Nghiên cứu điều chế và khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu nano tio2 mang fe3o4

Nghiên cứu điều chế và khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu nano tio2 mang fe3o4 Nghiên cứu điều chế và khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu nano tio2 mang fe3o4 Nghiên cứu điều chế và khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu nano tio2 mang fe3o4

THÀNH ĐỒN TP HỒ CHÍ MINH SỞ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH VƯỜN ƯƠM SÁNG TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRẺ * BÁO CÁO NGHIỆM THU (Đã chỉnh sửa theo góp ý Hội đồng nghiệm thu ngày 05-12- 2013) NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU NANO TiO2 MANG Fe3O4 Thủ trưởng Cơ quan chủ trì đề tài (Họ tên, chữ ký, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài TS Nguyễn Quang Long Giám đốc Sở Khoa học Công nghệ Chủ tịch Hội đồng nghiệm thu PGS.TS Nguyễn Thị Phương Phong MỤC LỤC Tóm tắt đề tài ii Danh sách chữ viết tắt iii Danh sách bảng .iv Danh sách hình iv CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Thông tin chung đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Nội dung đề tài 1.4 Sản phẩm đề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Các nghiên cứu nước 2.2 Các nghiên cứu nước 10 CHƯƠNG 3:NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 14 3.1 Tổng hợp vật liệu TiO2 mang Fe3O4 14 3.2 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác 24 3.3 Đánh giá khả tái sử dụng xúc tác 27 CHƯƠNG 4:KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 4.1 Kết phân tích đặc trưng vật liệu 28 3.3 Kết hoạt tính quang xúc tác 36 3.4 Kết khả tái sử dụng xúc tác 44 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47 5.1 Kết luận 47 5.2 Đề nghị 47 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang i Tóm tắt đề tài Với trữ lượng lớn khống titan vị trí gần xích đạo, Việt Nam có nhiều thuận lợi việc ứng dụng trình quang hóa TiO2 vật liệu chứng minh chất xúc tác quang hóa tốt cho ứng dụng xử lý chất ô nhiễm môi trường nước Tuy nhiên, vấn đề khó khăn việc ứng dụng vật liệu khả thu hồi tái sử dụng vật liệu xúc tác sau phản ứng pha lỏng Một phương pháp để giải khó khăn sử dụng vật liệu từ tính Trong nghiên cứu vật liệu TiO2 mang Fe3O3 tổng hợp nhiều phương pháp Cấu trúc đặc trưng vật liệu đươc đánh giá phương pháp phân tích đại nhiễu xạ tia X (XRD), hấp phụ N2 nhiệt độ thấp để xác định diện tích bề mặt riêng (BET), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Khả sử dụng vật liệu chất xúc tác quang hóa phân hủy chất hữu nước đánh giá thiết bị phản ứng dạng mẻ quy mơ phịng thí nghiệm Nghiên cứu kiểm tra hoạt tính xúc tác xúc tác thu hồi nam châm sau phản ứng quang hóa Abstract With large reserves of titanium and being located near the equator, Vietnam has advantages in applying photochemical processes The powder TiO2 has been proven as promising photocatalyst material for decomposition of organic pollution