Đang tải... (xem toàn văn)
Khảo sát hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu nano titan dioxit tẩm trên sợi thủy tinhKhảo sát hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu nano titan dioxit tẩm trên sợi thủy tinhKhảo sát hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu nano titan dioxit tẩm trên sợi thủy tinhKhảo sát hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu nano titan dioxit tẩm trên sợi thủy tinhKhảo sát hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu nano titan dioxit tẩm trên sợi thủy tinhKhảo sát hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu nano titan dioxit tẩm trên sợi thủy tinhKhảo sát hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu nano titan dioxit tẩm trên sợi thủy tinhKhảo sát hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu nano titan dioxit tẩm trên sợi thủy tinhKhảo sát hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu nano titan dioxit tẩm trên sợi thủy tinh
B GIÁO D O I H C DÂN L P H I PHÒNG - ISO 9001:2008 KHÓA LU N T T NGHI P NGÀNH: K THU Sinh viên Gi NG : Hi n ng d n: TS Võ Hoàng Tùng ThS Ph m Th Minh Thúy H I PHÒNG - 2017 B GIÁO D O I H C DÂN L P H I PHÒNG - KH O SÁT HI U QU X C TH I D T NHU M B NG V T LI U NANO TITAN DIOXIT T M TRÊN S I TH Y TINH KHÓA LU N T T NGHI I H C H CHÍNH QUY NGÀNH: K THU Sinh viên Gi NG : Hi n ng d n: TS Võ Hoàng Tùng ThS Ph m Th Minh Thúy H I PHÒNG - 2017 B GIÁO D O I H C DÂN L P H I PHÒNG NHI M V Sinh viên: TÀI T T NGHI P Hi n Mã SV: 1312301034 L p: MT1701 tài: Kh o sát hi u qu x Ngành: K thu ng c th i d t nhu m b ng v t li u nano titan dioxit t m s i th y tinh NHI M V TÀI N i dung yêu c u c n gi i quy t nhi m v lu n, th c ti n, s li u c n tính tốn b n v ) Các s li u c n thi thi t k , tính tốn m th c t p t t nghi p tài t t nghi p (v lý CÁN B ih NG D TÀI T T NGHI P ng d n th hai: H tên: Võ Hoàng Tùng H c hàm, h c v : Ti p H i Phòng N ng d n:Tồn b khóa lu n ng d n th hai: H tên: Ph m Th Minh Thúy H c hàm, h c v : Th ng N p H i Phòng ng d n: Tồn b khóa lu n tài t t nghi c giao ng tháng Yêu c u ph 2017 c 2017 n nhi m v mv Sinh viên ng d n TS.Võ Hoàng Tùng H Hi ng Tr n H u Ngh PH N NH N XÉT C A CÁN B NG D N Tinh th c ng c a khóa lu n (so v i n i dung yêu c t lý lu n, th c ti n, tính tốn s nhi m v li tài t t nghi p: m c a cán b ng d n (ghi b ng c s ch ): H Cán b ng d n (Ký ghi rõ h tên) TS Võ Hoàng Tùng ThS Ph m Th Minh Thúy L IC M c t p rèn luy n N tr pH s ch b o gi ng d y th c t cho em ki n th c v lý thuy t th c hành su t th i gian h c tr ng Cùng v i s n l c c a b n thân, khóa lu n t t nghi p c a T nh ng k t qu Th y cô t c em xin chân thành c ng DH Dân L p H th c b ích th n cho em nh ng ki n c bi t TS Võ Hoàng Tùng ThS.Ph m Th Minh Thúy gi ng viên khoa Mô ng n tình h ng d n em