lượng vùng cấm của TiO2 (λ 500 1,2 Q được tính theo giá trị trung bình lưu lượng dòng chảy của nguồn tiếp nhận nước thải 03 tháng khô kiệt 03 năm liên tiếp (số liệu của quan Khí tượng Thuỷ văn) 2.3.2 Hệ số Kq ứng với dung tích của nguồn tiếp nhận nước thải hồ, ao, đầm được quy định Bảng đây: PHỤ LỤC Bảng 3: Hệ số Kq ứng vớidung tích của nguồn tiếp nhận nước thải Dung tích nguồn tiếp nhận n ước thải (V) Hệ số Kq Đơn vị tính: mét khối (m 3) V ≤ 10 x 106 0,6 10 x 106 < V ≤ 100 x 106 0,8 V > 100 x 106 1,0 V được tính theo giá trị trung bình dung tích của hồ, ao, đầm tiếp nhận nước thải 03 tháng khô kiệt 03 năm liên tiếp (số liệu của quan Khí tượng Thuỷ văn) 2.3.3 Khi nguồn tiếpnhận nước thải số liệu lưu lượng dòng chảy của sông, suối, khe, rạch, kênh, mương áp dụng Kq = 0,9; hồ, ao, đầm số liệu dung tích áp dụng Kết = 0,6 2.3.4 Hệ số Kq nguồn tiếp nhận nước thải vùng nước biển ven bờ, đầm phá nước mặn nước lợ ven biển Vùng nước biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh, thể thao v giải trí nước, đầm phá nước mặn nước lợ ven biển áp dụng Kq = Vùng nước biển ven bờ không dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh, thể thao hoặc giải trí nước áp dụng Kq = 1,3 2.4 Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf được quy định Bảng d ưới đây: Bảng 4: Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf Lưu lượng nguồn thải (F ) Hệ số Kf Đơn vị tính: mét khối/ng ày đêm (m3/24h) F ≤ 50 1,2 50 < F ≤ 500 1,1 500 < F ≤ 5.000 1,0 F > 5.000 0,9 Lưu lượng nguồn thải F được tính theo lưu lượng thải lớn nêu Báo cáo đánh giá tác động môi trường, Cam kết bảo vệ môi trường hoặc Đề án bảo vệ môi trường PHỤ LỤC PHƯƠNG PHÁP XÁC Đ ỊNH 3.1 Lấy mẫu để xác định chất lượng nước thải áp dụng theo hướng dẫn của tiêu chuẩn quốc gia sau : - TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006) – Chất lượng nước – Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu kỹ thuật lấy mẫu; - TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3: 2003) - Chất lượng nước - Lấy mẫu Hướng dẫn bảo quản xử lý mẫu; - TCVN 5999:1995 (ISO 5667 -10: 1992) - Chất lượng nước - Lấy mẫu Hướng dẫn lấy mẫu nước thải 3.2 Phương pháp xác định giá trị thông số kiểm soát ô nhiễm nước thải công nghiệp thực theo tiêu chuẩn quốc gia quốc tế sau đây: - TCVN 4557:1988 Chất lượng nước - Phương pháp xác định nhiệt độ; - TCVN 6492:2011 (ISO 10523:2008) Chất lượng nước - Xác định pH ; - TCVN 6185:2008 - Chất lượng nước - Kiểm tra xác định màu sắc; - TCVN 6001-1:2008 (ISO 5815-1:2003), Chất lượng nước – Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau n ngày (BODn) – Phần 1: Phương pháp pha loãng cấy có bổ sung allylthiourea ; - TCVN 6001-2:2008 (ISO 5815-2:2003), Chất lượng nước – Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau n ngày (BODn) – Phần 2: Phương pháp dùng cho m ẫu không pha loãng; - TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989) Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy hoá học (COD) ; - TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997) Chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng cách lọc qua lọc sợi thuỷ tinh; - TCVN 6626:2000 Chất lượng nước - Xác định asen - Phương pháp đo ph ổ hấp thụ nguyên tử (kỹ thuật hydro); - TCVN 7877:2008 (ISO 5666:1999) Chất lượng nước - Xác định thuỷ ngân; - TCVN 6193:1996 Chất lượng nước - Xác định coban, niken, đồng, kẽm, cadimi chì Phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử lửa; - TCVN 6222:2008 Chất lượng nước - Xác định crom - Phương pháp đo ph ổ hấp thụ nguyên tử; PHỤ LỤC - TCVN 6658:2000 Chất lượng nước – Xác định crom hóa trị sáu – Phương pháp trắc quang dùng 1,5 – diphenylcacbazid ; - TCVN 6002:1995 Chất lượng nước – Xác định mangan – Phương pháp trắc quang dùng formaldoxim; - TCVN 6177:1996 Chất lượng nước – Xác định sắt phương pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10- phenantrolin; - TCVN 6665:2011 (ISO 11885:2007) Chất lượng nước- Xác định nguyên tố chọn lọc phổ phát xạ quang Plasma cặp cảm ứng ( ICP-OES) ; - TCVN 6181:1996 (ISO 6703 -1:1984) Chất lượng nước - Xác định xianua tổng; - TCVN 6494-1:2011 (ISO 10304 -1:2007) Chất lượng nước – Xác định anion hòa tan phương pháp sắc kí lỏng ion – Phần 1: Xác định bromua, clorua, florua, nitrat, nitr it, phosphat sunphat hòa tan; - TCVN 6216:1996 (ISO 6439:1990) Chất lượng nước - Xác định số phenol - Phương pháp trắc phổ dùng 4-aminoantipyrin sau chưng cất; - TCVN 6199-1:1995 (ISO 8165/1:1992) Chất lượng nước- Xác định phenol đơn hoá trị lựa chọn Phần 1: Phương pháp sắc ký khí sau làm giàu chiết; - TCVN 5070:1995 Chất lượng nước - Phương pháp khối lượng xác định dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ; - TCVN 7875:2008 Nước – Xác định dầu mỡ – Phương pháp chiếu hồng ngoại; - TCVN 6637:2000 (ISO 10530:1992) Chất lượng nước-Xác định sunfua hoà tan- Phương pháp đo quang dùng metylen xanh ; - TCVN 5988:1995 (ISO 5664:1984) Chất lượng nước - Xác định amoni - Phương pháp chưng cất chuẩn độ; - TCVN 6620:2000 Chất lượng nước - Xác định amoni - Phương pháp điện thế; - TCVN 6638:2000 Chất lượng nước - Xác định nitơ - Vô hóa xúc tác sau kh hợp kim Devarda; - TCVN 6202:2008 (ISO 6878:2004) Chất lượng nước - Xác định phôt - Phương pháp đo ph ổ dùng amoni molipdat ; - TCVN 8775:2011 Chất lượng nước - Xác định coliform tổng số - Kỹ thuật màng lọc; PHỤ LỤC - TCVN 6187-1:2009 (ISO 9308-1: 2000) Chất lượng nước - Phát đếm escherichia coli vi khuẩn coliform Phần 1: Phương pháp lọc màng; - TCVN 6187-2:1996 (ISO 9308 -2:1990(E)) Chất lượng nước - Phát đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt escherichia coli giả định Phần 2: Phương pháp nhiều ống (số có xác suất cao nhất); - TCVN 6225-3:2011 (ISO 7393-3:1990) Chất lượng nước - Xác định clo tự clo tổng số Phần – Phương pháp chuẩn độ iot xác định clo tổng số ; - TCVN 7876:2008 Nước – Xác định hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu - Phương pháp sắc ký khí chiết lỏng-lỏng; - TCVN 8062:2009 Xác định hợp chất phospho hữu sắc ký khí - Kỹ thuật cột mao quản; - TCVN 6053:2011 Chất lượng nước - Đo tổng hoạt độ phóng xạ anpha nước không mặn - Phương pháp nguồn dày; - TCVN 6219:2011 Chất lượng nước - Đo tổng hoạt độ phóng xạ beta nước không mặn 3.3 Chấp nhận phương pháp phân tích hướng dẫn tiêu chuẩn quốc gia quốc tế có độ xác tương đương hoặc cao tiêu chuẩn viện dẫn mục 3.2 v tiêu chuẩn quốc gia, quốc tế ban hành chưa được viện dẫn quy chuẩn TỔ CHỨC THỰC HIỆN 4.1 Quy chuẩn áp dụng thay QCVN 24:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp ban hành kèm theo Thông tư số 25/2009/TT-BTNMT ngày 16 tháng 11 năm 2009 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường quy định Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia môi trường 4.2 UBND tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương công bố mục đích sử dụng nguồn nước Hệ số Kq quy hoạch sử dụng nguồn nước phân vùng tiếp nhận nước thải 4.3 Cơ quan quản lý nhà nước môi trường cứ vào đặc điểm, tính chất của nước thải công nghiệp mục đích sử dụng của nguồn tiếp nhận để lựa chọn thông số ô nhiễm đặc trưng giá trị (giá trị C) quy định Bảng việc kiểm soát ô nhiễm môi trường 4.4 Trường hợp tiêu chuẩn quốc gia viện dẫn Quy chuẩn sửa đổi, bổ sung hoặc thay áp dụng theo tiêu chuẩn [...]... đã nghiên < /b> cứu xử lý RhB sử dụng UV - LED /TiO2 [40]… 23 Cơ chế quá < /b> trình < /b> phân < /b> hủy phenol sử dụng tác nhân oxi < /b> hóa < /b> H 2O2 có thể được miêu tả như hình 1.9 dưới đây [14] Hình 1.9 Cơ chế quá < /b> trình < /b> phân < /b> hủy < /b> phenol sử dụng xúc tác Fe -TiO2/ RHA/H2O2 1.5 Động học < /b> quá < /b> trình < /b> quang xúc tác Quá < /b> trình < /b> xúc tác quang dị thể có thể được tiến hành ở pha khí hoặc pha lỏng Cũng giống như các quá < /b> trình < /b> xúc tác. .. phản ứng xúc tác truyền thống ở cách hoạt hóa < /b> xúc tác Trong phản ứng xúc tác truyền thống, xúc tác được hoạt hóa < /b> b i nhiệt còn trong phản ứng xúc tác quang hóa,< /b> xúc tác được hoạt hóa < /b> b i sự hấp thụ ánh sáng - Giai đoạn 4: Phản ứng quang hóa,< /b> được chia thành 2 giai đoạn nhỏ: + Phản ứng quang hóa < /b> sơ cấp, trong đó các phân < /b> tử b kích thích (các phân < /b> tử chất b n dẫn) tham gia trực tiếp vào phản... phổ biến để miêu tả quá < /b> trình < /b> động < /b> học < /b> quang xúc tác Quá < /b> trình < /b> quang xúc tác TiO 2 là một quá < /b> trình < /b> dị thể và động < /b> học < /b> của quá < /b> trình < /b> có thể được miêu tả theo mô hình động < /b> học < /b> Langmuir- Hishelwood (L-H) Trong đó tốc độ phản ứng (r) tỉ lệ với phần diện tích b mặt b che phủ b i chất phản ứng (θ) theo phương trình < /b> [6, 21, 35], sự thay đổi tốc độ phản ứng r tỉ lệ với phần b mặt b che phủ b i... đã nghiên < /b> cứu động < /b> học < /b> quá < /b> trình < /b> phân < /b> hủy RhB b i xúc tác TiO2 mang trên than hoạt tính Xiao Yi và cộng sự (2008), đã