Khéo tay hay làm Khéo tay hay làm Khéo tay hay làmkl le tien si

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trước trình bày nội dung đề tài này, em xin chân thành cảm ơn tới thầy cô môn vật liệu vô thầy cô khoa Khoa Học Ứng Dụng thuộc trường ĐH Tôn Đức Thắng trang bị cho em kiến thức suốt bốn năm học vừa qua Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy TS.Nguyễn Quốc Thiết tận tình giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành khóa luận Đồng thời, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến anh Lưu Quang Phúc tận tình giúp đỡ em việc đọc tài liệu, chia kinh nghiệm thao tác làm thí nghiệm suốt thời gian làm khóa luận Em xin cảm ơn chị bạn thực luận văn phòng Vật liệu xúc tác Ứng dụng động viên giúp đỡ em suốt thời gian làm khóa luận Sau em xin cảm ơn sâu sắc đến gia đình ln động viên chỗ dựa vững vật chất lẫn tinh thần để em an tâm hồn thành tốt luận văn thời gian qua SVTH: LÊ TIẾN SĨ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU & CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC BẢNG ix LỜI MỞ ĐẦU Chương I TỔNG QUAN I.1 Khung - kim MOFs I.1.1 Giới thiệu chung I.2 Tính chất đặc trưng vật liệu MOFs .3 I.3 Các phương pháp tổng hợp MOFs I.3.1 Phương pháp thủy nhiệt luyện: I.3.2 Có hỗ trợ vi sóng I.3.3 Có hỗ trợ siêu âm I.4 Ứng dụng vật liệu MOFs I.4.1 Xúc tác .4 I.4.2 Lưu trữ khí .5 I.4.3 Ứng dụng sinh học I.4.4 Khả phát quang I.5 Cơ sở lý thuyết quy trình quang hóa xúc tác I.5.1 Nguyên lý q trình quang hóa xúc tác I.5.2 Cơ chế trình quang xúc tác vật liệu MIL-88B (Fe) I.5.3 Cơ chế phân hủy hợp chất hữu SVTH: LÊ TIẾN SĨ i KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP I.6 Sơ lược methylene xanh, Orange G Congo Red Chương II THỰC NGHIỆM 10 II.1 Mục tiêu đề tài 10 II.2 Dụng cụ-Thiết bị-Hóa chất 11 II.3 Tổng hợp MIL-88B phương pháp dung môi nhiệt 13 II.4 Khảo sát đặc trưng hóa lý vật liệu MIL-88B (Fe) 14 II.5 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác MIL-88B (Fe) phản ứng phân hủy Orange G,Congo Red Methylene xanh .15 II.5.1 Xác định bước sóng hấp thu cực đại λmax OG, CR MB 15 II.5.2 Dựng đường chuẩn Methylene xanh, Orange G Congo Red 17 II.6 Khảo sát độ hấp phụ xúc tác .20 II.7 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình quang xúc tác .21 II.7.1 khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 đến trình quang xúc tác 21 II.7.2 Khảo sát ảnh hưởng lượng xúc tác đến trình quang xúc tác 22 II.7.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ thuốc nhuộm đến trình quang xúc tác 23 II.8 Khảo sát hoạt tính xúc tác dựa điều kiện tốt 23 II.9 Khảo sát hoạt tính xúc tác quang hóa Degussa P25 so sánh với MIL-88B(Fe) 23 II.10 Cách biểu diễn thơng số q trình hấp phụ quang xúc tác 23 Chương III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25 III.1 Khảo sát cấu trúc sản phẩm .25 III.1.1 Tổng hợp vật liệu MIl-88B (Fe) 25 SVTH: LÊ TIẾN SĨ ii KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP III.1.2 Phân tích nhiễu xạ tia X 25 III.2 Khỏa sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu MIL-88B (Fe) 26 III.2.1 Khảo sát độ hấp phụ xúc tác 26 III.2.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 đến trình quang xúc tác 27 III.2.3 Khảo sát ảnh hưởng luợng xúc tác đến trình quang xúc tác 31 III.2.4 Khảo sát khả quang xúc tác MIL-88B(Fe) dung dịch có nồng độ thuốc nhuộm khác 35 III.3 Khảo sát hoạt tính xúc tác dựa điều kiện tốt 39 III.4 So sánh hoạt tính DEGUSSA P25 MIL-88B (Fe) 42 Chương IV KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ .45 IV.1 Kết luận .45 IV.2 Kiến nghị 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 SVTH: LÊ TIẾN SĨ iii KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU & CHỮVIẾT TẮT  Bước sóng ánh sáng max Bước sóng hấp phụ cực đại phổ uv-vis  Tần số ánh sáng C Vận tốc ánh sáng h Hằng số Planck Eg Năng lượng vùng cấm e- Điện tử vùng dẫn CB Vùng dẫn chất bán dẫn VB Vùng hóa trị chất bán dẫn MB Methylene blue , C16H18N3ClS (M = 373,91) OG Thuốc nhuộm Orange G , C16H10O7N2S2Na2 CR Thuốc nhuộm Congo Red ,C32H22N6Na2O6S2 (M=452,38) (M= 696.665) UV-A Ánh sáng cực tím gần (= 315  400 nm) XRD X- Ray Diffraction – Nhiễu xạ tia X MOFs Metal Organic Frameworks DMF Dimethylformamide EtOH Etanol H2BDC Axit Benzen Dicarboxylic AOPs Advanced Oxidation Processes MIL-88 Material of Instutute Lavoisier-88(Fe) MCM-41 Mobile Crystalline Material-41 UCLA University California Los Angeles MeOH Methanol DEF Diethylforamide ZMOF-n Zeolite-like metal organic framework HKUST Hong Kong University os Science and Technology CPO-n Coordination polymer of Oslo SVTH: LÊ TIẾN SĨ iv KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH Hình I.1.Một số vật liệu vơ có cấu trúc mao quản Hình I.2 Hình ảnh minh họa khả lưu trữ carbon dioxide vật liệu MOF-177 nhóm nghiên cứu GS Omar M Yaghi tổng hợp [7] .5 Hình I.3.Ví dụ số cầu nối phát quang .6 Hình I.4 Cấu trúc hóa học MIL-53(Fe) Sự chuyển dịch electron chiếu sáng Hình I.5.Cơng thức cấu tạo Methylene xan Hình I.6.Mơ hình chiều phân tử Methylene xanh .9 Hình I.7.Cấu tạo cation metylen xanh [C16H18N3S]+ Hình I.8công thức cấu tạo Congo Red .10 Hình I.9.cơng thức cấu tạo Orange G 10 Hình II.1.Máy phân tích nhiễu xạ tia X(XRD) 15 Hình II.2.Đường biểu diễn độ hấp thu A dung dịch MB theo buớc sóng  .16 Hình II.3.Đường biểu diễn độ hấp thu A dung dịch OG theo buớc sóng  .16 Hình II.4 Đường biểu diễn độ hấp thu A dung dịch CR theo buớc sóng  .17 Hình II.5.Đồ thị biểu diễn đường chuẩn MB nồng độ 5.10-5M .18 Hình II.6.Đồ thị biểu diễn đường chuẩn OG nồng độ 10-4M 19 Hình II.7.Đường biểu diễn độ hấp thu A dung dịch CR theo nồng độ .20 Hình III.1.vật liệu MIL-88B (Fe) tổng hợp 25 Hình III.2.Giản đồ nhiễu xạ tia X MIL-88B (Fe) .26 Hình III.3.Đồ thị biểu diễn độ hấp phụ OG lên xúc tác MIL-88B theo thời gian .27 Hình III.4 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác MB xúc tác MIL-88B (Fe) nồng độ H2O2 khác điều kiện: 10 mg MIL-88B/L, nồng độ MB 0,05 mM, thời gian chiếu sáng .28 Hình III.5.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác MB xúc tác Degussa P25 nồng độ H2O2 khác điều kiện: mb Degussa/L, 0,05 mM MB, thời gian chiếu sáng 13 28 SVTH: LÊ TIẾN SĨ v KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình III.7 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa CR xúc tác MIL-88B (Fe) nồng độ H2O2 khác điều kiện: 10 mg MIL-88B/L, 0,05mM CR, thời gian chiếu sáng 29 Hình III.8.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác CR xúc tác Degussa P25 nồng độ H2O2 khác điều kiện: mg Degussa/L, 0,05 mM CR, thời gian chiếu sáng 29 Hình III.9.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác OG xúc tác MIL-88B (Fe) nồng độ H2O2 khác điều kiện: 10 mg MIL-88B/L, 0,1 mM OG, thời gian chiếu sáng 2,5 .30 Hình III.10 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa OG xúc tác Degussa P25 nồng độ H2O2 khác điều kiện: mg Degussa/L, 0,1 mM OG, thời gian chiếu sáng 2,5 31 Hình III.11.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác OG xúc tác MIL-88B (Fe) khối lượng khác điều kiện: 7,5 mM H2O2, 0,1 mM OG, thời gian chiếu sáng 1,5 32 Hình III.12.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác OG Degussa P25 khối lượng khác điều kiện: 0,1 mM OG, 7,5 mM H2O2, thời gian chiếu sáng .32 Hình III.13 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa CR xúc tác MIL-88B (Fe) khối lượng khác điều kiện: 0,05 mM CR, 0,5 mM H2O2, thời gian chiếu sáng 33 Hình III.14.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa CR Degussa P25 khối lượng khác điều kiện: 0,05 mM MB, mM H2O2, thời gian chiếu sáng .33 Hình III.15 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác MB xúc tác MIL-88B (Fe) khối lượng khác điều kiện: 0,25 mM H2O2, 0,05 mM MB, thời gian chiếu sáng 34 Hình III.16.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác MB Degussa P25 khối lượng khác điều kiện: 0,05 mM MB, 0,25 mM H2O2, thời gian chiếu sáng .34 Hình III.17.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác OG xúc tác MIL-88B SVTH: LÊ TIẾN SĨ vi KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP (Fe) (40 mg/L) nồng độ thuốc nhuộm khác theo thời gian (1,5 giờ) phơi xạ UV-A 36 Hình III.18 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác OG xúc tác Degussa P25(90 mg/L) nồng độ thuốc nhuộm khác theo thời gian (2,5 giờ) phơi xạ UV-A 36 Hình III.19.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác MB xúc tác MIL-88B (Fe)(30 mg/L) nồng độ thuốc nhuộm khác theo thời gian (3 giờ) phơi xạ UV-A .37 Hình III.20 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác MB xúc tác degussa P25 (90 mg/L) nồng độ thuốc nhuộm khác theo thời gian (6 giờ) phơi xạ UV-A .37 Hình III.21.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác CR xúc tác MIL-88B(Fe) (50 mg/L) nồng độ thuốc nhuộm khác theo thời gian (3 giờ) phơi xạ UV-A .38 Hình III.22 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác CR xúc tác degussa P25 (70 mg/L) nồng độ thuốc nhuộm khác theo thời gian (5 giờ) phơi xạ UV-A 38 Hình III.23.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác OG xúc tác MIL-88B điều kiện: : a) OG + XT + H2O2 (phơi duới tia UV-A), b) OG + XT (phơi duới tia UV-A), c) OG + H2O2 (phơi duới tia UV-A), d) OG + XT + H2O2 (che tối hoàn toàn), e) OG + XT (che tối hoàn toàn), f) OG + H2O2 (che tối hồn tồn) 40 Hình III.24 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa CR xúc tác MIL-88B điều kiện: : a) CR + XT + H2O2(phơi duới tia UV-A); b) CR + XT (phơi duới tia UV-A); c) CR + H2O2 (phơi duới tia UV-A); d) CR + XT + H2O2 (che tối hoàn toàn); e) CR + XT (che tối hoàn toàn); f) CR + H2O2 (che tối hoàn toàn) 41 Hình III.25.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác MB điều kiện: a) MB + XT + H2O2 (phơi duới tia UV-A); b) MB + XT (phơi duới tia UV-A); c) MB + H2O2 (phơi duới tia UV-A); d) MB + XT + H2O2 (che tối hoàn toàn); e) MB + XT (che tối hoàn toàn); f) MB + H2O2 (che tối hồn tồn) 42 Hình III.26:Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác dung dịch màu thuốc nhuộm OG vật liệu xúc tác MIL-88B (Fe) Degussa P25 43 SVTH: LÊ TIẾN SĨ vii KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Hình III.27.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác dung dịch màu thuốc nhuộm CR vật liệu xúc tác MIL-88B (Fe) Degussa P25 .44 Hình III.28.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác dung dịch màu thuốc nhuộm MB vật liệu xúc tác MIL-88B (Fe) Degussa P25 44 SVTH: LÊ TIẾN SĨ viii KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DANHMỤC BẢNG Bảng II.1.Danh sách dụng cụ sử dụng 11 Bảng II.2 Danh sách thiết bị sử dụng 11 Bảng II.3 Danh sách hóa chất sử dụng 12 Bảng II.4.kết quét buớc sóng hấp thu UV cực đại λmax .15 Bảng II.5 Chuẩn bị dung dịch MB để dựng đường chuẩn .17 Bảng II.6 Giá trị độ hấp thu quang A dung dịch MB dùng để đo đường chuẩn 18 Bảng II.7 Chuẩn bị dung dịch OG để dựng đường chuẩn 18 Bảng II.9.Giá trị độ hấp thu quang A dung dịch OG dùng để đo đường chuẩn 19 Bảng II.10 Chuẩn bị dung dịch CR để dựng đường chuẩn .19 Bảng II.11 Giá trị độ hấp thu quang A dung dịch CR dùng để đo đường chuẩn 20 Bảng III.1 Độ hấp phụ OG vật liệu MIL-88B 26 Bảng III.2 Độ chuyển hóa (%)của OG, CR MB tác nhân oxy hóa H2O2 xúc tác MIL-88B (Fe) nồng độ khác 27 Bảng III.3 Độ chuyển hóa MB,CR OG xúc tác MIL-88B(Fe) lượng xúc tác khác 31 Bảng III.4 Độ chuyển hóa OG, CR MB nồng độ khác xúc tác MIL-88B (Fe) .35 Bảng III.5 Độ chuyển hóa OG, CR MB điều kiện tối ưu trênxúc tác MIL-88B (Fe) .39 SVTH: LÊ TIẾN SĨ ix KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 100% nồng độ 10-5 M; 2,5.10-5 M sau 5.10-5 M sau Các nồng độ cao không đạt đuợc chuyển hóa hồn tồn sau phơi duới xạ UVA Hình III.19 Độ chuyển hóa (%) 120 100 80 10^-4 60 7.5*10^-5 40 5*10^-5 20 2.5*10^-5 10^-5 0 Thời gian (h) Hình III.20.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc tác CR xúc tác MIL-88B(Fe) (50 mg/L) nồng độ thuốc nhuộm khác theo thời gian (3 giờ) Độ chuyển hóa (%) phơi xạ UV-A 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 10^-4 7.5*10^-5 5*10^-5 2.5*10^-5 10^-5 Thời gian (h) Hình III.21 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa CR xúc tác degussa P25 (70 mg/L) nồng độ thuốc nhuộm khác theo thời gian (5 giờ) phơi xạ UV-A Sau chiếu sáng xạ UVA, độ chuyển hóa CR nồng độ 10-5 M; 2,5.10-5M 5.10-5 Mtrên xúc tác MIL-88B(Fe) (50 mg/L) đạt đến 100% Trong nồng độ 7,5.10-5 M 10-4M độ chuyển hóa đạt đến 71,2% 63,1% Hình III.20 Còn xúc tác degussa P25 (70 mg/L), độ chuyển hóa CR đạt đuợc gần SVTH: LÊ TIẾN SĨ 38 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 100% nồng độ 10-5 M; 2,5.10-5 M sau đến 5.10-5 M sau Các nồng độ cao khơng đạt đuợc chuyển hóa hồn tồn sau phơi xạ UVA Hình III.21 III.3 Khảo sát hoạt tính xúc tác dựa điều kiện tốt Qua kết khảo sát ta thấy vật liệu MIL-88B (Fe) có hoạt tính xúc tác tốt phản ứng phân hủy thuốc nhuộm: OG, CR, MB Đối với OG: tiến hành khảo sát điều kiện đa khảo sát trên: thuốc nhuộm nồng độ 10-4 M, 40 mgxúc tác /L 0.076 mL H2O2 nồng độ 9.8 M Ở điều kiện đuợc phơi duới tia UV-A: a) TN + XT + H2O2 b) TN + XT c) TN + H2O2 Ở điều kiện che tối hoàn toàn: thực tương tự điều kiện phơi tia UV-A Đối với CR: thực tương tự OG nồng độ thuốc nhuộm 5.10-5 M, 50 mg xúc tác/L 0,51 mL H2O2 nồng độ 9,8 M  Đối với MB: thực tương tự OG CR nồng độ thuốc nhuộm 5.10-5 M, 30 mg xúc tác /L 0,25 mL H2O2 nồng độ 9,8 M BảngIII.5 Độ chuyển hóa OG, CR MB điều kiện tối ưu trênxúc tác MIL-88B (Fe) Phơi xạ UVA Thuốc nhuộm TN + XT TN + XT TN + H O2 Che tối hoàn toàn + TN + XT TN + XT H2 O2 + H O2 TN H2 O2 OG 98.7% 10.5% 2.7% 22.8% -5.3% -1% CR 98.3% 20% 0.2% 40.9% -9,8% -0.01% MB 97.7% 19.2% 21.9% 11.2% -15.1% -2.7% SVTH: LÊ TIẾN SĨ + 39 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP OG+xt+H2O2+UV OG+xt+UV Độ chuyển hóa (%) 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 -10 -20 OG+H2O2+UV OG+XT+H2O2 OG+XT OG+H2O2 0.5 1.5 2.5 Thời gian (h) Hình III.22.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa OG xúc tác MIL-88B điều kiện: a) OG + XT + H2O2 (phơi duới tia UV-A), b) OG + XT (phơi duới tia UV-A), c) OG + H2O2 (phơi duới tia UV-A), d) OG + XT + H2O2 (che tối hoàn toàn), e) OG + XT (che tối hoàn toàn), f) OG + H2O2 (che tối hoàn toàn) * Đối với OG: Cũng tương tự điều kiện che tối hoàn toàn: H2O2 khơng thể có khả chuyển hóa MB (hình III.22 f), có xúc tác thuốc nhuộm độ chuyển hóa bị âm (-1%, hình III.22e) q trình khuấy liên tục sau luợng thuốc nhuộm hấp phụ xúc tác lúc ban đầu đa bị giải hấp Với có mặt đồng thời xúc tác, H2O2 thuốc nhuộm phần thuốc nhuộm bị chuyển hóa 22.8% sau Sự chuyển hóa chứng tỏ điều kiện khơng có tia UV xúc tác thể hoạt tính chậm nhiều so với có mặt tia UV Trong điều kiện có chiếu tia UV: Dưới có mặt tia UV phần nhỏ H2O2 bị phân ly thành gốc hydroxyl khiến cho lượng nhỏ OG bị chuyển hóa (2.7%, hình III.22c) Hỗn hợp xúc tác OG tia UV cung khiến cho lượng nhỏ OG bị chuyển hóa, điều oxy khơng khí bị hịa tan vào hỗn hợp phản ứng xúc tác MIL-88B khiến cho oxy hình thành gốc hydroxyl Trong với có mặt H2O2 hình thành gốc hydroxyl nhanh nhiều hơn, khiến cho tốc độ chuyển hóa nhanh SVTH: LÊ TIẾN SĨ 40 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CR+XT+H2O2+UV 120 CR+XT+UV Độ chuyển hóa (%) 100 80 CR+H2O2+UV 60 CR+H2O2+XT 40 CR+XT 20 CR+H2O2 -20 Thời gian (h) Hình III.23 Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa CR xúc tác MIL-88B điều kiện:a) CR + XT + H2O2 (phơi duới tia UV-A); b) CR + XT (phơi duới tia UV-A); c) CR + H2O2 (phơi duới tia UV-A); d) CR + XT + H2O2 (che tối hoàn toàn); e) CR + XT (che tối hoàn toàn); f) CR + H2O2 (che tối hoàn toàn) * Đối với CR: Trong điều kiện đuợc che tối hồn tồn: : H2O2 khơng thể có khả chuyển hóa CR (hìn III.23f) có xúc tác thuốc nhuộm độ chuyển hóa bị âm (-9.8%, hình III.23 e) trình khuấy liên tục sau lượng thuốc nhuộm hấp phụ xúc tác lúc ban đầu đa bị giải hấp Với có mặt đồng thời xúc tác, H2O2 thuốc nhuộm phần thuốc nhuộm bị chuyển hóa 40.9% sau (hình III.23d) Sự chuyển hóa chứng tỏ điều kiện khơng có tia UV xúc tác thể hoạt tính chậm hon nhiều so với có mặt tia UV Trong điều kiện có chiếu tia UV: Dưới có mặt tia UV phần nhỏ H2O2 bị phân ly thành gốc hydroxyl khiến cho lượng nhỏ CR bị chuyển hóa (0.2%, hình III.23c) Hỗn hợp xúc tác MB duới tia UV cung khiến cho lượng nhỏ CR bị chuyển hóa, điều oxy khơng khí bị hịa tan vào hỗn hợp phản ứng xúc tác MIL-88B khiến cho oxy hình thành gốc hydroxyl Trong với có mặt H2O2 hình thành gốc hydroxyl nhanh nhiều hon, khiến cho tốc độ chuyển hóa nhanh hon SVTH: LÊ TIẾN SĨ 41 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP 100 MB+XT+H2O2+UV MB+XT+UV 80 Độ chuyển hóa (%) MB+H2O2+UV 60 MB+XT+H2O2 MB+XT 40 MB+H2O2 20 0 -20 Thời gian (h) Hình III.24.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa MB điều kiện: a) MB + XT + H2O2 (phơi duới tia UV-A); b) MB + XT (phơi duới tia UV-A); c) MB + H2O2 (phơi duới tia UV-A); d) MB + XT + H2O2 (che tối hoàn toàn); e) MB + XT (che tối hoàn toàn); f) MB + H2O2 (che tối hoàn toàn) * Khảo sát với thuốc nhuộm MB: Trong điều kiện đuợc che tối hoàn toàn: H2O2 khơng thể có khả chuyển hóa MB (hình III.24f), có xúc tác thuốc nhuộm độ chuyển hóa bị âm (-15.1%, hình III.24e) q trình khuấy liên tục sau lượng thuốc nhuộm hấp phụ xúc tác lúc ban đầu đa bị giải hấp Với có mặt đồng thời xúc tác, H2O2 thuốc nhuộm phần thuốc nhuộm bị chuyển hóa 11.2% sau Sự chuyển hóa chứng tỏ điều kiện khơng có tia UV xúc tác thể hoạt tính chậm nhiều so với có mặt tia UV Trong điều kiện có chiếu tia UV: Dưới có mặt tia UV phần nhỏ H2O2 bị phân ly thành gốc hydroxyl khiến cho lượng nhỏ CR bị chuyển hóa (21.9%, hình III.24c) Hỗn hợp xúc tác MB duới tia UV khiến cho lượng nhỏ CR bị chuyển hóa, điều oxy khơng khí bị hịa tan vào hỗn hợp phản ứng xúc tác MIL-88B khiến cho oxy H2O2 hình thành gốc hydroxyl Trong với có mặt H2O2 hình thành gốc hydroxyl nhanh nhiều hơn, khiến cho tốc độ chuyển hóa nhanh III.4 So sánh hoạt tính DEGUSSA P25 MIL-88B (Fe) Qua q trình khảo sát hoạt tính yếu tố ảnh hưởng đến trình quang xúc tác vật liệu MIL-88B (Fe) Và Degussa P25, đưa bảng kết SVTH: LÊ TIẾN SĨ 42 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP luận so sánh sau: Vật liệu MIL-88B (Fe) Thu ốc Nồng Degussa P25 MIL-8 H2O2(M Độ Nồng Degu H2 O Độ nhuộ độ 8B ) chuyể độ (M) ssa (M) chuyể m (Fe) n hóa P25 n (g/L) (%) (g/L) hóa( (M) %) OG 10-4 0,04 7,5.10-3 98,7 7,5.10-5 0,09 7,5.10-3 98,7 CR 5.10-5 0,05 5.10-2 98,3 5.10-5 0,07 5.10-3 93,1 MB 5.10-5 0,03 2,5.10-2 97,7 5.10-5 0,09 2,5.10-2 94,9 Độ chuyển hóa dung dịch màu thuốc nhuộm vật liệu xúc tác MIL-88B (Fe) nhanh Degussa P25 Đối với OG vật liệu MIL-88B (Fe) sau đạt chuyển hóa hồn tồn, cịn Degussa đạt chuyển hóa hồn tồn (hình III.25) Đối với CR vật liệu MIL-88B (Fe) sau độ chuyển hóa đạt 98,3%, cịn Degussa sau đạt 93,1%( hình III.26) Đối với MB vật liệu MIL-88B (Fe) sau đạt 97,7%, Degussa sau đạt 94,9% (hình III.27) Trong lượng xúc tác sử dụng nhiều so với Degussa P25.Từ rút ra, hoạt tính xúc tác quang hóa vật liệu MIL-88B (Fe) tốt Degussa P25 Độ chuyển hóa (%) 120 100 80 60 Degussa MIL-88B… 40 20 0 Thời gian (h) Hình III.25:Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa dung dịch màu thuốc nhuộm OG vật liệu xúc tác MIL-88B (Fe) Degussa P25 SVTH: LÊ TIẾN SĨ 43 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Độ chuyển hóa (%) 120 100 80 60 Degussa 40 MIL-88B (Fe) 20 0 10 Thời gian (h) HìnhIII.26.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa dung dịch màu thuốc nhuộm CR vật liệu xúc tác MIL-88B (Fe) Degussa P25 Độ chuyển hóa (%) 120 100 80 60 Degussa 40 MIL-88B (Fe) 20 0 10 Thời gian (h) Hình III.27.Đồ thị biểu diễn hoạt tính quang xúc táccủa dung dịch màu thuốc nhuộm MB vật liệu xúc tác MIL-88B (Fe) Degussa P25 SVTH: LÊ TIẾN SĨ 44 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Chương IV KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ IV.1 Kết luận Qua trình thực luận án này, ta rút dược kết sau: Tổng hợp vật liệu MIL-88B(Fe) phương pháp dung mơi nhiệt, kết thu có giản dồ XRD hoàn toàn tương hợp với giản đồ XRD mơ từ mơ hình MIL-88B(Fe) Đã khảo sát hoạt tính quang xúc tác số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu MIL-88B(Fe) Từ kết khảo sát chọn điều kiện thích hợp (nồng độ H2O2, lượng xúc tác cần sử dụng, nồng độ thuốc nhuộm), để vật liệu MIL-88B(Fe) thể hoạt tính quang xúc tác tốt chất màu hữu cơ: Orange G, Congo Red, Methylene Blue Việc khảo sát thực tương tự xúc tác Degussa P25 nhằm mục đích so sánh với kết thu từ vật liệu MIL-88B(Fe) Xúc tác MIL-88B(Fe) thể hoạt tính quang xúc tác tốt điều kiện có kết hợp với H2O2 Xúc tác MIL-88B(Fe) thể có hoạt tính quang xúc tác tốt hợp chất màu hữu cơ: Orange G, Congo Red, Methylene Blue Tốt xúc tác Degussa P25 sử dụng nhiều nay.Đề tài tạo tiền đề cho nghiên cứu sâu việc xử lý nước thải nganh dệt nhuộm IV.2 Kiến nghị Trong trình thực đề tài vấp phải khơng khó khăn thiếu sót, cần khắc phục Tuy nhiên, đề tài đạt số kết ban đầu khả quan, làm tiền đề cho nghiên cứu Vì em có vài đề nghị hướng nghiên cứu tiếp tục sau: Nghiên cứu nâng cao hoạt tính xúc tác vật lệu MIL-88B(Fe) đồng thờinghiên cứu tổng hợp vật liệu có diện tích bề mặt cao Nghiên cứu khả thu hồi xúc tác độ bền xúc tác Nghiên cứu khả tạo màng từ xúc tác MIL-88B(Fe) nhằm tăng khả SVTH: LÊ TIẾN SĨ 45 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ứng dụng thức tế SVTH: LÊ TIẾN SĨ 46 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Z Wang, G Chen, K Ding, Chem Rev 109(2009)322 [2] J-R, Li, R.J.Kuppler, H C zhou, Chem Soc Rev 38 (2009) 1477 [3] G Férey, Chem, Soc, Rev 37 (2008) 191 [4] B Mc Enaney, E.Alain, Y.E.Yin, T J Mays, NATO Sci Ser., Ser E 374 (2001) [5] D.J BOrns, Theory Appl Transp Porous Media 20 (2006) 407 [6] R E Morris, P S Wheatley, Angew Chem Int Ed Engl 47 (2008) 4966 [7] K S W Sing, D H Everett; R.A W Haul; L Moscou; R A Piertti; J rouquerol, T Siemieniewska, Pure and Applied Chemistry 1985, 57, 603 [8] Ryan J Kupplera, D J T, Quian – Rong fang, Coordination Chemistry Rev 2009 [9] Burrows, A D , Dalton Trans.2008: p.6780-6795 [10] O M Yaghi, G Li, H Li, Nature 1995, 378, 703 [11] Camilla Cathamina scherb, Controlling the surface growth of Metal-Organic framework, 2009: p102 [12] Hee K Chae; D.Y.S – P., Jahem Kim, Yong Bok Go; Mohamed Eddaoudi, Adam J matzger, Michael O’Keefle, Omar M Yaghi; Nature 2004, 427: p523 – 527 [13] you – Kyong Seo, G H , In Tae Jang, Young Kyu Hwang, Chul-Ho Jun, Jong – San Chang, Microporous and Mesoporous Materials 2009.119: p: 331-337 [14] Shilun Qiu, G Z., Coordination Chemistry Reviews 2009 [15] Andrew R Millward, O M Y, J AM CHEM SOC 2005 127: p 17998 – 17999 [16] M D Allen dorf, C A B., R K Bhakta; R J T Houk, Chem Soc Rev 2009 38 p: 1330 - 1352 SVTH: LÊ TIẾN SĨ 47 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ TIẾN SĨ 48 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ TIẾN SĨ 49 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ TIẾN SĨ 50 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ TIẾN SĨ 51 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: LÊ TIẾN SĨ 52 ... Lavoisier-88(Fe) MCM-41 Mobile Crystalline Material-41 UCLA University California Los Angeles MeOH Methanol DEF Diethylforamide ZMOF-n Zeolite-like metal organic framework HKUST Hong Kong University... Yaghi tổng hợp I.4.3 Ứng dụng sinh học MOFs có nhiều ứng dụng lĩnh vực sinh học y khoa, MOFs có kích thuớc lỗ xốp từ 0,4 đến nm tích trữ khí tốt, có khí NO Trong ứng dụng sinh học, MOFs chất mang... electron e–CB mang điện tích âm gọi electron quang sinh vùng hóa trị có lỗ trống mang điện tích dương h+ gọi lỗ trống quang sinh Các lỗ trống quang sinh h+ với khả oxi hóa mạnh tác dụng trực tiếp