hồn thành t t báo cáo t t nghi p Khoa Mô nh ng - ng H Dân L p H i Phòng t o i u ki n t t em hoàn thành nghiên c u t i phòng thí nghi m Cu i em kính chúc th y d i s c kh e thành công s nghi p cao quý Em xin chân thành c m n H i Phòng , ngày Tháng N m Sinh viên M CL C L IM U NG QUAN 1.1.T ng quan v c th i d t nhu m công nghi p 1.1.1 Các ngu nhu m c th c th i d t 1.1.2 1.2 c tính nhi m c c th i d t nhu m công nghi p Gi i thi u v Nano 1.2.1 V t li u nano 1.3 Gi i thi u v Nano Titanoxit 1.3.1 Gi i thi u v t li u TiO2 1.3.2 C u trúc v t li u TiO2 1.3.3 Tính ch t hóa h c c a TiO2 1.3.4 Tính ch t xúc tác quang hóa c a TiO2 1.3.5 Các y u t n ho t tính xúc tác c a TiO2 10 1.3.6 1.4 n c a xúc tác quang hóa b ng TiO2 11 ng d ng 14 1.4.1 ng d ng c a TiO2 14 1.4.2 V t li u t làm s ch 14 1.4.3 Các v t li u ch 14 1.4.4 S n ph m di t khu n, kh trùng, ch ng rêu m c 14 1.4.5 Tiêu di t t 1.4.6 S n xu t ngu 15 ng s ch H2 15 1.4.7 Kh mùi, làm s ch khơng khí 15 1.4.8 X 1.4.9 c nhi m b n 15 ng d ng TiO2 x 1.5 Gi i thi u v c th i d t nhu m 15 m v t li u nano b m t ch t mang 19 1.5.1 Các ch t mang nano titan dioxit 19 1.5.2 Các lo i ch t mang 20 1.5.3 Các k thu t c nh xúc tác quang hóa TiO2 lên v t li u mang 21 M 23 2.1 Thi t b d ng c hóa ch t c n thi t 23 2.1.1 Thi t b 23 2.1.2 D ng c 23 2.1.3 Hóa ch t 23 2.2 N i dung th c nghi m 24 c ti n hành 24 2.4 Quy trình xây d ng chu n b c quang 25 T QU 27 3.1 ng c a th i gian ph n 3.2 ng c a n n hi u qu x lý c a v t li u 27 n hi u qu x lý c a v t li u 32 K T LU N 39 TÀI LI U THAM KH O 40 DANH M C HÌNH ngun lý cơng ngh d t nhu m ngu c th i Hình 1.2 Các d ng thù hình c a TiO2 Hình 1.3: Ph n ng oxy hóa kh b m t TiO2 13 Hình 2.1: Hình nh trình khu y m u 24 Hình 2.2: Hình nh s i th y tinh sau nhúng vào dung d ch 25 th ng chu n metyl xanh 26 Hình 3.1: Hình nh m u khu y kho ng th i gian khác (m u 0,5ml) 27 th bi u hi n n Hình 3.3 Hình nh m u khu y th bi u hi n n Hình 3.5: Hình nh m u khu y metyl xanh theo th i gian (m u 0,5ml) 28 kho ng th i gian khác (m u 1ml) 28 metyl xanh theo th i gian (m u 1ml) 29 kho ng th i gian khác (m u 1,5ml) 30 th bi u hi n n Hình 3.7: Hình nh m u khu y th bi u hi n n Hình 3.9: Hình nh m u khu y th bi u di n n metyl xanh theo th i gian (m u 1,5ml) 30 kho ng th i gian khác (m u 2ml) 31 metyl xanh theo th i gian (m u 2ml) 32 n khác (30 phút) 32 metyl xanh c a m u có n Ti(OC3H7)4 khác khu y dung d ch 30 phút 33 Hình 3.11: Hình nh m u khu y th bi u di n n n khác (60 phút) 34 metyl xanh c a m u có n Ti(OC3H7)4 khác khu y dung d ch 60 phút 34 Hình 3.13: Hình nh m u khu y th bi u di n n n khác (90 phút) 35 metyl xanh c a m u có n Ti(OC3H7)4 khác khu y dung d ch 90 phút 36 Hình 3.15: Hình nh m u khu y th bi u di n n n khác (120 phút) 36 metyl xanh c a m u có n Ti(OC3H7)4 khác