compounds in the aquatic environment However, a serious obstacle of application of this material is that it is difficult to recover and re-use the catalyst after the reaction One method to overcome this problem is to use magnetic catalytic materials In this study TiO2 containing Fe3O4 materials has been synthesized by different procedures The structure of the material is evaluated using modern methods such as X-ray diffraction (XRD), N2 adsorption method at low temperature to determine the specific surface area (BET), transmission electron microscopy (TEM) The ability to be used as a photocatalyst in decomposition of organic compounds in water treatment was evaluated using a laboratory-scale batch reactor The study also examined the activity of the used catalyst which collected by an external magnetic field after photocatalytic reactions Trang ii Danh sách chữ viết tắt TEOS : Tetraethyl orthosilicate TTIP : Titanium isopropoxide EtOH : Ethanol IpOH : Isopropanol MO : Methyl dacam XRD : Nhiễu xạ tia X (X-ray diffraction) TEM : Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmision electron microscope) BET : Phương pháp hấp phụ giải hấp theo mơ hình Brunauer–Emmett– Teller P25 : TiO2 thương mại công ty Degussa sản xuất TF : Mẫu xúc tác TiO2/Fe3O4 TSF1 : Mẫu xúc tác TiO2/SiO2/Fe3O4 số (tổng hợp phương pháp 1) TSF2 : Mẫu xúc tác TiO2/SiO2/Fe3O4 số (tổng hợp phương pháp 2) TSF3 : Mẫu xúc tác TiO2/SiO2/Fe3O4 số (tổng hợp phương pháp 2, biến tính bề mặt lõi phương pháp chế hóa bề mặt) TSF4 : Mẫu xúc tác TiO2/SiO2/Fe3O4 số (tổng hợp phương pháp 2, biến tính bề mặt lõi phương pháp nhiệt) TSF5 : Mẫu xúc tác TiO2/SiO2/Fe3O4 số (tổng hợp phương pháp 2, biến tính bề mặt lõi phương pháp nhiệt, lượng TTIP gấp đôi) TSF6 : Mẫu xúc tác TiO2/SiO2/Fe3O4 số (tổng hợp phương pháp 2, biến tính bề mặt lõi phương pháp nhiệt, bọc TiO2 lần) Trang iii Danh sách bảng Bảng 1: Tỉ khối lượng vùng cấm TiO2 Bảng 2: Đặc trưng phổ ánh nắng mặt trời 10 Bảng 3: Danh mục hóa chất- dụng cụ sử dụng nghiên cứu 14 Bảng 4:Các trang thiết bị sử dụng nghiên cứu 15 Bảng 5: Bảng thông số pha chế dung dịch chuẩn 24 Bảng 6: Kết diện tích bề mặt riêng vật liệu tổng hợp 33 Bảng 7: Bảng tổng hợp kết 45 Danh sách hình Hình 1: Cơ chế xúc tác quang hóa TiO2 Hình 2: Sơ đồ ứng dụng tính chất quang xúc tác TiO2 Hình 3: Độ rộng vị trí vùng cấm số chất bán dẫn Hình 4: Cấu trúc mạng Rutile TiO2 Hình 5: Cấu trúc mạng Anatase TiO2 Hình 6: Đồ thị biểu diễn số nắng TP.HCM (nguồn: Cục thống kê) 10 Hình 7: Quy trình tổng hợp Fe3O4 16 Hình 8: Quy trình tổng hợp SiO2/Fe3O4 17 Hình 9: Quy trình tổng hợp vật liệu xúc tác TF 19 Hình 10: Quy trình tổng hợp vật liệu xúc tác TSF1 20 Hình 11: Quy trình tổng hợp vật liệu xúc tác TSF2 21 Hình 13: Quy trình tổng hợp vật liệu xúc tác TSF4 23 Hình 14: Mơ hình hệ thống phản ứng quang hóa 26 Hình 15: Hệ thống phản ứng quang hóa Phịng Thí Nghiệm Xúc tác - ĐHBK 26 Hình 16: Máy phân tích UV-VIS Phịng Thí Nghiệm Xúc tác - ĐHBK 