XÚC tác QUANG TIO2 1

43 598 0
XÚC tác QUANG TIO2 1

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

CH4030 – KỲ 2018.1 ĐỀ TÀI : ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU XÚC TÁC QUANG TI02 TÌM HIỂUQUÁ XÚCTRÌNH TÁC QUANG TI02 TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ Ô NHIỄM TRONG XỬ LÝ CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ Ô NHIỄM GVHD: PGS.TS PHẠM THANH HUYỀN SVTH: HÀ MINH HẠNH 20151245 PHẠM THỊ THUYẾT 20153666 TRẦN ĐỨC MINH 20152500 CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA XÚC TÁC TIO CHƯƠNG 1: CẤU TRÚC VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA XÚC TÁC TIO2 CHƯƠNG 2: ĐIỀU CHẾ SẢN XUẤT CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ PHƯƠNG PHÁP CỦA QUA TRÌNH XỬ LÝ CHẤT THẢI HỮU CƠ BẰNG TIO CHƯƠNG I: CẤU TRÚC VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA XÚC TÁC TIO2 Mở Đầu  TiO2 hợp chất ưu việt quang xúc tác ,siêu thấm ướt đồng thời bền ,không độc,chữ lượng cao…được nghiên cứu ứng dụng rộng dãi ngày ,TIO ứng dụng rộng dãi đời sống sản  Sự nhiễm bẩn hữu vấn đề quan tâm hàng đầu nhà nghiên cứu Chất thải phổ biến thường chứa hợp chất hữu khó phân hủy  hợp chất vòng benzen ,  chất có nguồn gốc từ chất tẩy rửa thuốc trừ  vi sinh vật (.ví dụ nước thải bệnh viện không xử lý xử lý khơng triệt để mầm bệnh) sâu,thuốc diệt cỏ, hóa chất công nghiệp… 1.1 : Đặc điểm cấu trúc tinh thể TIO  TIO2 liên kết ion Các nguyên tử titanium (Ti) oxygen (O) trao đổi điện tử hóa trị cho để trở thành cation anion  Liên kết xuất ion trái dấu thông qua lực hút tĩnh điện Tinh thể TIO2 (hình 1.2) bao gồm ba pha cấu trúc riêng anatase, rutile brookite - -các nguyên tử Ti cấu trúc pha rtile tạo thành mạng tứ phương thể tâm ,số nguyên tử Ti số nguyên tử O - dạng phổ biến bền TIO2 -có cấu trúc lâp phương nên bền vững -có khả chịu nhiệt cao -bát diện tiếp xúc đỉnh 1.2: Đặc điểm tính chất TIO2 1.2.1 Tính chất vật lý  Là chất có màu trắng đun nóng có màu vàng,khi làm lạnh trở lạimàu trắng  o Có độ cứng cao khó nóng chảy (ở 1870 C)  M=79.88 g/mol  Trọng lượng riêng 4.13-4.25 kg/cm  có tính lưỡng tính khơng tác dụng với H2O ,axit (trừ HF ) kiềm 1.3 : Tính chất quang vật liệu TIO2 1.3.1 Định nghĩa: Xúc tác quang hóa xúc tác kích hoạt nhân tố ánh sáng thích hợp giúp phản ứng xảy d Nung H2TiO3: - Mục đích tách H20 SO3 khỏi tinh thể TiO2 H20 : 2000C – 3000C SO3 : 5000C – 9500C TiO2 dạng anatase : 9500C Phương pháp Clo hóa Phương pháp clo hóa gồm giai đoạn: -Thủy phân dung dịch TiCl4 - Thủy phân pha khí - Đốt TiCl4 a Thủy phân dung dịch TiCl4 -Chuẩn bị dd nước TiCl4 : cho TiCl4 vào nước lạnh axit HCl loãng TiCl4+ 3H2O = H2TiO3+ 4HCl -Nung H2TiO3ở 8500C – 9000C thu TiO2 b.Thủy phân pha khí: -TiCl4tác dụng với nước 3000C – 4000C TiCl4+ 2H2O = TiO2+ 4HCl - Cho dòng khơng khí no nước dòng khơng khí với TiCl đun nóng 3000C – 4000C vào bình - Tách TiO2 khỏi HCl dùng màng lọc gốm c.Đốt TiCl4:  Muốn tái sinh Cl2 tốt nhận TiO2bằng cách đốt TiCl4 với O2ở nhiệt độ cao TiCl4+ O2= TiO2+ 2Cl2 Quá trình tiến hành liên tục cho dòng khó đun nóng 10000C – 11000C bình phản ứng Bình phản ứng nung giữ 7500C.Theo ống khí hạt TiO 2(khói) lội vào phân lọc bụi PHƯƠNG PHÁP Phương pháp axit sulfuric ƯU ĐIỂM NHƯỢC ĐIỂM + Qui trình sản xuất dùng loại hóa chất + Lưu trình phức tạp H2SO4 + Thải lượng lớn chất sulfat sắt + Có thể dùng nguyên liệu có hàn lượng TiO2thấp, rẻ axit loãng tiền + Khâu xử lý chất thải phức tạp tốn + Chi phí đầu tư lớn Phương pháp clo hóa + Lượng chất thải + Sản phẩm phụ clorua sắt sử + Khí clo thu hồi dùng lại dụng + Sản phẩm trung gian TiCl4 bán để dùng + Phản ứng nhiệt độ cao, tốn nhiều nằng cho nghành sản xuất titan bọt lượng + Thành phần sử dụng rộng rãi nghành + Bình phản ứng phải chọn vật liệu sơn, giấy, plastic,… chống cự + Phá hoại HCl