khu y dung d ch 120 phút 37 KHÓA LU N T T NGHI P Hình 3.2 I PHỊNG th bi u hi n n B ng 3.2: N Th i metyl xanh theo th i gian (m u 0,5ml) metyl xanh theo th i gian khác (m u 1ml) 30 60 90 120 Abs 0,479 0,198 0,137 0,088 0,072 C(g/l) 0,05 0,0267 0,0214 0,0172 0,0158 gian(Phút) phút 30 phút 60 phút 90 phút 120 phút Hình 3.3 Hình nh m u khu y kho ng th i gian khác (m u 1ml) Hi n MT1701 28 KHÓA LU N T T NGHI P Hi u qu x I PHÒNG lý màu c a v t li u nano TiO2 n isopropoxide Ti(OC3H7)4 theo th i gian ph n 1ml Titanium c th hi n qua b ng 3.2 hình 3.3 hình 3.4 T b ng k t qu có th nh n th y kh p ph b m t v t li u n theo th i gian ph n ng N metyl xanh gi m t 0,0267 xu ng 0,0158 g/l T th p ph Hình 3.4 ch t b h p ph gi m th bi u hi n n B ng 3.3: N Th i y metyl xanh theo th i gian (m u 1ml) metyl xanh theo th i gian (m u 1,5ml) 30 60 90 120 Abs 0,479 0,119 0,08 0,034 0,021 C(g/l) 0,05 0,0199 0,0165 0,0125 0,0114 gian(Phút) Hi n MT1701 29 KHÓA LU N T T NGHI P phút 30 phút I PHÒNG 60 phút 90 phút 120 phút Hình 3.5: Hình nh m u khu y kho ng th i gian khác (m u 1,5ml) Hi u qu x lý màu c a v t li u nano TiO2 n isopropoxide Ti(OC3H7)4 theo th i gian ph n 1,5ml Titanium c th hi n qua b ng 3.3 hình 3.5 hình 3.6 T b ng k t qu có th nh n th y kh p ph b m t v t li u n theo th i gian ph n ng N metyl xanh gi m t 0,0199 xu ng 0,0114 g/l T th p ph Hình 3.6 th bi u hi n n Hi n MT1701 y ch t b h p ph gi m metyl xanh theo th i gian (m u 1,5ml) 30 KHĨA LU N T T NGHI P I PHỊNG B ng 3.4: N Th i metyl xanh theo th i gian (m u 2ml) 30 60 90 120 Abs 0,479 0,118 0,088 0,06 0,031 C(g/l) 0,05 0,0198 0,0179 0,0124 0,0123 gian(Phút) phút 30 phút 60 phút 90 phút 120 phút Hình 3.7: Hình nh m u khu y kho ng th i gian khác (m u 2ml) Hi u qu x lý màu c a v t li u nano TiO2 n isopropoxide Ti(OC3H7)4 theo th i gian ph n 2ml Titanium c th hi n qua b ng 3.4 hình 3.7 hình 3.8 T b ng k t qu có th nh n th y kh p ph b m t v t li u n theo th i gian ph n ng N metyl xanh gi m t 0,0189 xu ng 0,0123g/l T th i gian t p ph Hi n MT1701 y ch t b h p ph gi m 31 KHĨA LU N T T NGHI P Hình 3.8 3.2 v t li u I PHÒNG th bi u hi n n ng c a n B ng 3.5: N metyl xanh theo th i gian (m u 2ml) Titanium isopropoxide n hi u qu x lý c a metyl xanh khu y dung d ch 30phút Dd Titanium isopropoxide(ml) Abs 0,5 1,5 0,479 0,223 0,198 0,119 0,118 C(g/l) 0,05 0,0289 0,0267 0,0199 0,0198 0ml 0,5ml 1ml Hình 3.9: Hình nh m u khu y Hi n MT1701 1,5ml n 2ml khác (30 phút) 32 KHÓA LU N T T NGHI P Hi u qu x I PHÒNG lý màu c a v t li u nano TiO2 n isopropoxide theo th i gian ph n ng Titanium c th hi n qua b ng 3.5 hình 3.9 hình 3.10 T b ng k t qu có th nh n th y kh p ph b m t v t li u tích dung d ch Titanium isopropoxide Ti(OC3H7)4 n 2ml T y thu c vào n th i gian khu y kh p ph m ph dung d ch Titanium