27 Hình 18: Kết nhiễu xạ XRD mẫu TF 29 Hình 19: Kết nhiễu xạ XRD mẫu TSF1 29 Hình 20: Kết nhiễu xạ XRD mẫu TSF2 30 Hình 21: Kết nhiễu xạ XRD vật liệu TSF4 30 Trang iv Hình 22: Kết nhiễu xạ XRD vật liệu TSF3 31 Hình 24: Kết hình ảnh TEM vật liệu nano Fe3O4 33 Hình 25: Kết khảo sát từ trễ vật liệu nano Fe3O4 phương pháp VSM 34 Hình 26: Kết hình ảnh TEM vật liệu nano Fe3O4@TiO2 (TF) 35 Hình 27: Kết hình ảnh TEM vật liệu nano Fe3O4@SiO2@TiO2 (TSF1) 35 Hình 28: Kết hình ảnh TEM vật liệu nano TSF4 36 Hình 29: Kết hình ảnh TEM vật liệu nano TSF5 36 Hình 30: Phổ UV-VIS mẫu dung dịch sau phản ứng với xúc tác Fe3O4, TF, TSF1, P25 38 Hình 31: Quang phân hủy hợp chất methyl da cam Điều kiện phản ứng: CMO,0 = 50 ppm; hàm lượng xúc tác: 0,5g/L 39 Hình 32: Phổ UV-VIS mẫu dung dịch sau phản ứng với xúc tác TSF2, TSF3, TSF4, TSF5 TSF6 40 Hình 33: Quang phân hủy hợp chất methyl da cam sử dụng vật liệu xúc tác khác Điều kiện phản ứng: CMO,0 = 50 ppm; hàm lượng xúc tác: 0,5g/L 41 Hình 34: Quang phân hủy hợp chất methyl da cam sử dụng hàm lượng xúc tác khác Điều kiện phản ứng: CMO,0 = 50 ppm 42 Hình 35: Phổ UV-VIS kết khảo sát ảnh hưởng hàm lượng chất xúc tác 43 Hình 36: Kết khảo sát khả thu hồi loại xúc tác khác 44 Trang v CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Thông tin chung đề tài Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU NANO TiO2 MANG Fe3O4 Chủ nhiệm đề tài: TS Nguyễn Quang Long Cơ quan chủ trì: Trung tâm Phát triển Khoa học Công nghệ Trẻ Thời gian thực đề tài: 11/2012 – 11/2013 Kinh phí duyệt: 80.000.000 đồng Kinh phí cấp: 72.000.000 đồng theo TB số : TB-SKHCN ngày / / 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát: Mục tiêu tổng quát đề tài điều chế khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu nano TiO2 mang Fe3O4 1.2.2Mục tiêu cụ thể: Tổng hợp vật liệu nano TiO2 mang Fe3O4 Phân tích đặt trưng cấu trúc vật liệu Khảo sát hoạt tính quang xúc tác bước đầu đánh giá khả thu hồi vật liệu 1.3 Nội dung đề tài Công việc thực STT Công việc dự kiến Chế tạo đánh giá vật liệu nano Chế tạo vật liệu nano Fe3O4 phương pháp đồng kết tủa đánh giá Fe3O4 vật liệu phân tích TEM, XRD, BET Chế tạo đánh giá đặc trưng xúc Chế tạo vật liệu TiO2 mang Fe3O4 tác vật liệu nano TiO2 mang quy trình tổng hợp khác Fe3O4 nhau.Đặc trưng xúc tác vật liệu nano TiO2 mang Fe3O4 đánh giá qua phân tích XRD, BET, TEM Trang Đánh giá hoạt tính quang xúc tác Đánh giá hoạt tính quang xúc tác vật liệu điều kiện: Nồng độ đầu vật liệu điều kiện: Nồng độ đầu Methyl da cam (MO) 50 ppm, nồng Methyl da cam (MO) 50 ppm, nồng độ xúc tác 0,5 g/L nhiệt độ thường Đánh giá bước đầu khả thu hồi Đánh giá bước đầu khả thu hồi chất xúc tác độ xúc tác 0,5g/L nhiệt độ thường chất xúc tác sau lần sử dụng Viết báo tạp chí, hội nghị khoa học Viết 01 báo tạp chí (tạp chí KH&CN) Viết báo cáo tổng kết Viết báo cáo tổng kết 1.4 Sản phẩm đề tài TT Tên sản phẩm Báo cáo phân tích Số lượng 01 Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật Bao gồm quy trình tổng hợp vật liệu, kết phân tích đặc trưng vật liệu, hoạt tính xúc tác vật liệu Bài báo 01 Đăng tạp chí hội nghị khoa học Mẫu vật liệu nano TiO2 mang Fe3O4 2g Vật liệu nano TiO2 mang Fe3O4 với đặc điểm: - Có từ tính (bị hút nam châm) - Kích thước xác định TEM khoảng 100-200 nm Trang - Dạng tinh thể TiO2 xác định XRD Anatase - Chuyển hóa 70% methyl da cam (MO) sau khoảng thời gian phản ứng 03 điều điều kiện nồng độ đầu MO 50 ppm, hàm lượng xúc tác 0,5 g/L nhiệt độ thường Số sinh viên đại học (đã tốt nghiệp) (Khơng có đăng ký) Trang 02 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Các nghiên cứu nước 2.1.1 Quá trình quang xúc tác Quang hóa xúc tác hướng nghiên cứu phát triển mạnh mẽ xúc tác cho q trình quang hóa (quang xúc tác) hướng nghiên cứu phát triển mạnh mẽ thời gian gần Các ứng dụng xúc tác quang hóa xử lý mơi trường (xử lý khơng khí nước bị ô nhiễm), nghiên cứu chế tạo pin nhiên liệu sử dụng lượng mặt trời, việc chế tạo thiết bị tự làm tự diệt khuẩn để ánh sáng, cuối việc quang tổng hợp hợp chất đặc biệt [1] Hình 1:Cơ chế xúc tác quang hóa TiO2 [2] Cơ chế quang xúc tác bắt đầu hấp thu photon hv1 với lượng lớn lượng vùng cấm (Eband gap) TiO2 (~3,2 eV mạng anatase) để tạo cặp electron quang sinh lỗ trống quang sinh bề mặt hạt TiO2 mơ tả hình Trang 770 0,003 0,002 0,001 0,001 -0,004 -0,003 - - 773 0,003 0,002 0,001 0,001 -0,005 -0,004 - - 776 0,003 0,002 0,001 0,001 -0,005 -0,004 - - 779 0,003 0,002 0,001 0,001 -0,005 -0,004 - - 782 0,003 0,002 0,001 0,001 -0,005 -0,004 - - 785 0,003 0,002 0,001 0,001 -0,005 -0,004 - - 788 0,003 0,002 0,002 0,001 -0,005 -0,004 - - 791 0,003 0,002 0,002 0,001 -0,006 -0,004 - - 794 0,003 0,002 0,001 0,001 -0,006 -0,005 - - 797 0,003 0,002 0,001 0,001 -0,006 -0,005 - - 800 0,003 0,002 0,002 0,001 -0,006 -0,005 - - Mẫu: TSF5 hàm lượng 1g/L Reaction time (min) -30 30 60 90 120 150 180 Name: M0(1) M1(1) M2(1) M3(1) M4(1) M5(1) M6(1) M7(1) WL DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA 400 0,217 0,214 0,174 0,122 0,070 0,041 0,032 0,027 403 0,228 0,226 0,181 0,127 0,072 0,042 0,033 0,027 406 0,239 0,236 0,188 0,130 0,074 0,044 0,034 0,028 409 0,249 0,247 0,193 0,133 0,076 0,044 0,034 0,028 412 0,259 0,257 0,199 0,137 0,078 0,045 0,036 0,029 415 0,268 0,266 0,203 0,139 0,080 0,046 0,036 0,029 418 0,278 0,276 0,209 0,142 0,082 0,047 0,037 0,029 421 0,287 0,285 0,213 0,144 0,083 0,047 0,037 0,029 424 0,294 0,292 0,218 0,147 0,085 0,049 0,038 0,030 427 0,302 0,301 0,222 0,149 0,086 0,049 0,038 0,030 430 0,311 0,309 0,226 0,151 0,087 0,049 0,039 0,030 433 0,312 0,314 0,226 0,152 0,088 0,054 0,043 0,026 436 0,319 0,322 0,230 0,155 0,090 0,054 0,043 0,026 439 0,327 0,329 0,234 0,157 0,091 0,055 0,044 0,027 442 0,335 0,337 0,238 0,159 0,093 0,055 0,044 0,027 445 0,341 0,344 0,241 0,161 0,093 0,056 0,045 0,027 448 0,348 0,351 0,245 0,162 0,094 0,056 0,044 0,027 451 0,354 0,357 0,247 0,163 0,095 0,056 0,045 0,027 454 0,359 0,362 0,249 0,164 0,095 0,056 0,045 0,026 457 0,363 0,367 0,251 0,164 0,095 0,055 0,045 0,026 460 0,366 0,370 0,251 0,164 0,095 0,055 0,044 0,026 463 0,368 0,371 0,251 0,163 0,094 0,054 0,044 0,025 466 0,368 0,371 0,249 0,162 0,093 0,053 0,043 0,024 469 0,366 0,369 0,247 0,159 0,092 0,052 0,043 0,024 472 0,361 0,365 0,242 0,156 0,091 0,051 0,041 0,023 475 0,356 0,360 0,237 0,152 0,088 0,050 0,040 0,022 478 0,348 0,352 0,231 0,148 0,086 0,048 0,039 0,022 481 0,338 0,342 0,223 0,142 0,083 0,046 0,037 0,021 484 0,326 0,330 0,215 0,136 0,079 0,044 0,036 0,019 487 0,314 0,318 0,206 0,130 0,076 0,042 0,034 0,018 490 0,299 0,303 0,195 0,123 0,072 0,039 0,032 0,017 493 0,283 0,287 0,185 0,116 0,067 0,037 0,030 0,016 496 0,266 0,271 0,173 0,108 0,063 0,034 0,028 0,014 499 0,247 0,252 0,162 0,100 0,058 0,032 0,027 0,013 502 0,229 0,234 0,148 0,092 0,054 0,029 0,025 0,012 505 0,211 0,216 0,137 0,084 0,049 0,027 0,023 0,011 508 0,191 0,197 0,125 0,077 0,045 0,025 0,021 0,009 511 0,174 0,179 0,113 0,069 0,041 0,022 0,020 0,008 514 0,154 0,159 0,101 0,062 0,036 0,020 0,017 0,007 517 0,138 0,142 0,090 0,055 0,032 0,018 0,016 0,006 520 0,121 0,125 0,079 0,049 0,029 0,016 0,014 0,005 523 0,105 0,109 0,070 0,043 0,025 0,014 0,013 0,005 526 0,090 0,094 0,060 0,037 0,022 0,013 0,011 0,004 529 0,078 0,081 0,053 0,033 0,019 0,011 0,010 0,003 532 0,065 0,069 0,045 0,028 0,016 0,010 0,009 0,003 535 0,055 0,059 0,038 0,024 0,014 0,009 0,008 0,002 538 0,046 0,049 0,032 0,021 0,012 0,008 0,007 0,002 541 0,038 0,041 0,027 0,017 0,010 0,007 0,006 0,001 544 0,031 0,034 0,022 0,014 0,009 0,006 0,006 0,001 547 0,024 0,027 0,018 0,013 0,008 0,006 0,005 0,001 550 0,020 0,022 0,015 0,010 0,006 0,005 0,004 0,000 553 0,016 0,018 0,012 0,009 0,005 0,004 0,004 0,000 556 0,012 0,014 0,010 0,007 0,005 0,004 0,004 0,000 559 0,010 0,011 0,008 0,006 0,004 0,004 0,003 0,000 562 0,007 0,008 0,005 0,004 0,002 0,001 0,001 0,000 565 0,005 0,006 0,004 0,003 0,002 0,001 0,001 0,000 568 0,004 0,005 0,003 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 571 0,003 0,004 0,002 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 574 0,002 0,002 0,002 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 577 0,001 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 580 0,001 0,002 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 -0,001 583 0,001 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 586 0,000 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 589 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 592 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 595 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 598 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 601 0,000 0,000 -0,001 -0,001 0,000 0,000 0,000 -0,001 604 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 -0,001 607 -0,001 0,000 -0,001 0,000 0,000 0,000 -0,001 -0,001 610 0,000 0,000 -0,001 -0,001 0,000 0,000 -0,001 -0,001 613 -0,001 0,000 -0,001 -0,001 0,000 0,000 -0,001 -0,001 616 0,000 0,000 -0,001 -0,001 0,000 0,000 -0,001 -0,001 619 -0,001 0,000 -0,001 -0,001 0,000 0,000 -0,001 -0,001 622 -0,001 0,000 -0,001 -0,001 0,000 0,000 -0,001 -0,001 625 0,000 0,000 -0,001 -0,001 0,000 0,000 -0,001 -0,001 628 -0,001 0,000 0,000 0,001 0,001 0,001 0,001 -0,002 631 -0,001 0,000 0,000 0,000 0,001 0,002 0,001 -0,001 634 -0,001 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 0,001 -0,001 637 -0,001 0,001 -0,001 0,000 0,002 0,002 0,001 -0,002 640 -0,001 0,001 -0,001 0,000 0,002 0,002 0,001 -0,002 643 -0,001 0,001 -0,001 0,000 0,002 0,002 0,002 -0,002 646 -0,001 0,001 -0,001 0,000 0,002 0,002 0,002 -0,002 649 -0,001 0,001 -0,001 0,000 0,002 0,002 0,002 -0,002 652 -0,001 0,001 -0,001 0,000 0,002 0,002 0,001 -0,002 655 -0,001 0,001 -0,001 0,000 0,002 0,001 0,001 -0,002 658 0,000 0,001 0,000 0,000 0,002 0,001 0,001 -0,002 661 0,000 0,001 0,000 0,000 0,002 0,002 0,001 -0,002 664 0,000 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 0,000 -0,002 667 0,000 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 0,001 -0,002 670 0,000 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 0,000 -0,002 673 0,000 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 0,000 -0,002 676 0,000 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 0,000 -0,002 679 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 -0,002 682 0,001 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 0,000 -0,002 685 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 -0,002 688 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 0,001 0,000 -0,002 691 0,001 0,001 0,000 0,001 0,000 0,001 0,000 -0,002 694 0,001 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 0,000 -0,002 697 0,001 0,001 0,001 0,002 0,001 0,001 0,000 -0,002 700 0,001 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,000 -0,002 704 0,217 0,214 0,174 0,122 0,070 0,041 0,032 0,027 707 0,228 0,226 0,181 0,127 0,072 0,042 0,033 0,027 710 0,239 0,236 0,188 0,130 0,074 0,044 0,034 0,028 713 0,249 0,247 0,193 0,133 0,076 0,044 0,034 0,028 716 0,259 0,257 0,199 0,137 0,078 0,045 0,036 0,029 719 0,268 0,266 0,203 0,139 0,080 0,046 0,036 0,029 722 0,278 0,276 0,209 0,142 0,082 0,047 0,037 0,029 725 0,287 0,285 0,213 0,144 0,083 0,047 0,037 0,029 728 0,294 0,292 0,218 0,147 0,085 0,049 0,038 0,030 731 0,302 0,301 0,222 0,149 0,086 0,049 0,038 0,030 734 0,311 0,309 0,226 0,151 0,087 0,049 0,039 0,030 737 0,312 0,314 0,226 0,152 0,088 0,054 0,043 0,026 740 0,319 0,322 0,230 0,155 0,090 0,054 0,043 0,026 743 0,327 0,329 0,234 0,157 0,091 0,055 0,044 0,027 746 0,335 0,337 0,238 0,159 0,093 0,055 0,044 0,027 749 0,341 0,344 0,241 0,161 0,093 0,056 0,045 0,027 752 0,348 0,351 0,245 0,162 0,094 0,056 0,044 0,027 755 0,354 0,357 0,247 0,163 0,095 0,056 0,045 0,027 758 0,359 0,362 0,249 0,164 0,095 0,056 0,045 0,026 761 0,363 0,367 0,251 0,164 0,095 0,055 0,045 0,026 764 0,366 0,370 0,251 0,164 0,095 0,055 