CƠ CHẾ XÚC TÁC QUANG HÓA TIO2

Tìm thấy 8,745 tài liệu liên quan tới từ khóa "CƠ CHẾ XÚC TÁC QUANG HÓA TIO2":

Nghiên cứu áp dụng phương pháp tổng hợp bột tio2 cỡ nano làm xúc tác quang hóa trong xử lý môi trường

Nghiên cứu áp dụng phương pháp tổng hợp bột tio2 cỡ nano làm xúc tác quang hóa trong xử lý môi trường

Nghiên cứu áp dụng tổng hợp bột TiO2 cỡ nano làm xúc tác quang hóa trong xử lý môitrường – Vũ Thị Hạnh – Công nghệ môi trường 2009giới. Hiện nay, Williams đã thành công trong việc nhét một bóng bán dẫn vào mộtphân tử. Một khoản ngân sách, chỉ riêng năm 2003, đã có 3 tỷ Euro được chi ra chonhững nhà nghiên cứu nano thượng thặng. Tạp chí Asiaweek nhận định rằng thị trườngnano chưa bùng nổ sớm tại Châu á, nhưng Trung Quốc không muốn thua kém NhậtBản và ấn Độ…1.2. Cấu trúc và ứng dụng của TiO21.2.1. Các dạng cấu trúc của TiO2Titan được phân bố rộng khắp và khá dồi dào. Người ta ước tính tổng lượngTitan(Ti) thô chiếm khoảng 0.6% trọng lượng vỏ trái đất nó chỉ đứng thứ 9 sau oxy,sillic(Si), nhôm(Al), sắt(Fe), magiê(Mg), canxi(Ca), natri(Na) và kali(K). Bằng 1/20 sovới nhôm và 1/10 so với sắt, gấp 5-10 lần lượng Clo, lưu huỳnh, hay phốt pho và hơntất cả trữ lượng các kim loại hiếm còn lại trên trái đất hiện nay.TiO2 là một trong các vật liệu cơ bản trong cuộc sống hàng ngày, nó được sửdụng rộng rãi làm phẩm màu trắng trong sơn, mỹ phẩm…TiO2 với cấu trúc tinh thểdạng anatase có kích thước tinh thể từ 5 - 50 nm có hoạt tính quang xúc tác mạnh, nêngần đây đã được nghiên cứu rất nhiều để ứng dụng xử lý các chất độc hại trong môitrường.TiO2 là vật liệu bán dẫn có thể được kích hoạt hoá học bằng ánh sáng. Dưới tácdụng của ánh sáng, vật liệu này có thể thúc đẩy quá trình phân huỷ các chất hữu cơ.Hiệu ứng này đưa tới một hiện tượng là các thành phần hữu cơ của chất màu bị phânhuỷ do tác động của quá trình xúc tác quang hoá.TiO2 là vật liệu tinh thể với bảy dạng cấu trúc đã được công bố, bốn dạng cấu trúclà tự nhiên còn các dạng khác là tổng hợp. Trong đó có hai dạng phổ biến nhất là tinhthể là rutil và anatase, cấu trúc của dạng tinh thể anatase và rutil đều thuộc hệ tinh thểtetragonal, cả 2 dạng tinh thể trên đều được tạo nên từ các đa diện phối trí TiO6 cấu
Xem thêm

Đọc thêm

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CUOTIO2 NHẰM XỬ LÝ HỢP CHẤT HỮU CƠ 2,4 D TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU CUOTIO2 NHẰM XỬ LÝ HỢP CHẤT HỮU CƠ 2,4 D TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

khác, do vật liệu màng mỏng và hạt nano TiO2 chỉ tồn tại ở dạng thù hìnhanatase và rutile. Hơn nữa khả năng xúc tác quang của brookite hầu nhƣ khôngcó [27] nên sẽ không xét đến pha brookite trong phần còn lại của đề tài.71.1.2. Tính chất xúc tác quang của vật liệu TiO2Năm 1930, khái niệm xúc tác quang ra đời, trong hoá học nó dùng để nóiđến những phản ứng xảy ra dƣới tác dụng đồng thời của ánh sáng và chất xúctác. Nói cách khác, ánh sáng chính là nhân tố kích hoạt chất xúc tác, giúp chophản ứng xảy ra. Khi có sự kích thích của ánh sáng, trong chất bán dẫn sẽ tạo racặp điện tử - lỗ trống và có sự trao đổi electron giữa các chất bị hấp phụ, thôngqua cầu nối là chất bán dẫn. Bằng cách nhƣ vậy, chất xúc tác quang làm tăng tốcđộ phản ứng quang hóa, cụ thể là tạo ra một loạt quá trình giống nhƣ phản ứngoxy hoá - khử và các phân tử ở dạng chuyển tiếp có khả năng oxy hoá - khửmạnh khi đƣợc chiếu bằng ánh sáng thích hợp.1.1.2.1. Cơ chế xúc tác quang của TiO2 anataseNhƣ đã biết, trong cấu trúc của chất rắn có ba vùng năng lƣợng là vùng hóatrị, vùng cấm và vùng dẫn. Tất cả các hiện tƣợng hóa học xảy ra đều là do sựdịch chuyển electron giữa các vùng với nhau [29]. Anatase có năng lƣợng vùngcấm là 3,2 eV, tƣơng đƣơng với một lƣợng tử ánh sáng có bƣớc sóng 388 nm.Rutile có năng lƣợng vùng cấm là 3,0 eV tƣơng đƣơng với một lƣợng tử ánhsáng có bƣớc sóng λ = 413 nm. TiO2 ở dạng anatase có hoạt tính quang hóa caohơn các dạng tinh thể khác, điều này đƣợc giải thích dựa vào cấu trúc vùng nănglƣợng nhƣ hình 1.4. Vùng hóa trị của anatase và rutile nhƣ chỉ ra trên giản đồ làxấp xỉ bằng nhau và cũng rất dƣơng, điều này có nghĩa là chúng có khả năng oxyhóa mạnh.Khi đƣợc kích thích bởi ánh sáng có bƣớc sóng thích hợp, các electron hóatrị sẽ tách ra khỏi liên kết, chuyển lên vùng dẫn, tạo ra một lỗ trống mang điệntích dƣơng ở vùng hóa trị. Các electron khác có thể chuyển vào vị trí này để bão
Xem thêm

145 Đọc thêm

CỐ ĐỊNH XÚC TÁC ZNO LÊN ĐÁ TRÂN CHÂU NHẰM XỬ LÝ METYLENE XANH

CỐ ĐỊNH XÚC TÁC ZNO LÊN ĐÁ TRÂN CHÂU NHẰM XỬ LÝ METYLENE XANH

3MỤC TIÊU NGHIÊN CỨUTổng hợp và cố định chất xúc tác quang hóa ZnO lên đá trân châu nhằm xử lý phẩm nhuộm Methylene Xanh (MB) trong nướcNỘI DUNG NGHIÊN CỨU•Tổng hợp và cố định ZnO lên bề mặt đá trân châu bằng phương pháp kết tủa kẽm oxalate.•Khảo sát các tính chất của vật liệu vừa tổng hợp: cấu trúc tinh thể, thành phần pha, hình thái và hàm lượng ZnO•Khảo sát khả năng hấp phụ MB và hoạt tính quang xúc tác xử lý MB•Khảo sát khả năng tái sử dụng của vật liệu có hoạt tính tốt nhất4CƠ CHẾ XÚC TÁC QUANG HÓA
Xem thêm