isopropoxide Ti(OC3H7)4, n dung d chTitanium isopropoxide Ti(OC3H7)4 p ph Hình 3.10: th bi u di n n metyl xanh c a m u có n Ti(OC3H7)4 khác khu y dung d ch 30 phút B ng 3.6: N Dd Titanium isopropoxide(ml) Abs C(g/l) Hi n metyl xanh khu y dung d ch 60 phút 0,5 1,5 0,479 0,05 0,139 0,0216 0,137 0,0214 0,08 0,0179 0,096 0,0165 MT1701 33 KHÓA LU N T T NGHI P 0ml 0,5ml I PHỊNG 1ml Hình 3.11: Hình nh m u khu y Hi u qu x 1,5ml n 2ml khác (60 phút) lý màu c a v t li u nano TiO2 n isopropoxide theo th i gian ph n Titanium c th hi n qua b ng 3.6, hình 3.11 hình 3.12 T b ng k t qu có th nh n th y kh p ph b m t v t li u tích dung d ch Titanium isopropoxide T y thu c vào n th i gian khu y kh n 2ml p ph m ph dung d ch Titanium isopropoxide Ti(OC3H7)4, n dung d chTitanium isopropoxide p ph Hình 3.12: th bi u di n n metyl xanh c a m u có n Ti(OC3H7)4 khác khu y dung d ch 60 phút Hi n MT1701 34 KHÓA LU N T T NGHI P B ng 3.7: N I PHÒNG metyl xanh khu y dung d ch 90 phút Dd Titanium 0,5 1,5 Abs 0,479 0,092 0,088 0,034 0,033 C(g/l) 0,05 0,0175 0,0172 0,0125 0,0124 isopropoxide(ml) 0ml 0,5ml 1ml Hình 3.13: Hình nh m u khu y Hi u qu x 1,5ml n 2ml khác (90 phút) lý màu c a v t li u nano TiO2 n isopropoxide Ti(OC3H7)4 theo th i gian ph n ng Titanium c th hi n qua b ng 3.7 hình 3.13 hình 3.14 T b ng k t qu có th nh n th y kh p ph b m t v t li u tích dung d ch Titanium isopropoxide Ti(OC3H7)4 n 2ml T y thu c vào n th i gian khu y kh m ph dung d ch Titanium isopropoxide Ti(OC3H7)4, n dung d ch Titanium isopropoxide Ti(OC3H7)4 Hi n p ph MT1701 p ph 35 KHĨA LU N T T NGHI P I PHỊNG Hình 3.14: th bi u di n n ng metyl xanh c a m u có n Ti(OC3H7)4 khác khu y dung d ch 90 phút B ng 3.8: N metyl xanh khu y dung d ch 120 phút Dd Titanium isopropoxide(ml) Abs C(g/l) 0ml 0,5 1,5 0,479 0,05 0,08 0,0165 0,072 0,0158 0,021 0,0114 0,031 0,0123 0,5ml 1ml Hình 3.15: Hình nh m u khu y Hi n MT1701 1,5ml n 2ml khác (120 phút) 36 KHÓA LU N T T NGHI P Hi u qu x I PHÒNG lý màu c a v t li u nano TiO2 n isopropoxide Ti(OC3H7)4 theo th i gian ph n Titanium c th hi n qua b ng 3.8 hình 3.15 hình 3.16 T b ng k t qu có th nh n th y kh p ph b m t v t li u tích dung d ch Titanium isopropoxide Ti(OC3H7)4 1,5ml t n 2ml kh p ph v t li u gi m bi u hi n n xanh gi m t 0,05 xu ng Hi d n 0,014 ng có th n metyl n 0,0123 Titanium isopropoxide Ti(OC3H7)4 cao n h t TiO2 b co c u làm gi m hi u qu x lý Hình 3.16: th bi u di n n metyl xanh c a m u có n Ti(OC3H7)4 khác khu y dung d ch 120 phút B ng 3.9: Hi u su t x lý Phút ml 0,5 1,5 Hi n 30 60 90 120 42,2% 46,6% 60,2% 60,4% 56,8% 57,2% 67% 64,2% 65% 65,6% 75% 75,2% 67% 68,4% 77,2% 75,4% MT1701 37 KHĨA LU N T T NGHI P I PHỊNG T b ng ta th y hi u su t x lý c a b m t h p ph t 77,2% Hi u su t x lý cao nh t th tích dung d ch Titanium