có mặt nước Chương 3: Nguyên lý phương pháp trình xử lý chất thải hữu khó phân hủy TIO 3.1 Mục đích nghiên cứu  Hoạt tính quang xúc tác vật liệu khảo sát thông qua phân hủy metilen xanh (nồng độ đầu 67µM) dung dịch theo thời gian  Hàm lượng MB dung dịch suy giảm 93% sau 100 phút chiếu UV-A với lượng chất quang xúc tác TiO2/HAp 1g/L 3.2 chất xúc tác  Sự hấp phụ tăng lên cách sử dụng cấu trúc composite, bao gồm thành phần có đặc tính hấp phụ thành phần quang xúc tác  Chuỗi 1: Một lượng xác định bột TiO(OH)2 phân tán dung dịch chứa (NH4)2HPO4 (NH2)2CO, khuấy trộn mạnh 1h tạo huyền phù Sau cho huyền phù, dung dịch chứa Ca(NO3)2 EDTA (có tỉ lệ mol Ca/P 1,67) vào bình phản ứng thủ y nhiệt, gia nhiệt đ ến 180oC trì chế độ nhiệt ổn định 3h→mẫu TiO2/HAp EDTA  Chuỗi 2: Điều chế hydroxyapatite: Cho thể tích b ằng dung dịch Ca(NO3)2 0,2M dung dịch (NH4)2HPO4 0,12M (tỉ lệ mol Ca/P 1,67) vào becher có dung tích 1000ml đặt máy khuấy từ Hiệu chỉnh pH ≥ dung dịch NH3 5%→mẫu TiO2/HAp NH3 3.3 Phương pháp nghiên cứu Hình thái kích thước hạt pha vật liệu khảo sát từ ảnh SEM, đo thiết bị HITACHI S-4800 Hoạt tính quang xúc tác vật liệu xác định phương pháp quang phổ tử ngoại khả kiến, sử dụng thiết bị Perkin-Elmer Lambda 25 UV-VIS Spectrum 3.4 Kết 3.4.1 Ảnh SEM TiO2 có dạng hình cầu, kích thước hạt thứ cấp khoảng 50-70nm, HAp có dạng hình que, với chiều dài cạnh khoảng 50-70nm 2c 2d cho thấy phân tán đồng thời hai pha TiO2 anatase hydroxyapatite Trong đó, phân bố hai thành phần TiO2 HAp sản phẩm TiO2/HAp -NH3 đồng 3.4.2 phương pháp quang phổ tử ngoại khả kiến  Mẫu trắng (Hình 3a) trường hợp xác định tỉ lệ phân hủy trực tiếp MB có nồng độ 67µM tia UVA dung dịch khơng có xúc tác, thời gian 100 phút, có giá trị 5,4%   Mẫu TiO2 có giá trị hàm lượng MB suy giảm (%) 56%, Các mẫu TiO2/HAp-EDTA TiO2/HAp-NH3 có hoạt tính quang xúc tác tốt, với giá trị hàm lượng MB suy giảm lên đến 85 93%,   Vật liệu quang xúc tác TiO2/HAp-EDTA có hoạt tính quang xúc tác vật liệu TiO2/HAp-NH3  với kết khảo sát hoạt tính quang xúc tác phân hủy MB dung dịch lên đến 93% do: Vật liệu TiO2/HAp -EDTA hai pha tinh thể anatase hydroxyapatite, tương tự vật liệu TiO2/HApNH3, có xuất pha tạp; (2) Sự phân bố hai thành phần TiO2 HAp sản phẩm TiO2/HAp-EDTA đồng 3.5 Tình hình sử dụng xúc tác TIO Việt Nam Hoàng Hiệp cộng (2015) nghiên cứu hoạt tính số vật liệu TiO pha tạp oxit kim loại tỉ lệ khác khả phân hủy hợp chất thuốc bảo vệ thực vật nước Lê Thị Thanh Thúy cộng (2012) tổng hợp nêu rõ đặc trưng cấu trúc vật liệu nano titandioxit biến tính sắt cacbon đem lại ứng dụng khả quan trình phân hủy phẩm màu Rhodamine B Nguyễn Quốc Trung cộng (2010) nghiên cứu loại bỏ thành công dung môi hữu VOCs q trình xúc tác quang hóa bơng thạch anh phủ TiO KẾT LUẬN Phương pháp xử dụng xúc tác quang để giải vấn đề môi trường hướng giành nhiều ủng hộ tận dụng nguồn lượng tự nhiên sẵn có, thân thiện với mơi trường mang lại hiệu tương đối cao Các chất sử dụng làm xúc tác quang vô đa dạng, loại lại có nhiều ưu nhược điểm khác nhau, nhiên TiO tên nghiên cứu sử dụng rộng rãi với nhiều ưu điểm: tính chất quang xúc tác mạnh, tính bền hóa học cao, không gây độc, giá thành tương đối thấp, v v ... (ở 18 70 C)  M=79.88 g/mol  Trọng lượng riêng 4 .13 -4.25 kg/cm  có tính lưỡng tính không tác dụng với H2O ,axit (trừ HF ) kiềm 1. 3 : Tính chất quang vật liệu TIO2 1. 3 .1 Định nghĩa: Xúc tác quang. .. Xúc tác quang hóa xúc tác kích hoạt nhân tố ánh sáng thích hợp giúp phản ứng xảy 1. 3.2 Cơ chế xúc tác quang dị thể: tiến hành pha khí pha lỏng Titan Oxit làm chất xúc tác quang thỏa mãn điều... tính quang 1. 3.4: Yếu tố ảnh hưởng tới tính quang xúc tác Phương pháp chế tao Độ kết tinh tinh thể Nhiệt độ nung Diện tích hiệu dụng bề mặt Khối lượng xúc tác cường độ chiếu sáng 1. 4: Ứng dụng xúc