Đọc thêm

NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG ƯA NƯỚC CỦA MÀNG MỎNG TIO2 PEG NANO XỐP

NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG ƯA NƯỚC CỦA MÀNG MỎNG TIO2 PEG NANO XỐP

Làm sạch nướcNăm 1977, Frank và Bard đã phát hiện ra rằng huyền phù của TiO 2 cóthể giải độc nước[18, 19]. Một trong những lợi thế của xúc tác quang TiO 2trong vấn đề khử độc nước là chi phí thấp vì chỉ cần dưới tác dụng của ánhsáng cực tím là phản ứng xúc tác quang có thể xảy ra và nguồn sáng này cóthể lấy trong tự nhiên như nguồn ánh sáng mặt trời. Hơn nữa, không có sảnphẩm trung gian độc hại được tạo ra trong phản ứng xúc tác quang, điều nàylàm cho nó trở thành một trong những vật liệu ưu việt trong vấn đề làm sạchmôi trường nước, thậm chí cả nước uống [20, 21, 22, 23]. Nhưng hệ thốngnày khó áp dụng vì sau quá trình phân hủy chất độc trong nước dưới ánh sángUV, bột TiO2vẫn lơ lửng trong nước, phải sử dụng các loại phin lọc để táchbột TiO2, biện pháp này không hiệu quả và tốn kém. Hiện nay, các hệ phảnứng sử dụng màng TiO2 phủ trên bề mặt các loại đế xốp đang được quan tâmvà phát triển [8]-Lọc không khíVật liệu quang xúc tác TiO2 đã bắt đầu được áp dụng ở một số nướcnhư Nhật, Mĩ, châu Âu và cả một số nước trong khu vực như Hàn Quốc, ĐàiLoan để loại trừ và phân hủy các chất bẩn trong không khí [4,8]. Các thiết bịlàm sạch không khí quang xúc tác đã giữ lại và oxy hóa các chất độc hại trongkhông khí, chuyển chúng thành các chất ít độc hại như CO 2, H2O và N2. Cáchệ phản ứng này hoạt động ở nhiệt độ thường nên có thể dễ dàng kết hợpchúng vào các máy điều hòa, quạt và lò sưởi.Nguyễn Thị Mai
Xem thêm

61 Đọc thêm

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP VẬT LIỆU XÚC TÁC QUANG HÓA NANO TIO2EU2O3 ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY TRONG NƯỚC

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP VẬT LIỆU XÚC TÁC QUANG HÓA NANO TIO2EU2O3 ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY TRONG NƯỚC

MỞ ĐẦU1.Tính cấp thiết của đề tàiTrong một vài thập kỉ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của các ngànhcông nghiệp, nông nghiệp và các làng nghề… ở Việt Nam đã và đang đem lại sự thayđổi mạnh mẽ cho người dân cả về kinh tế lẫn đời đời sống tinh thần.Tuy nhiên, bêncạnh những hoạt động tích cực mà kinh tế mang lại là những tác động xấu ảnh hưởngkhông nhỏ đến môi trường.Ô nhiễm môi trường đang trở thành vấn đề nóng hiệnnay.Trong đó ô nhiễm nước và nguồn nước đang ngày một trở nên nghiêm trọng hơn.Ô nhiễm nước và nguồn nước không những đe dọa đến cuộc sống và sức khỏe của conngười mà còn tác động lớn tới hệ động thực vật nói chung. Một trong những tác nhângây ô nhiễm nước và nguồn nước đó là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh ra từsản xuất công nghiệp và các làng nghề ví dụ như các hợp chất chứa phenol và dẫn xuấtcủa chúng từ sản xuất thép, sơ sợi, sơn keo dán… hay các loại phẩm nhuộm từ cáclàng nghề dệt nhuộn…, đặc biệt là hóa chất thuốc bảo vệ thực vật (BVTV). Do vậyviệc xử lý và loại bỏ các loại chất này là rất cần thiết và cấp bách. Trên thế giới vàtrong nước đã và đang nghiên cứu thiết lập nhiều quy trình công nghệ xử lý nguồnnước ô nhiễm hoặc chế tạo các vật liệu để loại bỏ các chất độc hại trong nguồn nước.Nhiều phương pháp đã được áp dụng để xử lý nước như: phương pháp hấp thụ,phương pháp sinh học, phương pháp oxi hóa khử, phương pháp oxi hóa nâng cao…Trong các phương pháp trên phương pháp oxi hóa nâng cao sử dụng các chất xúc tácquang hóa nano có nhiều ưu điểm nổi trội như hiệu quả xử lý cao, khả năng khoánghóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ độc hại thành các hợp chất vô cơ ít độc hại và đượcquan tâm ứng dụng rộng rãi trong xử lý môi trường.Trong các hợp chất có tính chất xúc tác quang hóa thìTiO 2thu hút sự quan tâmcủa nhiều nhà khoa học trên thế giới. Do các ưu điểm nổi bật của TiO 2 như giá thànhrẻ, bền trong những điều kiện môi trường khác nhau, không độc hại, không gây ônhiễm thứ cấp. Khả năng quang xúc tác của TiO 2 thể hiện ở ba hiệu ứng: quang khửnước trên TiO2, tạo bề mặt siêu thấm nước và quang xúc tác phân hủy chất hữu cơdưới ánh sáng tử ngoại (có bước λ nghiên cứu và sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý môi trường nước và khí với vai trò
Xem thêm

Đọc thêm

ĐỀ TÀI TỔNG HỢP TIO2 PHA TẠP CAĐIMI, LƯU HUỲNH, SELEN PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN, KÍCH THƯỚC VẬT LIỆU VÀ BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU

ĐỀ TÀI TỔNG HỢP TIO2 PHA TẠP CAĐIMI, LƯU HUỲNH, SELEN PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN, KÍCH THƯỚC VẬT LIỆU VÀ BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU

Đề tài: i 2 t i i u u s t t à t v t i u và u i u v t i u 2 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.................................................................... 3 1.1 Giới thiệu về TiO2 kích thƣớc nano mét............................................. 3 1.1.1 Cấu trúc tinh thể titan đioxit.......................................................... 3 1.1.2 Tính chất hóa học ........................................................................ 6 1.1.3 Tính chất quang xúc tác của TiO2................................................. 7 1.1.3.1 Giản đồ miền năng lượng của anatase và rutile ................... 7 1.1.3.2. Cơ chế phản ứng xúc tác quang dị thể ................................. 9 1.1.4 Hiện tƣợng siêu thấm ƣớt............................................................ 11 1.1.4.1 Hiện tượng thấm ướt............................................................. 11 1.1.4.2. Hiện tượng siêu thấm ướt của TiO2..................................... 12 1.1.4.3. Cơ chế siêu thấm ướt của màng TiO2.................................. 13 1.2 Giới thiệu về vật liệu TiO2 kích thƣớc nm pha tạp............................ 14 1.2.1 Các kiểu TiO2 pha tạp ................................................................. 14 1.2.2 Vật liệu TiO2 pha tạp bởi kim loại chuyển tiếp Cd ..................... 15 1.2.3 Vật liệu TiO2 pha tạp bởi các nguyên tố phi kim S, Se ............... 17 1.3 Ứng dụng của nano TiO2 và nano TiO2 pha tạp................................ 18 1.3.1 Xử lý nước bị ô nhiễm ................................................................. 18 1.3.2 Xử lý không khí ô nhiễm.............................................................. 19 1.3.3 Vật liệu tự làm sạch.................................................................... 20 1.3.4 Diệt vi khuẩn, vi rút, nấm............................................................ 21 1.3.5 Tiêu diệt các tế bào ung thư ....................................................... 21 1.3.6 Ứng dụng tính chất siêu thấm ướt............................................... 21 1.4 Các phƣơng pháp tổng hợp nano TiO2 ............................................ 24 Đề tài: i 2 t i i u u s t t à t v t i u và u i u v t i u 3 1.4.1 Một số phƣơng pháp vật lý ........................................................ 24 1.4.2 Các phƣơng pháp hóa học........................................................... 26 1.4.2.1 Phương pháp solgel............................................................. 26 1.4.2.2 Phương pháp tẩm.................................................................. 27 1.4.2.3 Phương pháp thủy phân........................................................ 27 CHƢƠNG 2: TH C NGHI M.............................................................. 29 2.1 Hóa chất và thiết bị ............................................................................ 29 2.1.1 Hóa chất....................................................................................... 29 2.1.2 Dụng cụ và thiết bị ...................................................................... 29 2.2 Các quy trình tổng hợp vật liệu nano TiO2 và TiO2 pha tạp Cd, Se, S . 30 2.2.1 Quy trình tổng hợp vật liệu nano TiO2........................................ 30 2.2.2 Quy trình tổng hợp vật liệu nano TiO2 pha tạp Cd, Se, S........... 32 2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình tổng hợp TiO2 pha tạp Cd, Se, S................................................................................................... 35 2.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ phần trăm số mol Na2SO4TiCl4 .. 35 2.3.3 Khảo sát ảnh hƣởng của tỉ lệ phần trăm số mol Cd(NO3)2TiCl437 2.3.4 Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ nung ...................................... 39 2.3.5 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian nung..................................... 39 2.3.6 Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân .............................. 40 2.3.7 Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch TiCl4 .................... 40 2.4 Các phƣơng pháp khảo sát mẫu....................................................... 41 2.4.1 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD)........................................... 41 2.4.2 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) ................................................ 43 2.4.3 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ...................................... 44 2.4.4 Phép đo phổ tán sắc năng lƣợng (EDX)...................................... 45 2.4.5. Phép đo phổ hấp thụ................................................................... 46 2.4.6 Xây dựng đƣờng chuẩn xác định nồng độ dung dịch xanh methylen Đề tài: i 2 t i i u u s t t à t v t i u và u i u v t i u 4 sử dụng phƣơng pháp trắc quang ......................................................... 47 2.4.7 Thí nghiệm khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu .......... 50 CHƢƠNG 3: K T QUẢ VÀ THẢO LU N ......................................... 53 3.1 Kết quả khảo sát các điều kiện tổng hợp TiO2 pha tạp Cd, Se, S...... 53 3.1.1 Khảo sát ảnh hƣởng của tỉ lệ phần trăm số mol Na2SO4TiCl4... 53 3.1.2 Khảo sát ảnh hƣởng của tỉ lệ phần trăm số mol Na2SeO3TiCl4. 55 3.1.3 Khảo sát ảnh hƣởng của tỉ lệ phần trăm số mol Cd(NO3)2TiCl458 3.1.4 Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ nung ....................................... 62 3.1.5 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian nung...................................... 66 3.1.6 Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân ............................... 67 3.1.7 Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch TiCl4 ..................... 69 3.2 Kết quả chụp ảnh SEM và TEM..................................................... 75 3.3 Kết quả đo EDX ............................................................................. 76 3.4 Hiệu xuất quang xúc tác của mẫu TiO2 và TiO2 pha tạp Cd, Se, S. .. 79 K T LU N............................................................................................. 83 TÀI LI U THAM KHẢO ......................................................................................... 84 Đề tài: i 2 t i i u u s t t à t v t i u và u i u v t i u 5 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MB Xanh methylen SC Semiconductor Catalyst (Xúc tác bán dẫn) E g Năng lƣợng vùng cấm EDX Tán sắc năng lƣợng tia X e Cặp điện tử (electron) h+ Lỗ trống UV Ultraviolet (Tia tử ngoại) XRD X – Ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) SEM Scanning Electron Microscopy (Hiển vi điện tử quét) TEM Transsmision Electronic Microscopy (KÝnh hiÓn vi ®iÖn tö truyÒn qua) VB Valence Band (Vùng hóa trị) CB Conduction Band (Vùng dẫn) hυ Năng lƣợng photon A Acceptor (Các phân tử có khả năng nhận e) D Donor (Các phân tử có khả năng cho e ) dd Dung dịch PTN Phòng thí nghiệm Đề tài: i 2 t i i u u s t t à t v t i u và u i u v t i u 6 DANH MỤC CÁC HÌNH STT KÝ HIỆU NỘI DUNG TRANG 1 Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể anatase 8 2 Hình 1.2 Cấu trúc tinh thể rutile 9 3 Hình 1.3 Cấu trúc tinh thể brookite 9 4 Hình 1.4 Hình khối bát diện của TiO2 10 5 Hình 1.5 Giản đồ năng lƣợng của Anatase và Rutile 13 6 Hình 1.6 Sự hình thành gốc OH  và O2  14 7 Hình 1.7 Cơ chế xúc tác quang của chất bán dẫn 17 8 Hình 1.8 Hiện tƣợng thấm ƣớt 18 9 Hình 1.9 Hiện tƣợng siêu thấm ƣớt ở TiO2 kích thƣớc nm 19 10 Hình 1.10 Cơ chế về tính siêu ƣa nƣớc của TiO2 20 11 Hình 1.11 Kính đƣợc phủ một lớp TiO2 28 12 Hình 1.12 Khả năng chống đọng sƣơng trên tấm kính khi phủ lớp phim TiO2 30 13 Hình 2.1 Quy trình điều chế bột TiO2 kích thƣớc nm từ dung dịch TiCl4 99%. 41 14 Hình 2.2 Quy trình điều chế bột TiO2 kích thƣớc nm pha tạp cađimi, selen, lƣu huỳnh bằng tác nhân Cd(NO3)2; Na2SeO3; Na2SO4 từ TiCl4 44 15 Hình 2.3 Nhiễu xạ kế tia X Siemens D5005 57 16 Hình 2.4 Sơ đồ nguyên tắc hoạt động của kính hiển vi điện tử quét 58 17 Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kính hiển vi điện tử truyền qua 59 18 Hình 2.6 Sự hấp thụ ánh sáng của mẫu đồng nhất có chiều dày d 62 19 Hình 2.7 Đồ thị sự phụ thuộc của mật độ quang dd xanh methylen 3mgl vào bƣớc sóng ánh sáng 64 20 Hình 2.8 Đồ thị sự phụ thuộc của mật độ quang vào nồng độ dd MB 66 Đề tài: i 2 t i i u u s t t à t v t i u và u i u v t i u 7 21 Hình 3.1 Đồ thị sự phụ thuộc của kích thƣớc trung bình hạt TiO2 vào tỉ lệ phần trăm số mol Na2SO4TiCl4 72 22 Hình 3.2 Đồ thị sự phụ thuộc của kích thƣớc trung bình hạt TiO2 vào tỉ lệ phần trăm số mol Na2SeO3TiCl4 75 23 Hình 3.3 Đồ thị sự phụ thuộc của kích thƣớc trung bình hạt TiO2 vào tỉ lệ phần trăm số mol Cd(NO3)2TiCl4 78 24 Hình 3.4 Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu TiO2 không pha tạp (TiCl4 0,6M, 5000C) 79 25 Hình 3.5 Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu TiO2 pha tạp Cd,Se,S nung ở 5000C trong 2h 80 26 Hình 3.6 Đồ thị sự phụ thuộc của kích thƣớc trung bình hạt TiO2 vào nhiệt độ nung 83 27 Hình 3.7 Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu TiO2 không pha tạp (TiCl4 0,6 M, 3000C) 85 28 Hình 3.8 Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu TiO2 pha tạp Cd, Se, S (TiCl4 0,6M, nNa SO TiCl 2 4 4 n =20%, 2 3 4 n n Na SeO TiCl = 8%, n n Cd NO TiCl ( ) 3 2 4 =20%,nung ở 3000C trong 2h) 85 29 Hình 3.9 Đồ thị sự phụ thuộc của kích thƣớc trung bình hạt TiO2 vào thời gian nung 87 30 Hình 3.10 Đồ thị sự phụ thuộc của kích thƣớc trung bình hạt TiO2 vào nhiệt độ thủy phân 89 31 Hình 3.11 Đồ thị sự phụ thuộc của kích thƣớc trung bình hạt TiO2 vào nồng độ dd TiCl4 92 Đề tài: i 2 t i i u u s t t à t v t i u và u i u v t i u 8 32 Hình 3.12 Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu TiCl4 0,7 M, tỉ lệ phần trăm số mol của các tạp chất: Na2SO4TiCl4, Na2SeO3TiCl4, Cd(NO3)2TiCl4 lần là: 20%, 8%, 20% , thủy phân ở 900C trong 2h, nung mẫu ở 3000C trong 2h, kích thƣớc hạt trung bình là 4,57nm 93 33 Hình 3.13 Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu TiCl4 0,7 M, tỉ lệ phần trăm số mol của các tạp chất: Na2SO4TiCl4, Na2SeO3TiCl4, Cd(NO3)2TiCl4 lần là: 20%, 8%, 20% , thủy phân ở 900C trong 2h, nung mẫu ở 3000C trong 2h, kích thƣớc hạt trung bình là 5,31nm 95 34 Hình 3.14 Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu TiCl4 0,7 M, tỉ lệ phần trăm số mol của các tạp chất: Na2SO4TiCl4, Na2SeO3TiCl Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu v Đề tài tổng hợp tio2 pha tạp cađimi, lưu huỳnh, selen phân tích thành phần, kích thước vật liệu và bước đầu nghiên cứu ứng dụng của vật liệu
Xem thêm

