ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - BÙI THỊ THOAN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VÀ QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU NANO COMPOSITE CỦA ZnO TRÊN CHẤT MANG CÓ NGUỒN GỐC TỰ NHIÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - BÙI THỊ THOAN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VÀ QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU NANO COMPOSITE CỦA ZnO TRÊN CHẤT MANG CÓ NGUỒN GỐC TỰ NHIÊN Chuyên ngành: Hóa môi trƣờng Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyễn Đình Bảng Hà Nội - Năm 2015 LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Nguyễn Đình Bảng - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN giao đề tài tận tình hướng dẫn em suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Với lòng biế t ơn sâu sắ c, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Minh Phƣơng đã nhiê ̣t tiǹ h giúp đỡ , cho em những kiế n thức quý báu quá trình thực hiện luận văn Em xin chân thành cảm ơn các thầ y , cô phòng thí nghiê ̣m Hóa Môi Trường đã tâ ̣n tình chỉ bảo và hướng dẫn em suố t thời gian làm viê ̣c ta ̣i phòng thí nghiệm Cuối em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân bạn bè bên cạnh động viên suốt thời gian hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2015 Học viên Bùi Thị Thoan MỞ ĐẦU Với phát triển kinh tế - xã hội, vấn đề ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt ô nhiễm chất hữu ngày trở nên nghiêm trọng Các nhóm chất hữu ô nhiễm đa dạng, tuỳ thuộc vào nguồn thải Trong đó, nhóm hợp chất màu hữu từ trình dệt nhuộm nhóm hoá chất bảo vệ thực vật từ hoạt động nông nghiệp, pha chế công nghiệp hoá chất đối tượng quan tâm xử lý Trong năm gần đây, việc sử dụng quang xúc tác bán dẫn để ứng dụng xử lý hợp chất hữu thu thành tựu đáng kể Một số chất bán dẫn dạng nano nghiên cứu sử dụng làm chất xúc tác quang như TiO2, ZnO, CdS, Fe2O3,… Vật liệu bán dẫn cấu trúc nano có khả tạo gốc tự có tính oxy hóa mạnh thu hút quan tâm lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng Vật liệu ZnO nano hiện nhiều nhà khoa học quan tâm đặc tính vật lý mà vật liệu khối được, có đặc tính quang xúc tác ZnO chất bán dẫn thuộc loại AIIBVI, có vùng cấm rộng nhiệt độ phòng cỡ 3,2 eV, theo số kết nghiên cứu ban đầu cho thấy, so với chất xúc tác quang khác, ZnO nano thể hiện ưu điểm vượt trội giá thành thấp, hiệu xúc tác quang cao, dễ điều chế thân thiện với môi trường Bentonit khoáng sét sẵn có rẻ tiền Việt Nam, có cấu trúc lớp thuộc họ vật liệu mao quản trung bình, có khả hấp phụ tốt hợp chất hữu có kích thước lớn, cồng kềnh Việc sử dụng Bentonit làm pha cho vật liệu nano composite ZnO tận dụng khả lưu giữ tốt tác nhân ô nhiễm tâm hoạt động xúc tác, từ giúp nâng cao hiệu xúc tác Chính vậy, đề tài này, nghiên cứu tổng hợp khảo sát khả hấp phụ hoạt tính xúc tác vật liệu nano composite ZnO/Bentonit hợp chất hữu khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Vũ Xuân Bách & nhóm nghiên cứu (2003), Đánh giá tiềm giá trị sử dụng số khoáng chất công nghiệp diatomit, bentonit, zeolit, kaolin Nam Trung Bộ Tây Nguyên phục vụ sản xuất công nghiệp - nông nghiệp xử lý môi trường, Lưu trữ địa chất, Hà Nội Nguyễn Mạnh Chinh (2012), Cẩm nang thuốc bảo vệ thực vật, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Tuấn Khanh (2010), Đánh giá ảnh hưởng sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật đến sức khỏe người chuyên canh chè Thái Nguyên hiệu biện pháp can thiệp, Luận án tiến sỹ y học, Trường ĐH Thái Nguyên Hoàng Nhâm (1994), Hóa học vô (tập 1, 2, 3), NXB Giáo dục, Hà Nội Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2006), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Đặng Tuyết Phương (1995), Nghiên cứu cấu trúc, tính chất hóa lý số ứng dụng bentonit Thuận Hải Việt