isopropoxide Ti(OC3H7)4 2ml th i gian khu y 120 phút Hi u su t x lý th p nh t 42,2% th tích dung d ch th i gian khu y th p T y hi u su t x lý ph thu c th i gian n dung d ch Titanium isopropoxide Ti(OC3H7)4, th i gian th u su t i gian th tích gi m hi u su t gi m M i quan h gi a th i gian n n metyl xanh gi m=> Kh metyl xanh: Th p ph v t li hi u su t trình x lý M i quan h gi a n dung d ch Titanium isopropoxide n metyl xanh: ng dung d gi m => Kh n p ph c a v t li Hi n MT1701 metyl xanh u su 38 KHÓA LU N T T NGHI P I PHÒNG K T LU N Nghiên c c kh lý màu c c th i d t nhu m b ng nano TiO2 u ch x lý cao N Titanium isopropoxide cao v t li u có kh lý t t Tuy nhiên n nm c Th i gia ph n ng dài hi u su t Titanium isopropoxide cao có th d n nano TiO2 l n làm h t co c m làm gi m kh Nghiên c u m i ch ti n hành kh o sát kh d t nhu m u ki có kh ng M t s nghiên c u qu x khóa lu n kh o sát ng c lý v t li u lý màu c c th i ng minh tia UV ng nghiên c u ti p theo c a n hi u qu x lý c a v t li u nano TiO2 t m s i th y tinh Hi n MT1701 39 KHÓA LU N T T NGHI P I PHÒNG TÀI LI U THAM KH O [1] Nanoscience and nanotechonogies opportunities and uncertainties, The Royal Society & The Royal Academy of Engineering, London (2004) [2 [3] Ngô Tu thu hà, Nguy ng Vi n Hóa h c cơng ngh vi t nam trang 67 i hoc bách [4] Tr n M nh Trung, Tr n M nh Trí (2005), Các q trình oxy hóa nâng cao x lý c th khoa h c ng d ng.Nxb khoa h t [5] orthophosphates on rutilecolloid and interface science, Vol.233(1), 31-37 [6] TiO2 sol-gel-derived Joural of composite and its photocatalytic activities for Applied Catalysis B: Enviroment, Vol.53(4), 209- 219 [7] purification in a fluidized bed photocatalytic reactor using TiO2-coated ceramic Chemical Engineerig Journal, Vol.108(1-2), 155-160 [8] D Robert, V Keller, N Keller, Immobilization of a semiconductor photocatalyst on solid supports: Methods, materials, and applications, Photocatalysis and water purification: From fundamentals to recent applications, P Pichat, Editor 2013, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA: Boschstr 12, 69469 Weinheim, Germany [9] J.C Yu, J Lin, D Lo, S.K Lam (2000), "Influence of thermal treatment on the adsorption of oxygen and photocatalytic activity of TiO2", Langmuir, Vol 16, 7304-7308 [10] Nguy nh (2005), "V t lý k thu t màng m ng" Nhà xu t b n i h c Qu c gia Hà N i, [11] A.M Gaur, R Joshi, M Kumar (2011), "Deposition of doped TiO2 thin film by sol gel technique and its characterization: A review", Proceedings of the World Congress on Engineering, London, U.K Hi n MT1701 40 KHÓA LU N T T NGHI P I PHÒNG [12] I.A Balcioglu, I Arslan (1998), "Application of photocatalytic oxidation treatment to pretreated and raw effluents from the Kraft bleaching process and textile industry", Environmental Pollution, Vol 103(2 3), 261-268 [13] C Hu, Y Wang (1999), "Decolorization and biodegradability of photocatalytic treated azo dyes and wool textile wastwater", Chemosphere, Vol 39(12), 2107- 2115 [14] S.G De Moraes, R.S Freire, N Duran (2000), "Degradation and toxicity reduction of textile effluent by combined photocatalytic and ozonation processes", Chemosphere, Vol 40(4), 369-373 [15] A Alinsafi, F Evenou, E M Abdulkarim, M N Pons, O Zahraa, A Benhammou, A Yaacoubi, A Nejmeddine (2007), "Treatment of textile industry wastewater by supported photocatalysis", Dyes and Pigments, Vol 74(2), 439-445 [16] Y Li, J Chen, J Liu, M Ma, W Chen, L Li (2010), "Activated carbon supported TiO2-photocatalysis doped with Fe ions for continuous treatment of dye wastewater in a dynamic reactor", Journal of Environmental Sciences, Vol 22(8), 1290-1296 [17] M t (2013), "Nghiên c u t ng h p v t li u quang xúc tác nano h TiO2ng d ng x ng", Lu n án Ti i h c Khoa h c t nhiên - i h c Qu c gia Hà N i [18] M.D Motta, R Pereira, M.M Alves, L Pereira (2014), "UV/TiO2 photocatalytic reactor for real textile wastewaters treatment", Water Science and Technology, Vol 70(10), 1670-6 [19] Anh Tuan Vu, Quoc Tuan Nguyen, Thi Hai Linh Bui, Manh Cuong Tran, Tuyet Phuong Dang, Thi Kim Hoa Tran (2010), "Synthesis and characterization of TiO2 photocatalyst doped by transition metal ions (Fe3+, Cr3+ and V5+)", Advances in Natural Sciences: Nanoscience and nanotechnology Vol [20] Lê Diên Thân (2013), "Nghiên c u ch tính ch t c a b t TiO2 c bi n tính b ng N Fe", Lu n án Ti i h c Khoa h c t i h c Qu c gia Hà N i [21] Nguy n Cao Khang (2012), "Ch t o v t li u nano TiO2 pha Fe, Co, Ni, N, v t li u TiO2/GaN nghiên c u m t s tính ch t v t lý c a chúng", Lu n án Ti ih m Hà N i Hi n MT1701 41 KHĨA LU N T T NGHI P I PHỊNG [22] Lê Th Thanh Thúy (2013), "Nghiên c u bi n tính TiO2 b ng s t cacbon làm ch t xúc tác quang hóa vùng kh ki x lý h p ch t h b n c", Lu n án Ti i h c Khoa h c t nhiên, i h c Qu c gia Hà N i [23] P.A Pekakis, N.P Xekoukoulotakis, D Mantzavinos (2006), "Treatment of textile dyehouse wastewater by TiO2 photocatalysis", Water Research, Vol 40(6), 1276- 1286 Hi n MT1701 42 ... c nano V t li u nano có khe h phân t lý ch t ô nhi b n nanomet t c mà v n gi c thành ph c n m t ph n t c m t nano dây m t kho ng th i gian b ng m t ph n t c a m t giây quy mơ nano mét .V lý. .. GIÁO D O I H C DÂN L P H I PHÒNG - KH O SÁT HI U QU X C TH I D T NHU M B NG V T LI U NANO TITAN DIOXIT T M TRÊN S I TH Y TINH KHÓA LU N T T NGHI I H C H CHÍNH QUY NGÀNH: K THU... hình c a TiO2 Titan dioxit có d ng thù hình rutile, anatase brookite có c u trúc tinh th khác Rutile có d ng tinh th t Anatase có m ng tinh th t Brookite có m Hi n MT1701 ch i tinh th tr c thơi