100 Đọc thêm

NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG QUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU NANO TIO2

NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG QUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU NANO TIO2

Journal of Thu Dau Mot university, No2(4) – 2012NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNGQUAN TRỌNG CỦA VẬT LIỆU NANO TiO2Trần Kim CươngTrường Đại học Thủ Dầu MộtTÓM TẮTVật liệu có cấu trúc nano nói chung và nano TiO2 nói riêng ngày càng có ứng dụngnhiều và quan trọng trong khoa học kó thuật và đời sống hàng ngày. Ứng dụng đặc biệtquan trọng của nano TiO2 là trong lónh vực quang xúc tác làm sạch và khử độc môitrường, trong lónh vực năng lượng sử dụng để chế tạo pin nhiên liệu và pin mặt trờiquang điện hoá, giải quyết vấn đề an ninh năng lượng cho loài người trong tương laigần, trong lónh vực linh kiện điện tử để lưu trữ và truyền dẫn thông tin với dung lượnglớn và thể tích nhỏ. Nguyên lí hoạt động và những ứng dụng cơ bản của vật liệu nanoTiO2 sẽ được đề cập trong bài báo này.Từ khoá: nano TiO2, quang xúc tác TiO2, ứng dụng TiO2, pin mặt trời TiO2*1. Mở đầuCông nghệ vật liệu nano đã và đangmở ra một triển vọng ứng dụng lớn laotrong cuộc sống của toàn nhân loại. Cácnghiên cứu về vật liệu nano trong hơnmột thập kỉ qua đã tạo ra những đột pháquan trọng trong khoa học và công nghệ.Nano TiO2 là một trong số những vật liệunano tiêu biểu đã được nghiên cứu và đãkinh điển như làm chất màu trắng trongđạt được những thành tựu đáng kể. Các
Xem thêm

Đọc thêm

LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TRÊN CƠ SỞ TIO2 VÀ VẬT LIỆU KHUNG CƠ KIM (MOF)

LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU QUANG XÚC TÁC TRÊN CƠ SỞ TIO2 VÀ VẬT LIỆU KHUNG CƠ KIM (MOF)

vật liệu này bền ở nhiệt độ tương đối trong khoảng từ 300Error: Reference sourcenot foundC đến 400Error: Reference source not found. So với các vật liệu vô cơ,oxit, kim loại…thì MOF là loại vật liệu bền vững ở nhiệt độ thấp hơn do sự khácnhau về năng lượng liên kết hình thành vật liệu: Liên kết phối trí so với với các liênkết ion, liên kết đồng hóa trị....Tuy nhiên với độ bền nhiệt này, vật liệu MOF đãhoàn toàn có thể sử dụng được trong nhiều lĩnh vực thông thường của đời sống vớikhoảng hoạt động của nhiệt độ dưới 300Error: Reference source not found. Phươngpháp phổ biến nhất để kiểm tra sự ổn định của vật liệu MOF trong trường hợpchúng không chứa các phân tử ngoại lai (guest) là dựa trên phép đo nhiễu xạ tia X(XRD) các mẫu bột sau khi được nung nóng giải hấp, kết quả đo sẽ được đối chiếuvới các kết quả mô hình tính toán của cấu trúc của chúng. Mặt khác có thể theo dõiquá trình bền nhiệt bằng phép đo phân tích nhiệt trọng lượng (thermal gravimetricanalysis - TGA), sự bền nhiệt sẽ duy trì ở các nhiệt độ tại đó sự giảm trọng lượngcủa mẫu là không đáng kể do giải hấp phân tử khách, trên một nhiệt độ nhất định sẽcó sự phá hủy cấu trúc thể hiện qua sự mất trọng lượng rõ rệt.20Phùng Thị ThuLuận văn thạc sĩ – ĐH KHTNVới các đặc tính nổi trội của vật liệu hấp phụ cấu trúc nano như trên, MOF cótiềm năng sử dụng rất lớn trong các lĩnh vực liên quan như: Xúc tác, lưu trữ khínăng lượng H2, CH4, phân tách làm sạch hỗn hợp khí…Ngoài ra do tính đa dạng củatổng hợp hữu cơ, người ta có thể lựa chọn các loại ligand khác nhau, kết hợp vớicác nút kim loại khác nhau để chế tạo ra các cấu trúc MOF rất phong phú cho cácmục đích ứng dụng khác nhau. Ví dụ: để thay đổi kích thước lỗ rỗng người ta có thểthay đổi chiều dài mạch phân tử ligand, để tăng khả năng lưu trữ khí nhờ chế tạo racác vật liệu với cấu trúc có tâm kim loại hở (chưa bão hòa liên kết), hoặc để chế tạo
Xem thêm

79 Đọc thêm

TÓM TẮT LUẬN VĂN: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP TIO2CUO, KHẢO SÁT CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHÚNG

TÓM TẮT LUẬN VĂN: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU TỔ HỢP TIO2CUO, KHẢO SÁT CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT QUANG CỦA CHÚNG

MỞ ĐẦU Ánh sáng mặt trời là một nguồn năng lượng thiên nhiên vô tận với dung lượng vô cùng lớn đang hiện hữu thường nhật trong cuộc sống của chúng ta mà tính đến nay vẫn chưa được khai thác hiệu quả. Mỗi năm, năng lượng mặt trời ước tính khoảng 3.9 triệu exajoule (3.9 x 1024 J), tuy nhiên nguồn năng lượng mặt trời được sử dụng chỉ chiếm một phần nhỏ (chưa đến 1%). Việc tìm kiếm công nghệ thích hợp để sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng mặt trời đã thôi thúc các nhà khoa học trong nhiều thập kỉ qua. Đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của đời sống cũng như của khoa học, việc nghiên cứu để tìm ra những vật liệu mới với những tính chất vượt trội vừa có khả năng ứng dụng cao, vừa thân thiện với môi trường và tận dụng được nguồn năng lượng mặt trời đang là hướng nghiên cứu được các nhà khoa học quan tâm. Nhiều nghiên cứu đã cho thấy rằng TiO2 là một trong những vật liệu có ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực môi trường. TiO2 là bán dẫn có vùng cấm rộng, có tính quang xúc tác, trong suốt với ánh sáng nhìn thấy có chiết suất lớn và có độ bền cơ học cao. TiO2 là chất hoạt động mạnh có thể sử dụng để phân hủy các hợp chất hữu cơ độc hại, phân hủy các chất bám dính trên bề mặt, sử dụng để diệt khuẩn trong môi trường nước và không khí. Do có bề rộng vùng cấm rộng, TiO2 gần như chỉ hấp thụ bức xạ trong vùng tử ngoại. Đây là một hạn chế lớn vì bức xạ tử ngoại chỉ chiếm không quá 5% năng lượng Mặt trời chiếu xuống bề mặt Trái đất nên hiệu ứng quang xúc tác ngoài trời thường đạt hiệu suất thấp. Mặt khác, ở chất bán dẫn đa tinh thể có kích thước hạt lớn, các cặp điện tử lỗ trống sinh ra khi TiO2 do được chiếu sáng có khuynh hướng dễ tái hợp trở lại, dẫn đến hiệu suất lượng tử thấp. Mong muốn tạo được các chất xúc tác hoạt động trong vùng ánh sáng nhìn thấy nhằm khai thác nguồn năng lượng Mặt trời đã thu hút được sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học. Nhiều nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng sự pha tạp V, Fe, Co, Pd, Cu hoặc các nguyên tố phi kim như N, S, F vào vật liệu TiO2 không chỉ làm giảm bề rộng dải cấm mà còn có khả năng tăng bắt giữ điện tử, ngăn chặn sự tái hợp của cặp điện tử lỗ trống khi chiếu sáng. Điều này làm tăng hiệu quả quang xúc tác của vật liệu TiO2. Bên cạnh việc pha tạp kim loại, phi kim thì sự kết hợp oxit kim loại với TiO2 như SnO2, WO3, Fe2O3, CuO cũng thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học, trong đó TiO2 kết hợp với CuO đang được mở rộng nghiên cứu. Do đồng oxit là bán dẫn loại p có bề rộng vùng cấm hẹp (1,2 eV với CuO và 2,1 eV với Cu2O) nên khi kết hợp đồng oxit với TiO2 có thể tạo ra các mức tạp chất làm giảm bề rộng vùng cấm của TiO2. Bên cạnh đó đồng oxít còn có khả năng làm giảm sự tái hợp giữa electron quang sinh ra và lỗ trống quang sinh, từ đó làm tăng hiệu suất quang xúc tác của TiO2. Các tài liệu cũng chỉ ra rằng tổ hợp TiO2CuO là bền, dễ kiểm soát được nồng độ CuO pha tạp. TiO2 kết hợp với CuO đang được các nhà khoa học Việt Nam nghiên cứu và đã có một số kết quả được công bố vào năm 2012, tuy nhiên hướng nghiên cứu này vẫn còn khá mới mẻ. Xuất phát từ thực trạng xã hội, từ những tính chất thú vị của TiO2 và dựa trên cơ sở trang thiết bị hiện có tại trung tâm khoa học và công nghệ Nano – trường Đại học sư phạm Hà Nội, tôi chọn lựa đề tài nghiên cứu cho luận văn này là: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp TiO2CuO, khảo sát cấu trúc và tính chất quang của chúng”. Mục tiêu của luận văn Chế tạo thành công vật liệu tổ hợp TiO2CuO bằng phương pháp thẩm thấu đơn giản, các mẫu khác nhau được tổ hợp bằng cách thay đổi nồng độ CuO pha tạp. Nghiên cứu cấu trúc, tính chất quang của các mẫu bột chế tạo được bằng các phương pháp: phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD), phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM), phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phương pháp phổ hấp thụ. Thử nghiệm tính chất quang xúc tác của các mẫu chế tạo được để xử lý xanh metylen (MB), cam metylen (MO).
Xem thêm

22 Đọc thêm

NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA TIO2 FLUOR HÓA BẰNG PHƢƠNG PHÁP SỐC NHIỆT ĐỐI VỚI CÁC PHẨM NHUỘM KHÁC NHAU

NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA TIO2 FLUOR HÓA BẰNG PHƢƠNG PHÁP SỐC NHIỆT ĐỐI VỚI CÁC PHẨM NHUỘM KHÁC NHAU

dưới điều kiện khuấy từ trong 15 phút. Mẫu huyền phù này sau đó được sấy ở 150oC trong 3 giờ để thu được mộtlượng bột trắng. Sau đó, bột được cho vào lò nung đã chỉnh sẵn ở nhiệt độ 500oC trong vòng 5 phút để trải quaquá trình sốc nhiệt. Cuối cùng, mẫu được rửa sạch trong nước cất để loại bỏ hàm lượng KF dư bám trên bề mặtvà sấy ở 150oC trong 1 giờ để thu được sản phẩm xúc tác cuối cùng (ký hiệu PFTO-500).Sau khi tổng hợp, cấu trúc tinh thể, thành phần pha, kích thước hạt và thành phần bề mặt của TiO2 P25 vàFTO-500 lần lượt được khảo sát và trình bày trong [10].Điện tích bề mặtẢnh hưởng của quá trình fluor hóa lên điện tích bề mặt của TiO2 P25 được đánh giá thông qua giá trịpHPZC. Giá trị này được khảo sát dựa trên sự chênh lệch pH của dung dịch NaCl trước và sau khi có sự phân táncủa các mẫu xúc tác. Đầu tiên, một dãy các dung dịch chứa NaCl (nồng độ 0,1 mol.L-1) được chuẩn bị với pHdao động từ 4,5 đến 9. 0,01 gam xúc tác được cho vào các dung dịch trên, khuấy đều trong 30 phút. Sau đó, xúctác được lọc bỏ, pH dung dịch được xác định lại. Từ đó, giá trị pHPZC được xác định dựa trên đường biểu diễnpH = (pHsau – pHđầu) theo pHđầu.Khảo sát khả năng hấp phụ và hoạt tính quang hóa xúc tácKhả năng hấp phụ phẩm nhuộm của TiO2 P25 và FTO-500 được khảo sát đối với hai phẩm nhuộmmethylene xanh (MB) và methyl cam (MC). Hoạt tính xúc tác quang của các mẫu xúc tác cũng được đánh giáthông qua phản ứng phân hủy MB và CR dưới bức xạ UV và khả kiến. Các quá trình này đều được thực hiện ởcác pH khác nhau (4,5; 6,5 và 8,5) nhằm nghiên cứu sự ảnh hưởng của pH dung dịch đến khả năng hấp phụ vàhoạt tính quang xúc tác. Cụ thể, xúc tác được cho vào becher thủy tinh chứa 250 mL dung dịch phầm nhuộm(MB 10-5 mol.L-1, MO 2.10-5 mol.L-1) đã chỉnh sẵn pH với hàm lượng xúc tác 0.5 g/L dung dịch. Becher đượcđặt trong hệ điều nhiệt (30oC) và được khuấy trộn liên tục bằng máy khuấy từ trong bóng tối cho đến khi đạtđược cân bằng hấp phụ giữa phẩm nhuộm và xúc tác trong thời gian 1 giờ. Nồng độ phẩm nhuộm sau cân bằnghấp phụ được xác định bằng phương pháp so màu trên máy SP-300 Optima ở bước sóng 660 nm đối với MB và510 nm đối với MO. Sau đó, toàn bộ hệ được chiếu sáng bằng bóng đèn UVA 8 W hoặc khả kiến 8 W daylightđể phản ứng quang hóa xúc tác phân hủy phẩm nhuộm diễn ra. Sự thay đổi nồng độ dung dịch phẩm nhuộmđược theo dõi bằng phương pháp so màu trên máy SP-300 Optima.KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬNĐiện tích bề mặtẢnh hưởng của quá trình fluor hóa sốc nhiệt lên điện tích bề mặt của các mẫu xúc tác được đánh giá thôngqua giá trị pHPZC. Hình 1 biểu diễn biến thiên giá trị pH theo pH dung dịch NaCl ban đầu. TiO2 P25 có pHPZC
Xem thêm

8 Đọc thêm

Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy (luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy (luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy (luận văn thạc sĩ)
Xem thêm

Đọc thêm

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH TIO2 BẰNG CACBON VÀ SẮT LÀM CHẤT XÚC TÁC QUANG HÓA TRONG VÙNG ÁNH SÁNG TRÔNG THẤY

NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH TIO2 BẰNG CACBON VÀ SẮT LÀM CHẤT XÚC TÁC QUANG HÓA TRONG VÙNG ÁNH SÁNG TRÔNG THẤY

anot. Lỗ trống quang sinh (h+) sẽ di chuyển ra bề mặt để tạo thành gốc hydroxyltrên photo anot, còn electron quang sinh nhờ hiệu thế dòng điện theo dây dẫn nốimạch ngoài với catot platin di chuyển theo chiều ngược lại về catot, thực hiện quátrình khử ở đây và như vậy h + và e- đã được tách riêng ra. Quá trình. này dược gọi làquá trình xúc tác điện quang (photoelectrocatalysis).Đưa vào hệ những chất thu nhận không thuận nghịch các e- (irreversibleelectron acceptor - IEA) nhằm ngăn chặn e- trở về các lỗ điện tích dương trên vùnghóa trị, không cho tái hợp lại, kéo dài thời gian sống của các lỗ điện tích dương. Cácchất này thường là O2, O2, H2O2 hoặc peoxydisunfat S2O82- - được gọi là những chấtđón bắt hay chất bắt giữ electron (electron scavenger) [18].Khi đưa thêm các IEA vào hệ, chúng sẽ lấy electron trên vùng dẫn e- như sau:Các gốc supeoxitđược tạo ra lại có thể phản ứng tiếp với nước tạo ra H2O2:+ 2H2O H2O2 + 2+ O2Như vậy các chất đón bắt electron không chỉ có tác dụng kéo dài thời giansống của h + mà còn có thể tạo thêm những gốc hydroxyl mới trên cơ sở các phảnứng với các e .1.3.2. pH dung dịchpH có ảnh hưởng tới tính chất bề mặt chất bán dẫn sử dụng làm xúc tác dị thể.Ví dụ như TiO2 tại pH lớn hơn 6, bề mặt của chúng trở nên tích điện âm và ngượclại khi pH nhỏ hơn 6 thì bề mặt của nó tích điện dương. Khi pH ở khoảng xấp xỉ 6(the point of zero charge), bề mặt của xúc tác gần như không tích điện. Tốc độ củaNguyễn Diệu Thu – K20
Xem thêm

20 Đọc thêm

TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỔ HỢP TRÊN CƠ SỞ TIO2 CARBON NANO ĐỂ KHỬ LƯU HUỲNH SÂU PHÂN ĐOẠN DO

TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỔ HỢP TRÊN CƠ SỞ TIO2 CARBON NANO ĐỂ KHỬ LƯU HUỲNH SÂU PHÂN ĐOẠN DO