Nam, Luận án Phó Tiến sĩ khoa học, Viện Hóa học, Hà Nội Bùi Văn Thắng nhóm nghiên cứu (2011), Nghiên cứu tổng hợp vật liệu bentonit biến tính, ứng dụng hấp phụ photpho nước, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp bộ, Bộ giáo dục đào tạo – Trường đại học Đồng Tháp Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2005), Các trình oxi hóa nâng cao xử lý nước nước thải - Cơ sở khoa học ứng dụng, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh Agnieszka Kołodziejczak-Radzimska and Teofil Jesionowski (2014), “Zinc Oxide - From Synthesis to Application: A Review”, Materials, 7, pp 2833 2881 10 C Barbarian (2006), “Photocatalytic degradation of organic contaminants in water by ZnO nanoparticles: Revisited”, Applied Catalysis A: General, 304, pp 55 - 61 11 Cerovic Lj.S et al (2007), “Point of zero charge of different carbides”, Colloids and surfaces A, 297, pp – 12 V A Coleman and C Jagadish (2006), “Basic Properties and Applications of ZnO”, Zinc Oxide Bulk, Thin Films and Nanostructures, Chapter 1, Elsevier Limited 13 N.Daneshvar, D.Salari ,A.R.Khataee (2004), “Photocatalytic degradation of azo dye acid red14 in water on ZnO as an alternative catalyst toTiO2”, Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry, 162, pp 317 – 322 14 N Daneshvar, M.H Rasoulifard, A.R Instead, F Modernization (2007), “Removal of C.I Acid Orange from aqueous solution by UV irradiation in the presence of ZnO manpower”, Journal of Hazardous Materials, 143, pp 95 - 101 15 L.N Dem'yanets, L.E Li, T.G Uvarova (2006), “Zinc oxide: Hydrothermal growth of nano- and bulk crystals and their luminescent properties”, Journal of Materials Science, 41(5), pp 1439 - 1444 16 Hadj Benhemal, Messaoud Chaib, Thierry Salmon, Je´re´my Geens, Ange´lique Leonard, Ste´phanie D Lambert, Michel Crine, Benoiˆt Heinrichs (2013), “Photocatalytic degradation of phenol and benzoic acid using zinc oxide powders prepared by the sol – gel process”, Alexandria Engineering Journal, 52, pp 517 – 523 17 Is Fatimah, Shaobin Wang, Dessy Wulandari (2011), “ZnO/montmorillonite for photocatalytic and photochemical degradation of methylene blue”, Applied Clay Science, 53, pp 553 - 560 18 Katerˇina Mamulová Kutláková, Jonásˇ Tokarsky´, Pavlína Peikertová (2 01 ), “ Functional and eco-friendly nanocomposite kaolinite/ZnO with high photocatalytic activity”, Applied Catalysis B: Environmental, 162, pp 392–400 19 Kian Mun Lee, Chin Wei Lai, Koh Sing Ngai, Joon Ching Juan (2015), “Recent Developments of Zinc Oxide Based Photocatalyst in Water Treatment Technology: A Review”, Water Research, 88, pp 428 – 448 20 Li, P., Wei, Y., Liu, H., Wang, X.K (2005), “Growth of well-defined ZnO microparticles with additives from aqqueous solution”, J Solid State Chem, 178, pp 855 – 860 21 SamuelHongShenChan, TaYeongWu, JoonChingJuan and CheeYangTeh (2011), “Recent developments of metal oxide semiconductors as photocatalysts in advanced oxidation processes (AOPs) fo rtreatment of dye waste-water”, J Chem Technol Biotechnol, 86, pp 1130 – 1158 22 Satish Meshram, Rohan Limaye, Shailesh Ghodke, Shachi Nigam, Shirish Sonawane, Rajeev Chikate (2011), “Continuous flow photocatalys reactor using ZnO – Bentonit nanocomposite for degradation of phenol”, Chemical Engineering Journal, 172, pp 1008 – 1015 23 Shiding Miao, Zhimin Liu, Buxing Han, Haowen Yang, Zhenjiang Miao, Zhenyu Sun (2006), “Synthesis and characterization of ZnS-montmoiollonite nanocomposites and their application for degrading eosin B”, Journal of Colloid and Interface Science, 301, pp 116 – 122 24 Tomašević Anđelka, Đaja Jelena, Petrović Slobodan, Kiss Ernő E., Mijin Dušan (2009), “A study of the photocatalytic degradation of Methomyl by UV light”, Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly , 15(1), pp 17 – 19