nghiên < /b> cứu xử lý RhB b ng xúc tác TiO 2 biến tính với SiO2/C tại 950 oC - vật liệu TiO2/ GC-950 thì sau 90 phút chiếu sáng xử lý được 70 % RhB [43] Hay nhóm tác giả Yiming He và cộng sự (2013) đã nghiên < /b> cứu vật liệu N-TiO 2 xử lý RhB [46] Tác giả Thillai Sivakumar Natajan và. .. Ngoài ra, tro trấu còn được dùng làm chất mang cho vật liệu xúc tác Xúc tác được đưa lên chất mang là tro trấu nhằm hai mục đích Thứ nhất, tro trấu có độ b n cơ học < /b> tốt, trơ về mặt hóa < /b> học,< /b> khi được dùng làm chất mang sẽ tạo thuận lợi cho quá < /b> trình < /b> tách xúc tác khỏi dung dịch sau phản ứng Thứ hai, khả năng hấp phụ tốt của tro trấu được lợi dụng để hấp phụ chất ô nhiễm trên b mặt,... quang xúc tác TiO2 có thể được minh họa ở hình 1.2 [9] Quá < /b> trình < /b> khử Sự tái kết hợp Sự kích thích Năng lượng 6 Quá < /b> trình < /b> oxi < /b> hóa < /b> • OH + R → CO2 + H2O Hình 1.2 Cơ chế quá < /b> trình < /b> quang xúc tác của TiO2 Những nghiên < /b> cứu về vật liệu quang xúc tác TiO 2 cho thấy, để nâng cao hiệu quả quá < /b> trình < /b> quang xúc tác cần phải biến tính vật liệu để giảm sự tái kết hợp electron và lỗ trống, chuyển vùng hoạt động.< /b> .. cao chưa b loại b hoàn toàn b i quá < /b> trình < /b> keo tụ và không dễ b oxi < /b> hóa < /b> b i các chất oxi < /b> hóa < /b> thông thường, cũng như không hoặc ít b phân < /b> hủy b i vi sinh vật B n chất của phương pháp là xảy ra các quá < /b> trình < /b> oxi < /b> hóa < /b> để tạo ra các gốc tự do như OH• có hoạt tính cao, có thể khoáng hóa < /b> hoàn toàn hầu hết các hợp chất hữu cơ b n thành các sản phẩm b n vững như CO2 và các axit vô cơ không gây khí... + TiO2 Tổng hợp hữu cơ Quang xúc tác Phản ứng đặc biệt 13 Quang ngưng kết nitrogen Quang oxi < /b> hóa < /b> các hợp chất hữu cơ thành CO2 Hiệu ứng siêu tra nước Giảm chất gây ô nhiễm Quang tách nước để tạo hydro Oxi < /b> hóa < /b> một phần hoặc toàn phần hợp chất hữu cơ Tẩy uế: Phân < /b> hủy các hợp chất vi sinh Khử chất độc vô cơ và loại trừ ion Hình 1.5 Sơ đồ ứng dụng tính chất quang xúc tác của TiO2 Việc loại b ... Đặc biệt, những công b từ năm 2010 trở lại đây đã chứng minh hiệu quả quang xúc tác TiO 2 vượt trội hơn khi biến tính đồng thời Fe và C Các tác giả đã chứng minh hiệu quả quang xúc tác TiO 2 được tăng lên nhờ hiệu ứng b trợ của C và Fe [42] 1.1.4 Vật liệu tổ hợp của TiO2 trên chất mang Có nhiều loại vật liệu làm chất mang xúc tác TiO 2 đã được nghiên < /b> cứu Xúc tác có thể được cố định trên. .. phương pháp oxi < /b> hóa < /b> tăng cường như Fenton, Peroxon, catazon, quang fenton và quang xúc tác b n dẫn Trong các phương pháp oxi < /b> hóa < /b> tăng cường kể trên thì phương pháp quang xúc tác b n dẫn là tốt nhất Kỹ thuật quang xúc tác b n dẫn là một trong những kỹ thuật oxi < /b> hóa < /b> nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng Trong khoảng hơn 10 năm trở lại đây, phương pháp này có vai trò quan trọng trong lĩnh vực xử lý nước và nước