TiO2 thương mại thấp hơn so với ñộ chuyển hóa của xúc tác quanghóa tổ hợp TiO2-CNT ñiều này ñược lý giải bởi hiệu ứng synergicgiữa CNT-TiO2 trong việc loại bỏ các hợp chất của lưu huỳnh trongFooter Page 19 of 126.Header Page 20 of 126.20dầu diesel. Quan hệ giữa ñộ chuyển hóa DBT và các dẫn xuất thànhcác hợp chất sulfone bởi xúc tác quang hóaTiO2 thương mại ñược thểhiện trong hình 3.9.Chúng tôi thực hiện tương tự trên mẫu diesel số 2, 3, 4, 5 chokết quả gần như nhau (trình bày trong phần 3.2).Qua tiến hành phản ứng quang hóa trên 05 mẫu DO thươngmại, kết quả thu ñược cho thấy hiệu quả của xúc tác cao hơn nhiều sovới TiO2 thương mại. Hàm lượng lưu huỳnh sau khi phản ứng vớithời gian 120 phút giảm xuống còn dạng vết xấp xỉ 1ppm. Như vậy,Xúc tác tạo ra ñáp ứng ñược yêu cầu và mục tiêu ban ñầu ñề ra.Tuy nhiên ñể khảo sát sự ảnh hưởng của việc hấp phụ bằngsilicagel với cột tự nhồi, chúng tôi sử dụng phương pháp chiết pharắn (SPE) với chất nhồi cũng là Silicagel với khối lượng 500mgtrong ống kết hợp với bơm chân không ñể thu hồi hết lượng dầu DOsau phản ứng ñưa vào hấp phụ như hình dưới.Hình 3.9 Quan hệ giữa ñộ chuyển hóa của DBT & dẫnxuất thành hợp chất sulfone theo thời gian
Xem thêm

Đọc thêm

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ TIO2 TỪ QUẶNG ILMENIT

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ TIO2 TỪ QUẶNG ILMENIT

71.2.1 Nguyên liệu tự nhiêna. Quặng titanTitan là nguyên tố phổ biến thứ 9 trong vỏ trái đất sau oxi, silic, nhôm, sắt,canxi, natri, magiê, kali. Titan chiếm 0,57% khối lượng vỏ trái đất nhưng phân bố rảirác và chỉ tồn tại ở những hàm lượng nhỏ. Vì vậy việc tinh chế để làm giàu quặng gặpnhiều khó khăn.Trong các khoáng titan tự nhiên, ilmenite và rutile có giá trị kinh tế nhất, cònleucoxene là sản phẩm từ sự phong hóa của ilmenite. Nguồn dự trữ titan lớn nhất làdạng khoáng anatase và titan omagnetite nhưng ở thời điểm này nó vẫn chưa thể sửdụng mang lại hiệu quả kinh tế. Hiện nay khoảng 95% sản lượng khai khoáng ilmenitevà rutile trên thế giới được dùng để chế tạo chất màu TiO2, 5% còn lại dùng cho chếtạo que hàn hoặc sản xuất titan kim loại.b. Cấu trúc và tính chất của ilmeniteIlmenite là một khoáng vật titan - sắt oxit có từ tính yếu, có màu xám thép, cócông thức hóa học FeTiO3, nhưng do kích thước của ion Fe2+ bằng 0,74 (Å) là quá béđể tạo ra cấu trúc perovskite nên cấu trúc giống Corundum và Hematit.Hình 1. 5: Quặng ilmeniteCấu trúc ilmenite được sắp xếp thành các lớp, trong đó anion O2- gói ghém chắcđặc lục phương, các cation Fe2+ và Ti4+ được chiếm ở các hốc bát diện. Cation Fe2+nằm giữa hai lớp oxy, điều này tương tự cation Ti4+. Lớp cấu trúc mô tả là8
Xem thêm

Đọc thêm

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG MỎNG TIO2 NHẰM CHO MỤC TIÊU ỨNG DỤNG QUANG XÚC TÁC

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÀNG MỎNG TIO2 NHẰM CHO MỤC TIÊU ỨNG DỤNG QUANG XÚC TÁC

Titanium Dioxide (TiO2) là chất xúc tác bán dẫn. Gần một thế kỷ trở lại đây, bột TiO2 với kích thước cỡ µm đã được điều chế ở quy mô công nghiệp và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau: làm chất độn trong cao su, nhựa, giấy, sợi vải, làm chất màu cho sơn, men đồ gốm, sứ… 3. Gần đây, TiO2 tinh thể kích thước nm ở các dạng thù hình rutile, anatase, hoặc hỗn hợp rutile và anatase, và brookite đã được nghiên cứu ứng dụng vào các lĩnh vực pin mặt trời, quang phân hủy nước và làm vật liệu quang xúc tác tổng hợp các hợp chất hữu cơ, xử lý môi trường, chế tạo sơn tự làm sạch, chế tạo thiết bị điện tử, đầu cảm biến và trong lĩnh vực diệt khuẩn 4,5. Các ứng dụng mới của vật liệu TiO2 kích thước nm chủ yếu dựa vào tính oxy hoá khử mạnh của nó. Với hoạt tính quang xúc tác cao, cấu trúc bền và không độc, vật liệu TiO2 được cho là vật liệu triển vọng nhất để giải quyết rất nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng và thách thức từ sự ô nhiễm. TiO2 đồng thời cũng được hy vọng sẽ mang đến những lợi ích to lớn trong vấn đề khủng hoảng năng lượng qua sử dụng năng lượng mặt trời dựa trên tính quang điện và khả năng phân tách nước.
Xem thêm

52 Đọc thêm

Khả năng xúc tác quang của tio2 biến tính n tổng hợp bằng phương pháp đun hồi lưu

KHẢ NĂNG XÚC TÁC QUANG CỦA TIO2 BIẾN TÍNH N TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐUN HỒI LƯU

Hiện nay TiO2 được ứng dụng nhiều trong việc xử lý ô nhiễm môi trường. TiO2 biến tính bằng N bằng phương pháp đun hoàn lưu nhằm tăng hoạt tính xúc tác quang hóa. Công trình nghiên cứu đã nêu ra quy trình tổng hợp vật liệu, đồng thời kết quả đạt được khả quan, tạo tiền đề cho các nghiên cứu sau này trong lĩnh vực xúc tác quang hóa.

9 Đọc thêm

NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH OXI HÓA PHÂN HỦY RHODAMINE B VÀ PHENOL BỞI QUANG XÚC TÁC BIẾN TÍNH TỪ TIO2 TRÊN CHẤT MANG TRO TRẤU

NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC QUÁ TRÌNH OXI HÓA PHÂN HỦY RHODAMINE B VÀ PHENOL BỞI QUANG XÚC TÁC BIẾN TÍNH TỪ TIO2 TRÊN CHẤT MANG TRO TRẤU

Hình 1.2. Cơ chế quá trình quang xúc tác của TiO2Những nghiên cứu về vật liệu quang xúc tác TiO2 cho thấy, để nâng cao hiệuquả quá trình quang xúc tác cần phải biến tính vật liệu để giảm sự tái kết hợpelectron và lỗ trống, chuyển vùng hoạt động của xúc tác về vùng khả kiến. Ngoài ra,để giúp vật liệu có khả năng ứng dụng thực tiễn cao cần cố định xúc tác lên các chấtmang khác nhau.1.1.3. Vật liệu quang xúc tác TiO2 biến tínhMặc dù TiO2 ở dạng anatas có hoạt tính xúc tác cao nhưng mức năng lượngvùng cấm khoảng 3,2 eV tương ứng với bước sóng của tia tử ngoại (λ Trong khi đó, ánh sáng mặt trời có hàm lượng tia tử ngoại chỉ chiếm 3-5% nên khảnăng ứng dụng của TiO2 dưới tác dụng của bức xạ mặt trời bị hạn chế. Vì vậy,nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để nâng cao hoạt tính xúc tác của vật liệu TiO2trong vùng khả kiến [31]. Một trong những hướng nghiên cứu được quan tâm trong7những năm gần đây là pha tạp các nguyên tố kim loại và phi kim vào mạng tinh thểcủa TiO2. Mục đích của việc biến tính là:- Làm tăng thời gian sống của các electron và lỗ trống, nghĩa là tăng số lượnggốc tự do trong quá trình quang xúc tác. Điều này được giải thích do các chất pha tạpvào đóng vai trò làm chất bẫy electron, ngăn sự tái kết hợp của electron và lỗ trống.- Làm giảm năng lượng vùng cấm. Khi năng lượng vùng cấm giảm, xúc tác cóthể hấp thụ được ánh sáng có bước sóng dài hơn, có thể hoạt động trong vùng ánh sángkhả kiến và hiệu quả xúc tác cao hơn.- Việc biến tính trên bề mặt làm tăng độ nhạy sáng dẫn tới tăng hiệu quả quangxúc tác bán dẫn của vật liệu TiO2 biến tính.* Biến tính TiO2 bằng kim loạiChoi và cộng sự [15] đã tiến hành pha tạp với nhiều ion kim loại chuyển tiếpnhư Fe3+, Mo5+, Ru3+, Os3+, Re5+, V4+, Rh3+. Kết quả thu được đã chứng minh sự tăng
Xem thêm

86 Đọc thêm

Xác định một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xúc tác quang của sản phẩm thương mại FN2 chứa TiO2

XÁC ĐỊNH MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT XÚC TÁC QUANG CỦA SẢN PHẨM THƯƠNG MẠI FN2 CHỨA TIO2

Ô nhiễm môi trường hiện nay ở Việt Nam nói riêng và trên thế giới nói chung đang có diễn biến hết sức phức tạp. Sự ô nhiễm ngày càng trầm trọng và diễn ra trên diện rộng đe doạ đến sự tồn tại và phát triển bền vững. Việc xử lý ô nhiễm môi trường là vấn đề mang tính cấp thiết, đòi hỏi có sự quan tâm, đầu tư và nghiên cứu sâu rộng hơn nữa để tìm ra các giải pháp nhằm hạn chế và giảm thiểu tác nhân gây ô nhiễm đồng thời tìm ra các phương pháp xử lý các chất làm ô nhiễm môi trường. Sử dụng quang xúc tác bán dẫn là một trong nhiều kĩ thuật hứa hẹn cung cấp năng lượng sạch và phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững. Đặc điểm của loại xúc tác này là dưới tác dụng của ánh sáng, sẽ sinh ra cặp electron (e) và lỗ trống (h+) có khả năng phân hủy chất hữu cơ hoặc chuyển hóa các kim loại độc hại thành sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O. Có rất nhiều hợp chất quang xúc tác bán dẫn, song được biết đến nhiều nhất là nano Titandioxit – TiO2. Nó là chất bán dẫn thích hợp để sử dụng làm xúc tác quang hóa và đã được ứng dụng nhiều trong thực tế do tính chất quang xúc tác mạnh, tính bền hóa học cao, chi phí thấp, thân thiện với môi trường. Ngoài ra còn có một số vật liệu TiO2 pha tạp với kim loại hoặc phi kim. Hiện nay, trên thị trường, sản phẩm xúc tác TiO2 thường bán dưới dạng sơn nano. Nó được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như chất diệt khuẩn, chất sát trùng trong môi trường không khí, đặc biệt là có khả năng phân hủy chất hữu cơ trong môi trường nước.Tuy nhiên, vì ở dạng sơn nên việc đưa vào môi trường nước sẽ gây khó khăn khi thu hồi vật liệu. Thực tế, loại sơn này thường được sử dụng để sơn tường, sơn các biển báo giao thông. Khi đó, tường và biển báo chính là những chất mang xúc tác. Vậy khi sử dụng cũng cần có một loại vật liệu mang thích hợp để phủ sơn xúc tác lên bề mặt sau đó mới đưa vào xử lý trong môi trường nước. Tuy nhiên, quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước có sử dụng xúc tác quang còn chịu ảnh hưởng của nhiều các yếu tố tác động như lượng xúc tác được sử dụng, pH dung dịch, nồng độ oxi hoà tan trong dung dịch, thời gian phản ứng, điều kiện chiếu sáng,... Một trong những chất hữu cơ khó phân hủy trong nước phải kể đến là phẩm màu nhuộm. Nó là một trong những hóa chất làm ô nhiễm và gây độc cho môi trường sống của sinh vật dưới nước. Các ngành công nghiệp dệt nhuộm, giấy, chất dẻo, da, thực phẩm, mỹ phẩm thường sử dụng các phẩm màu. Do vậy nước thải từ các xí nghiệp nhà máy này thường chứa ít nhiều các phẩm màu nhuộm. Đặc tính của chúng là bền màu và rất khó phân hủy. Thuốc nhuộm xanh metylen (MB) là một chất được sử dụng rất thông dụng trong kỹ thuật nhuộm. MB khó phân hủy khi thải ra ngoài môi trường làm mất vẻ đẹp mĩ quan của môi trường, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất và sinh hoạt của con người. Xuất phát từ điều kiện ảnh hưởng khách quan trên, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xúc tác quang của sản phẩm thương mại FN2 chứa TiO2” nhằm kiểm tra hiệu quả phân hủy chất màu hữu cơ trong nước (cụ thể là MB), đồng thời khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả phân hủy MB của sơn xúc tác nano Titanoxit Protectan FN2 (FN2).
Xem thêm

65 Đọc thêm

DOPING MỘT SỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VÀO VẬT LIỆU TIO2 NANO VÀ ỨNG DỤNG

DOPING MỘT SỐ KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP VÀO VẬT LIỆU TIO2 NANO VÀ ỨNG DỤNG

tio2 là vật liệu có hoạt tính quang xúc tác cực mạnh. trong khi bị kích thích bởi ánh sánh hoạt tính oxi hóa của tio2 cao hơn gấp 3 lần so với ozone. tính chất và ứng dụng của vật liệu nano tio2, doping các kim loại chuyển tiếp lên vật liệu nano tio2 ứng dụng để là vật liệu quang xúc tác, khử vi khuẩn nấm mốc.

65 Đọc thêm

Cùng chủ đề