Ngày đăng: 20/02/2019, 09:52

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Slide 1

  • Slide 2

  • Slide 3

  • Mở Đầu

  • Slide 5

  • Slide 6

  • Slide 7

  • Slide 8

  • 1.2: Đặc điểm tính chất của TIO2 1.2.1 Tính chất vật lý

  • Slide 10

  • Slide 11

  • Slide 12

  • Slide 13

  • 1.3.3:Quá trình xúc tác quang

  • 1.3.4: Tính siêu thấm nước

  • Slide 16

  • Slide 18

  • Slide 19

  • 1.3.4: Yếu tố ảnh hưởng tới tính quang xúc tác

  • 1.4: Ứng dụng của xúc tác quang TIO2

  • 1.4.1: Tự làm sạch bề mặt

  • 1.4.2: Khả năng diệt khuẩn của TIO2

  • 1.4.3: Khử độc nước thải do diệt sâu dầy trên lúa

  • Slide 25

  • Slide 26

  • Slide 27

  • Slide 28

  • Slide 29

  • Slide 30

  • Slide 31

  • Slide 32

  • Slide 33

  • 3.1 Mục đích nghiên cứu

  • 3.2 chất xúc tác

  • 3.3 Phương pháp nghiên cứu

  • 3.4 Kết quả 3.4.1 Ảnh SEM

  • Slide 38

  • 3.4.2 phương pháp quang phổ tử ngoại khả kiến

  • Slide 40

  • Slide 41

  • 3.5 Tình hình sử dụng xúc tác TIO2 ở Việt Nam

  • Slide 43

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan