Tổng hợp xúc tác dị cấu trúc cotio3 tio2 cho phản ứng quang phân hủy cinnamic acid ở pha lỏng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MƠN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỔNG HỢP XÚC TÁC DỊ CẤU TRÚC CoTiO3-TiO2 CHO PHẢN ỨNG QUANG PHÂN HỦY CINNAMIC ACID Ở PHA LỎNG GVHD: TS NGUYỄN TRÍ SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO MSSV: 1613221 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MƠN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TỔNG HỢP XÚC TÁC DỊ CẤU TRÚC CoTiO3-TiO2 CHO PHẢN ỨNG QUANG PHÂN HỦY CINNAMIC ACID Ở PHA LỎNG GVHD: TS NGUYỄN TRÍ SVTH: NGUYỄN THỊ THU THẢO MSSV: 1613221 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ tên: NGUYỄN THỊ THU THẢO MSSV: 1613221 Ngành: Kỹ Thuật Chế biến Dầu khí Lớp: HC16DK TÊN ĐỀ TÀI Tổng hợp xúc tác dị cấu trúc CoTiO 3-TiO2 cho phản ứng quang phân hủy cinnamic acid pha lỏng NHIỆM VỤ - Điều chế xúc tác CoTiO3 phương pháp sol – gel CoTiO3-TiO2 phương pháp thủy nhiệt - Nghiên cứu đặc trưng lý – hóa (TGA/DSC, XRD, Raman, UV-Vis, BET, SEM, TEM, FT-IR) xúc tác CoTiO3-TiO2 - Tối ưu hóa điều kiện phản ứng quang phân hủy cinnamic acid (hàm lượng xúc tác, lưu lượng khơng khí, pH dung dịch) - So sánh hoạt tính xúc tác CoTiO 3-TiO2 TiO2 điều kiện tối ưu phản ứng quang phân hủy cinnamic acid pha lỏng - Làm sáng tỏ mối tương quan đặc trưng lý hóa, điều kiện phản ứng hoạt tính xúc tác NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 09/2019 NGÀY HOÀN THÀNH: 24/07/2020 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Trí Nội dung yêu cầu Luận văn tốt nghiệp thông qua mơn Tp.Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 07 năm 2020 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TS ĐÀO THỊ KIM THOA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS NGUYỄN TRÍ PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): …………………………………………………………… Đơn vị: ……………………………………………………………………………… Ngày bảo vệ: ……………………………….……………………………….………… Điểm tổng kết: ……………………………………………………………………… Nơi lưu trữ: ………………………………………………………………………… NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… LỜI CẢM ƠN Lời em xin trân trọng cảm ơn may mắn thành viên Khoa Kỹ thuật Hóa học, suốt thời gian học tập rèn luyện trường Đại học Bách Khoa TPHCM em trưởng thành lên nhiều, tích lũy nhiều học kinh nghiệm, kỹ từ quý Thầy Cơ giúp em có hành trang tốt để bước tiếp tương lai Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Q Thầy/Cơ, Anh/Chị Phịng Dầu khí – Xúc tác Phịng Q trình Thiết bị thuộc Viện Cơng Nghệ Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học Công Nghệ Việt Nam đặc biệt TS Nguyễn Trí, anh Nguyễn Điền Trung, anh Nguyễn Phụng Anh, nguời dõi theo, nhắc nhở hướng dẫn tận tình, giúp đỡ em hồn thành tốt luận văn Tiếp theo, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS TSKH Lưu Cẩm Lộc, Quý Thầy/Cô thuộc môn Kỹ thuật Chế biến Dầu khí, Khoa Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, người giảng dạy, truyền đạt cho chúng em kiến thức hữu ích suốt khoảng thời gian học trường Em xin cảm ơn tất anh chị, bạn bè, người thân ủng hộ, tin tưởng động viên em suốt thời gian qua Mong sau người bên cạnh em khoảng thời gian tới Tuy nhiên kiến thức có hạn nên nội dung báo cáo không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đánh giá, góp ý q Thầy Cơ bạn đọc để báo cáo hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Thị Thu Thảo i TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong khuôn khổ đề tài “Tổng hợp xúc tác dị cấu trúc CoTiO3-TiO2 cho phản ứng quang phân hủy cinnamic acid pha lỏng”, xúc tác CoTiO điều chế phương pháp sol – gel tìm điều kiện điều chế tốt nhiệt độ nung, thời gian nung để tổng hợp xúc tác Ở đây, CoTiO3 nung 600, 650, 700, 750 ᵒC với thời gian nung giờ, để nghiên cứu cấu trúc hình thành pha vật liệu Tiếp theo sử dụng xúc tác CoTiO điều chế trước tổng hợp CoTiO3-TiO2 phương pháp thủy nhiệt Các xúc tác nghiên cứu đặc trưng lý – hóa như: phân tích nhiệt trọng lượng vi sai (TGA/DSC), thành phần pha (XRD), phổ Raman, diện tích bề mặt riêng, kích thước lỗ xốp (BET), nhóm chức xúc tác (IR), hình thái bề mặt (SEM, TEM) vùng hấp thu ánh sáng (UV-Vis) Việc kết hợp CoTiO3 TiO2 giúp giảm kích thước hạt, tăng diện tích bề mặt riêng so với CoTiO3 điều chế phương pháp sol – gel, giảm lượng vùng cấm với Eg = 3,09 eV, mở rộng bước sóng hấp thu ánh sáng từ vùng UV sang vùng khả kiến (λ = 402 nm) Kết khảo sát hoạt tính xúc tác phản ứng quang phân hủy cinnamic acid với tác nhân oxy hóa O xác định điều kiện phản ứng tối ưu (tỷ lệ phần trăm khối lượng CoTiO3 TiO2 hỗn hợp xúc tác, hàm lượng xúc tác, lưu lượng khơng khí, pH dung dịch ban đầu) xúc tác CoTiO3-TiO2 Ở điệu kiện tối ưu, xúc tác 5%CoTiO3-TiO2 có độ chuyển hóa cinnamic acid đạt 80% sau 90 phút phản ứng cao so với xúc tác TiO2 nguyên CoTiO3; quy cho tương tác dị thể CoTiO3 TiO2 ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam kết luận văn hồn thành dựa kết nghiên cứu kết chưa dùng cho luận văn khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 07 năm 2020 Người thực Nguyễn Thị Thu Thảo iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN .ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ viii DANH MỤC BẢNG x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI .2 1.3 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI .3 1.4 ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN LUẬN VĂN CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Q TRÌNH OXY HĨA NÂNG CAO (AOP) .4 2.1.1 Các trình tạo gốc tự hydroxyl OH* 2.1.2 Phân loại trình oxy hóa nâng cao 2.2 PHẢN ỨNG XÚC TÁC QUANG HÓA 2.2.1 Phản ứng xúc tác quang dị thể 2.2.2 Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa 2.3 XÚC TÁC QUANG TiO2 .9 2.3.1 Cấu trúc TiO2 2.3.2 Cơ chế xúc tác quang TiO2 11 2.3.3 Phương pháp điều chế TiO2 .12 2.4 XÚC TÁC PEROVSKITE CoTiO3 .14 iv 2.4.1 Cấu trúc Perovskite 14 2.4.2 Phương pháp điều chế CoTiO3 15 2.5 XÚC TÁC CoTiO3-TiO2 .17 2.6 CINNAMIC ACID 18 2.7 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHẢN ỨNG QUANG OXY HÓA 19 2.7.1 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác 19 2.7.2 Ảnh hưởng pH dung dịch phản ứng 20 2.7.3 Ảnh hưởng tác nhân oxy hóa 20 a Tác nhân oxy (O2) 20 b Tác nhân ozon (O3) 21 c Tác nhân hydro peroxide (H2O2) 21 2.7.4 Ảnh hưởng bước sóng ánh sáng, cường độ ánh sáng .22 2.7.5 Ảnh hưởng độ đục dung dịch phản ứng 22 2.7.6 Ảnh hưởng kích thước hạt xúc tác 23 2.7.7 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch 23 2.8 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ XÚC TÁC QUANG TiO2 VÀ CoTiO3-TiO2 .24 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 27 3.1 ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC CoTiO3 27 3.1.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất .27 3.1.2 Điều chế xúc tác CoTiO3 phương pháp sol – gel .27 3.2 ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC CoTiO3-TiO2 28 3.2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất .28 3.2.2 Điều chế xúc tác CoTiO3-TiO2 phương pháp thủy nhiệt 29 3.3 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CÁC ĐẶC TRƯNG HÓA-LÝ CỦA XÚC TÁC 30 v 3.3.1 Xác định thành phần pha phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 30 3.3.2 Xác định diện tích bề mặt riêng phương pháp hấp phụ BET 31 3.3.3 Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến (UV-Vis DRS) 34 3.3.4 Phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến (UV-Vis) 35 3.3.5 Hình thái bề mặt xúc tác (SEM, TEM) 36 3.3.6 Xác định phổ Raman .38 3.3.7 Xác định phổ FT - IR .39 3.3.8 Xác định PZC 40 3.3.9 Xác định TGA 41 3.4 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CỦA XÚC TÁC TRONG PHẢN ỨNG QUANG PHÂN HỦY CINNAMIC ACID 42 3.4.1 Hệ thống phản ứng 42 3.4.2 Chuẩn bị phản ứng 44 3.4.3 Khảo sát phản ứng quang oxy hóa 44 a Ảnh hưởng tỷ lệ phần trăm khối lượng CoTiO3 TiO2 45 b Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác 45 c Ảnh hưởng lưu lượng khơng khí .45 d Ảnh hưởng pH dung dịch ban đầu 46 3.4.4 Phương pháp phân tích cinnamic acid nước 46 a Xây dựng đường chuẩn 46 b Phân tích cinnamic acid nước .47 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 48 4.1 CÁC ĐẶC TRƯNG LÝ – HÓA CỦA CÁC XÚC TÁC .48 4.1.1 Phổ nhiễu xạ tia X 48 4.1.2 Phổ FT – IR .51 vi Tài liệu tham khảo SVTH: Nguyễn Thị Thu Thảo [30] Trần Thái Hòa, Đinh Quang Khiếu, Trần Quốc Việt, "Nghiên cứu phản ứng quang oxy hóa xanh methylen xúc tác TiO2 nano tác dụng ánh sáng mặt trời ", Hue University Journal of Science 65(2), 2013 [31] Azarmidokht Hosseinnia, Mansoor Keyanpour-Rad, Mohammad Pazouki, "Photo-catalytic degradation of organic dyes with different chromophores by synthesized nanosize TiO2 particles", World Applied Sciences Journal 8(11), pp 1327-1332, 2010 [32] Kyeong Youl JungSeung Bin Park, "Effect of calcination temperature and addition of silica, zirconia, alumina on the photocatalytic activity of titania", Korean Journal of Chemical Engineering 18(6), pp 879-888, 2001 [33] Barbara Kasprzyk-Hordern, Maria Ziółek, Jacek Nawrocki, "Catalytic ozonation and methods of enhancing molecular ozone reactions in water treatment", Applied Catalysis B: Environmental 46(4), pp 639-669, 2003 [34] B KrishnakumarM Swaminathan, "Influence of operational parameters on photocatalytic degradation of a genotoxic azo dye Acid Violet in aqueous ZnO suspensions", Spectrochimica Acta Part A: Molecular Biomolecular Spectroscopy 81(1), pp 739-744, 2011 [35] NA Laoufi, D Tassalit, F Bentahar, "The degradation of phenol in water solution by TiO2 photocatalysis in a helical reactor", Global NEST Journal 10(3), pp 404-418, 2008 [36] Robert Liang, Anming Hu, Mélisa Hatat-Fraile, Norman Zhou (2014), "Development of TiO2 nanowires for membrane filtration applications", Nanotechnology for Water Treatment and Purification, Springer, pp 47-77 [37] Yulong Liao, Wenxiu Que, Qiaoying Jia, Yucheng He, Jin Zhang, Peng Zhong, "Controllable synthesis of brookite/anatase/rutile TiO2 nanocomposites and single-crystalline rutile nanorods array", Journal of Materials Chemistry 22(16), pp 7937-7944, 2012 [38] Santi Maensiri, Paveena Laokul, Jutharatana Klinkaewnarong, "A simple synthesis and room-temperature magnetic behavior of Co-doped anatase TiO 78 Tài liệu tham khảo SVTH: Nguyễn Thị Thu Thảo nanoparticles", Journal of Magnetism Magnetic Materials 302(2), pp 448-453, 2006 [39] AJ Maira, KL Yeung, CY Lee, PL Yue, CK Chan, "Size effects in gas-phase photo-oxidation of trichloroethylene using nanometer-sized TiO2 catalysts", Journal of Catalysis 192(1), pp 185-196, 2000 [40] Liqun Mao, Qinglin Li, Hongxin Dang, Zhijun Zhang, "Synthesis of nanocrystalline TiO2 with high photoactivity and large specific surface area by sol–gel method", Materials research bulletin 40(2), pp 201-208, 2005 [41] Amalia Mesaros, Cristina D Ghitulica, Mihaela Popa, Raluca Mereu, Adriana Popa, Traian Petrisor Jr, Mihai Gabor, Adrian Ionut Cadis, Bogdan S Vasile, "Synthesis, structural and morphological characteristics, magnetic and optical properties of Co doped ZnO nanoparticles", Ceramics International 40(2), pp 2835-2846, 2014 [42] M Muneer, M Qamar, M Saquib, DW Bahnemann, "Heterogeneous photocatalysed reaction of three selected pesticide derivatives, propham, propachlor and tebuthiuron in aqueous suspensions of titanium dioxide", Chemosphere 61(4), pp 457-468, 2005 [43] Thị Hải Nguyễn (2016), Nghiên cứu tổng hợp ứng dụng vật liệu Composite TiO2 số chất mang để xử lý phẩm màu DB 71 môi trường nước: Luận văn Thạc sĩ khoa học Chuyên ngành Hóa môi trường [Mã số: 60440120], Đại học Quốc gia Hà Nội (Trường Đại học Khoa học Tự nhiên) [44] Hsin-Hung OuShang-Lien Lo, "Review of titania nanotubes synthesized via the hydrothermal treatment: Fabrication, modification, and application", Separation Purification Technology 58(1), pp 179-191, 2007 [45] Eduardo PinoMaria Victoria Encinas, "Photocatalytic degradation of chlorophenols on TiO2-325mesh and TiO2-P25 An extended kinetic study of photodegradation under competitive conditions", Journal of photochemistry photobiology A: Chemistry 242, pp 20-27, 2012 [46] N Ramadass, "ABO3-type oxides—Their structure and properties—A bird's eye view", Materials Science Engineering 36(2), pp 231-239, 1978 79 Tài liệu tham khảo SVTH: Nguyễn Thị Thu Thảo [47] MM Rashad, EM Elsayed, MS Al-Kotb, AE Shalan, "The structural, optical, magnetic and photocatalytic properties of transition metal ions doped TiO nanoparticles", Journal of Alloys Compounds 581, pp 71-78, 2013 [48] Sher Bahadur Rawal, Sandipan Bera, Daeki Lee, Du-Jeon Jang, Wan In Lee, "Design of visible-light photocatalysts by coupling of narrow bandgap semiconductors and TiO2: effect of their relative energy band positions on the photocatalytic efficiency", Catalysis Science Technology 3(7), pp 1822-1830, 2013 [49] David Reyes-Coronado, G Rodríguez-Gattorno, ME Espinosa-Pesqueira, C Cab, R d de Coss, G Oskam, "Phase-pure TiO2 nanoparticles: anatase, brookite and rutile", Nanotechnology 19(14), p 145605, 2008 [50] Hadi Rezaei-Vahidian, Ali Reza Zarei, Ali Reza Soleymani, "Degradation of nitro-aromatic explosives using recyclable magnetic photocatalyst: catalyst synthesis and process optimization", Journal of hazardous materials 325, pp 310-318, 2017 [51] Angela-Guiovana RinconCesar Pulgarin, "Effect of pH, inorganic ions, organic matter and H2O2 on E coli K12 photocatalytic inactivation by TiO2: implications in solar water disinfection", Applied Catalysis B: Environmental 51(4), pp 283302, 2004 [52] Bipul Sarkar, Chandrashekar Pendem, LN Sivakumar Konathala, Takehiko Sasaki, Rajaram Bal, "Formation of ilmenite-type CoTiO3 on TiO2 and its performance in oxidative dehydrogenation of cyclohexane with molecular oxygen", Catalysis Communications 56, pp 5-10, 2014 [53] Mariom Shilpy, Muhammad Ali Ehsan, Tammar Hussein Ali, Sharifah Bee Abd Hamid, Md Eaqub Ali, "Performance of cobalt titanate towards H 2O2 based catalytic oxidation of lignin model compound", RSC advances 5(97), pp 7964479653, 2015 [54] Hajime Shirayama, Yoshimitsu Tohezo, Shigeru Taguchi, "Photodegradation of chlorinated hydrocarbons in the presence and absence of dissolved oxygen in water", Water research 35(8), pp 1941-1950, 2001 80 Tài liệu tham khảo SVTH: Nguyễn Thị Thu Thảo [55] Mudit Singh, Fan Qin, Olga I Perez Ordoñez, Wenli Yang, Jiming Bao, Arda Genc, Viktor G Hadjiev, Francisco C Robles Hernandez, "Unusual catalytic activity of TiO2–CoTiO3 under 1064 nm pulsed laser illumination", Catalysis Today, 2019 [56] Shuang Song, Xing Xu, Lejin Xu, Zhiqiao He, Haiping Ying, Jianmeng Chen, Bing Yan, "Mineralization of CI Reactive Yellow 145 in aqueous solution by ultraviolet-enhanced ozonation", Industrial engineering chemistry research 47(5), pp 1386-1391, 2008 [57] AS Stasinakis, "Use of selected advanced oxidation processes (AOPs) for wastewater treatment–a mini review", Global NEST journal 10(3), pp 376-385, 2008 [58] C TangV Chen, "The photocatalytic degradation of reactive black using TiO2/UV in an annular photoreactor", Water Research 38(11), pp 2775-2781, 2004 [59] Phạm Thị Tươi, Nguyễn Cao Khang, Ngô Ngọc Hoa, Nguyễn Ngọc Anh, Phan Ngọc Hồng, Đỗ Trà Hương, Đặng Văn Thành, "Nghiên cứu chế tạo vật liệu TiO đa pha tinh thể ứng dụng xử lý màu methylen xanh mơi trường nước", Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh học 21(4), p 123, 2017 [60] Fang Tian, Yupeng Zhang, Jun Zhang, Chunxu Pan, "Raman spectroscopy: a new approach to measure the percentage of anatase TiO exposed (001) facets", The Journal of Physical Chemistry C 116(13), pp 7515-7519, 2012 [61] Trần Mạnh Trí, "Trần Mạnh Trung-Các Q trình Oxy hóa nâng cao xử lý nước nước thải–Cơ sở Khoa học Ứng dụng", Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 [62] Nguyen D Trung, Ha C Anh, Nguyen Tri, Phuong PH, Hoang T Cuong, "A Low Temperature Fabrication and Photoactivity of Al 2TiO5 in Cinnamic Acid Degradation", MATERIALS TRANSACTIONS 60(9), pp 2022-2027, 2019 [63] Jian Long WangLe Jin Xu, "Advanced oxidation processes for wastewater treatment: formation of hydroxyl radical and application", Critical reviews in environmental science technology 42(3), pp 251-325, 2012 81 Tài liệu tham khảo SVTH: Nguyễn Thị Thu Thảo [64] Yongbing WangChia-swee Hong, "Effect of hydrogen peroxide, periodate and persulfate on photocatalysis of 2-chlorobiphenyl in aqueous TiO suspensions", Water Research 33(9), pp 2031-2036, 1999 [65] Chung-Hsin Wu, Chao-Yin Kuo, Chung-Liang Chang, "Homogeneous catalytic ozonation of CI Reactive Red by metallic ions in a bubble column reactor", Journal of hazardous materials 154(1-3), pp 748-755, 2008 [66] Yong XuMartin AA Schoonen, "The absolute energy positions of conduction and valence bands of selected semiconducting minerals", American Mineralogist 85(3-4), pp 543-556, 2000 [67] Weiliang Xue, Guowen Zhang, Xiongfa Xu, Xueling Yang, Chaojun Liu, Yuehua Xu, "Preparation of titania nanotubes doped with cerium and their photocatalytic activity for glyphosate", Chemical Engineering Journal 167(1), pp 397-402, 2011 [68] Jing Quan YuYoshihisa Matsui, "Effects of root exudates of cucumber (Cucumis sativus) and allelochemicals on ion uptake by cucumber seedlings", Journal of Chemical Ecology 23(3), pp 817-827, 1997 [69] E Zarazua-Morín, LM Torres-Martínez1 D Sánchez-Martínez, Laura E OchoaMartínez, "Preparation and evaluation photocatalytic of the CoTiO and CoTiO3/TiO2", [70] Guo Wei Zhou, Don-Geun Lee, Young-Hwan Kim, Chang-Woo Kim, YoungSoo Kang, "Preparation and Spectroscopic Characterization of Ilmenite-Type CoTiO3 Nanoparticles", Bulletin of the Korean Chemical Society 27(3), pp 368372, 2006 [71] Dien-Trung Nguyen, Cam-Anh Ha, Tri Nguyen, "Controlling Phase Composition, Properties and Activity of TiO2 Nano-Photocatalyst Synthesized by Hydrothermal Technique in the Degradation of Cinnamic Acid Solution", Journal of Nanoscience Nanotechnology 20(9), pp 5418-5425, 2020 82 PHỤ LỤC Phụ lục Kết phân tích BET Phụ lục 1.1 Diện tích bề mặt riêng a Diện tích bề mặt riêng xúc tác CTO b Diện tích bề mặt riêng xúc tác 5%CoTiO3-TiO2 c Diện tích bề mặt riêng xúc tác 7%CoTiO3-TiO2 Phụ lục 1.2 Đường kính lỗ xốp a Đường kính lỗ xốp xúc tác CoTiO3 b Đường kính lỗ xốp xúc tác 5%CoTiO3-TiO2 c Đường kính lỗ xốp xúc tác 7%CoTiO3-TiO2 Phụ lục Kết khảo sát hoạt tính quang oxy hóa xúc tác Phụ lục 2.1 Độ chuyển hóa dung dịch CA xúc tác TiO2 xúc tác CoTiO3-TiO2 t (phút) -40 10 15 20 25 30 40 50 60 75 90 TiO2 Ct (mg/L) 49,5 47,9 36,7 34,0 31,1 28,7 25,7 24,6 21,0 19,2 16,3 13,9 12,5 X (%) 0,0 3,1 25,9 31,2 37,1 42,0 48,1 50,3 57,5 61,3 67,1 71,9 74,8 2%CoTiO3-TiO2 5%CoTiO3-TiO2 Ct X Ct X (mg/L) (%) (mg/L) (%) 48,8 0,0 49,6 0,0 48,0 1,6 48,5 2,2 36,9 24,3 36,1 27,2 32,3 33,9 31,6 36,2 28,6 41,3 28,9 41,8 26,3 46,1 25,5 48,5 24,6 49,6 23,7 52,1 22,7 53,4 21,9 55,7 19,9 59,3 18,6 62,4 17,0 65,2 16,1 67,6 14,7 69,8 13,7 72,5 12,0 75,4 10,9 77,9 9,9 79,7 9,5 80,9 7%CoTiO3-TiO2 Ct X (mg/L) (%) 49,6 0,0 48,1 3,0 39,7 19,9 36,4 26,6 35,8 27,9 32,1 35,2 31,1 37,2 28,2 43,2 25,4 48,7 22,3 55,1 20,9 57,9 18,0 63,7 16,6 66,5 Phụ lục 2.2 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác 5% CoTiO3-TiO2 đến độ chuyển hóa CA t (phút) -40 10 15 20 25 30 40 50 60 75 90 Cxt = 0,5 g/L Ct X (mg/L) (%) 48,2 0,0 47,2 1,9 38,8 19,5 33,1 31,2 31,6 34,3 28,8 40,3 28,0 41,9 25,8 46,4 23,0 52,2 20,5 57,5 17,8 63,0 15,7 67,5 12,4 74,2 Cxt = 0,75 g/L Ct X (mg/L) (%) 49,6 0,0 48,5 2,2 36,1 27,2 31,6 36,2 28,9 41,8 25,5 48,5 23,7 52,1 21,9 55,7 18,6 62,4 16,1 67,6 13,7 72,5 10,9 77,9 9,5 80,9 Cxt = g/L Ct X (mg/L) (%) 48,6 0,0 47,3 2,6 37,2 23,5 32,5 33,1 29,0 40,3 26,5 45,4 24,5 49,5 22,6 53,5 19,0 60,9 17,6 63,7 15,2 68,7 13,0 73,3 10,2 78,9 Cxt = 1,25 g/L Ct X (mg/L) (%) 48,6 0,0 46,5 4,2 37,3 23,2 33,6 30,8 31,1 35,9 27,2 43,9 25,4 47,8 23,6 51,4 20,8 57,2 17,9 63,1 15,4 68,4 13,6 72,0 11,2 77,0 Phụ lục 2.3 Ảnh hưởng lưu lượng không khí đến độ chuyển hóa CA t (phút) -40 10 15 20 25 30 40 50 60 75 90 Q = L/ph Ct X (mg/L) (%) 50,9 0,0 49,9 1,8 39,3 22,7 35,4 30,5 32,7 35,7 29,9 41,3 27,8 45,3 26,4 48,2 24,7 51,5 22,3 56,1 19,7 61,3 16,5 67,5 16,0 68,6 Q = 0,1 L/ph Ct X (mg/L) (%) 50,2 0,0 49,3 1,7 39,2 21,8 36,1 28,1 33,2 33,8 29,9 40,5 27,8 44,7 24,8 50,5 21,8 56,6 18,6 62,9 16,4 67,2 13,7 72,8 11,5 77,1 Q = 0,3 L/ph Ct X (mg/L) (%) 49,6 0,0 48,5 2,2 36,1 27,2 31,6 36,2 28,9 41,8 25,5 48,5 23,7 52,1 21,9 55,7 18,6 62,4 16,1 67,6 13,7 72,5 10,9 77,9 9,5 80,9 Q = 0,5 L/ph Ct X (mg/L) (%) 49,8 0,0 48,7 2,2 37,8 24,1 34,9 29,9 30,5 38,8 28,5 42,7 26,8 46,3 24,1 51,6 22,5 54,8 19,2 61,4 17,8 64,2 15,6 68,7 14,0 71,8 Phụ lục 2.4 Ảnh hưởng pH dung dịch đến độ chuyển hóa CA t (phút ) -40 10 15 20 25 30 40 50 60 75 90 pH = pH = 3,8 pH = pH = pH = Ct X Ct X Ct X Ct X Ct X (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) 50,3 0,0 49,6 0,0 51,4 0,0 49,3 0,0 49,8 0,0 49,6 1,4 48,5 2,2 50,3 2,1 48,6 1,4 49,6 0,5 49,4 1,7 36,1 27,2 46,1 10,4 48,2 2,0 49,3 1,1 48,6 3,4 31,6 36,2 43,9 14,6 47,9 2,7 48,5 2,6 47,8 4,9 28,9 41,8 42,5 17,3 47,1 4,4 47,9 3,7 47,3 5,9 25,5 48,5 40,3 21,7 46,8 5,0 47,6 4,4 46,6 7,3 23,7 52,1 39,3 23,5 46,3 6,0 47,4 4,8 45,8 8,8 21,9 55,7 37,2 27,6 45,6 7,4 47,1 5,5 44,3 11,9 18,6 62,4 34,9 32,1 44,9 8,8 46,3 7,0 43,3 13,9 16,1 67,6 32,8 36,2 44,0 10,7 46,1 7,5 41,5 17,4 13,7 72,5 30,9 40,0 42,7 13,4 45,8 8,1 38,1 24,2 10,9 77,9 28,3 44,9 41,4 15,9 45,8 8,1 35,8 28,7 9,5 80,9 27,4 46,8 41,4 15,9 45,2 9,2 Phụ lục 2.5 Độ bền xúc tác 5% CoTiO3-TiO2 phản ứng quang phân hủy CA (Cxt = 0,75 g/L; Q = 0,3 L/ph; pH = 3,8) t (phút ) -40 10 15 20 25 30 40 50 60 75 90 Lần Lần Lần Lần Lần Ct X Ct X Ct X Ct X Ct X (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) 51,0 0,0 49,3 0,0 49,9 0,0 49,4 0,0 48,0 0,0 49,4 3,0 48,9 0,8 48,7 2,5 49,3 0,3 47,4 1,3 38,4 24,7 43,9 10,9 45,6 8,7 44,1 10,8 43,7 8,9 35,1 31,1 42,8 13,1 43,4 13,2 44,4 10,2 42,5 11,5 32,3 36,5 39,9 19,1 41,1 17,7 40,2 18,7 41,2 14,2 31,3 38,5 39,4 20,0 39,6 20,7 37,9 23,2 37,2 22,5 28,2 44,6 38,4 22,0 37,1 25,8 38,1 22,9 37,0 22,9 26,0 49,0 36,7 25,5 34,4 31,1 35,4 28,4 37,0 22,9 23,9 53,1 33,2 32,6 33,0 33,9 31,8 35,6 34,0 29,1 21,5 57,8 31,6 35,7 29,3 41,3 31,1 37,0 32,6 32,1 18,5 63,8 28,7 41,7 28,5 42,9 28,7 41,9 30,6 36,3 15,4 69,7 26,6 46,0 25,6 48,8 26,7 46,0 27,1 43,5 12,6 75,2 21,1 57,2 22,2 55,6 22,0 55,4 22,9 52,3 t (phút ) -40 10 15 20 25 30 40 50 60 75 90 Lần Lần Lần Lần Lần 10 Ct X Ct X Ct X Ct X Ct X (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) 50,5 0,0 47,4 0,0 51,3 0,0 48,3 0,0 50,2 0,0 48,9 3,2 46,1 2,6 46,1 2,6 47,2 2,4 49,3 1,7 47,4 6,1 44,7 5,7 44,7 5,7 44,9 7,1 45,5 9,3 46,7 7,5 41,2 13,1 41,2 13,1 42,7 11,7 45,4 9,6 45,8 9,2 40,1 15,4 40,1 15,4 41,7 13,8 44,3 11,7 45,1 10,6 37,5 20,9 37,5 20,9 40,4 16,4 43,3 13,8 43,4 14,1 37,2 21,6 37,2 21,6 38,9 19,4 42,3 15,6 41,5 17,8 35,4 25,4 35,4 25,4 35,8 25,8 41,9 16,5 39,5 21,8 34,2 27,8 34,2 27,8 34,6 28,4 39,9 20,4 36,8 27,0 31,6 33,2 31,6 33,2 32,9 31,9 38,4 23,5 34,6 31,5 29,1 38,6 29,1 38,6 30,6 36,8 35,5 29,2 31,2 38,2 29,3 38,1 29,3 38,1 29,0 40,0 34,7 30,8 26,1 48,2 24,2 48,9 24,2 48,9 28,5 41,1 30,5 39,3 Phụ lục 2.6 Độ bền xúc tác TiO2 phản ứng quang phân hủy CA (Cxt = 0,75 g/L; Q = 0,3 L/ph; pH = 3,8) t (phút ) -40 10 15 20 25 30 40 50 60 75 90 Lần Lần Lần Lần Lần Ct X Ct X Ct X Ct X Ct X (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) (mg/L) (%) 50,2 49 50,3 51,3 48,3 45,6 9,1 47,9 2,4 48,1 4,3 49,3 3,9 47,5 1,8 41,7 16,8 41,8 14,7 43,2 14,1 44,8 12,7 42,6 11,9 38,3 23,6 40 18,4 40,5 19,5 41,3 19,5 40,5 16,2 35,4 29,4 37,8 22,9 37,9 24,6 38,5 24,8 38,1 21,2 33,1 34 34,8 29 35,2 30 35,3 31,2 35,9 25,6 29,9 40,3 32,8 33,1 33,1 34,3 33,7 34,3 34,3 29 28,5 43,1 30,4 38 30,6 39,1 30,2 41,1 32 33,8 25,5 49,1 27 44,9 27,2 45,9 26,4 48,6 28,8 40,5 21,8 56,6 24,4 50,3 24,5 51,3 24,5 52,2 26,2 45,8 18,8 62,6 21,2 56,8 21,3 57,7 21,3 58,4 22,9 52,7 14,7 70,8 17,3 64,7 17,6 65,1 18,5 63,8 19 60,7 12,7 74,7 13,9 71,7 14,6 71,1 15,4 70 15,6 67,7 ... TÊN ĐỀ TÀI Tổng hợp xúc tác dị cấu trúc CoTiO 3 -TiO2 cho phản ứng quang phân hủy cinnamic acid pha lỏng NHIỆM VỤ - Điều chế xúc tác CoTiO3 phương pháp sol – gel CoTiO3- TiO2 phương pháp thủy nhiệt... Thảo i TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong khuôn khổ đề tài ? ?Tổng hợp xúc tác dị cấu trúc CoTiO3- TiO2 cho phản ứng quang phân hủy cinnamic acid pha lỏng? ??, xúc tác CoTiO điều chế phương pháp sol – gel tìm điều... 2.1.2 Phân loại q trình oxy hóa nâng cao 2.2 PHẢN ỨNG XÚC TÁC QUANG HÓA 2.2.1 Phản ứng xúc tác quang dị thể 2.2.2 Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa 2.3 XÚC TÁC QUANG TiO2