0,044 0,026 767 0,368 0,371 0,251 0,163 0,094 0,054 0,044 0,025 770 0,368 0,371 0,249 0,162 0,093 0,053 0,043 0,024 773 0,366 0,369 0,247 0,159 0,092 0,052 0,043 0,024 776 0,361 0,365 0,242 0,156 0,091 0,051 0,041 0,023 779 0,356 0,360 0,237 0,152 0,088 0,050 0,040 0,022 782 0,348 0,352 0,231 0,148 0,086 0,048 0,039 0,022 785 0,338 0,342 0,223 0,142 0,083 0,046 0,037 0,021 788 0,326 0,330 0,215 0,136 0,079 0,044 0,036 0,019 791 0,314 0,318 0,206 0,130 0,076 0,042 0,034 0,018 794 0,299 0,303 0,195 0,123 0,072 0,039 0,032 0,017 797 0,283 0,287 0,185 0,116 0,067 0,037 0,030 0,016 800 0,266 0,271 0,173 0,108 0,063 0,034 0,028 0,014 Mẫu: TSF5 hàm lượng 0,25g/L Reaction time (min) -30 30 60 90 120 150 180 Name: M0(1) M1(1) M2(1) M3(1) M4(1) M5(1) M6(1) M7(1) WL DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA 400 0,256 0,253 0,247 0,236 0,000 0,211 0,205 0,205 403 0,269 0,266 0,259 0,247 0,000 0,221 0,214 0,213 406 0,281 0,278 0,270 0,258 0,000 0,228 0,221 0,220 409 0,293 0,289 0,281 0,268 0,000 0,236 0,229 0,227 412 0,304 0,300 0,291 0,277 0,000 0,243 0,236 0,233 415 0,314 0,310 0,300 0,285 0,000 0,250 0,242 0,239 418 0,325 0,320 0,310 0,294 0,000 0,257 0,249 0,244 421 0,334 0,329 0,318 0,302 0,000 0,262 0,254 0,249 424 0,345 0,340 0,328 0,311 0,000 0,271 0,262 0,256 427 0,352 0,348 0,334 0,317 0,000 0,275 0,265 0,259 430 0,361 0,355 0,342 0,324 0,000 0,279 0,270 0,263 433 0,363 0,360 0,345 0,329 0,000 0,287 0,275 0,261 436 0,372 0,369 0,352 0,336 0,000 0,292 0,280 0,266 439 0,380 0,377 0,360 0,343 0,000 0,297 0,285 0,270 442 0,388 0,385 0,367 0,350 0,000 0,303 0,289 0,274 445 0,396 0,393 0,375 0,357 0,000 0,308 0,294 0,279 448 0,403 0,400 0,381 0,363 0,000 0,312 0,298 0,282 451 0,409 0,406 0,386 0,368 0,000 0,316 0,301 0,285 454 0,415 0,412 0,392 0,372 0,000 0,319 0,304 0,288 457 0,419 0,417 0,395 0,376 0,000 0,321 0,306 0,289 460 0,422 0,420 0,398 0,378 0,000 0,323 0,307 0,290 463 0,424 0,421 0,399 0,378 0,000 0,323 0,306 0,289 466 0,423 0,420 0,398 0,377 0,000 0,321 0,304 0,287 469 0,421 0,418 0,395 0,374 0,000 0,318 0,301 0,284 472 0,416 0,413 0,390 0,369 0,000 0,313 0,297 0,279 475 0,409 0,407 0,384 0,363 0,000 0,307 0,291 0,274 478 0,400 0,398 0,376 0,355 0,000 0,300 0,283 0,267 481 0,389 0,387 0,365 0,344 0,000 0,291 0,274 0,258 484 0,375 0,373 0,352 0,332 0,000 0,280 0,264 0,248 487 0,360 0,359 0,338 0,318 0,000 0,269 0,253 0,237 490 0,343 0,342 0,322 0,303 0,000 0,255 0,240 0,225 493 0,324 0,323 0,304 0,286 0,000 0,241 0,226 0,212 496 0,305 0,304 0,286 0,269 0,000 0,226 0,212 0,198 499 0,285 0,284 0,267 0,252 0,000 0,212 0,199 0,185 502 0,264 0,264 0,248 0,234 0,000 0,197 0,184 0,171 505 0,241 0,241 0,227 0,214 0,000 0,180 0,168 0,156 508 0,219 0,220 0,207 0,194 0,000 0,164 0,153 0,142 511 0,199 0,199 0,187 0,177 0,000 0,149 0,139 0,129 514 0,178 0,179 0,169 0,159 0,000 0,134 0,125 0,116 517 0,158 0,158 0,150 0,141 0,000 0,119 0,111 0,103 520 0,138 0,139 0,131 0,124 0,000 0,105 0,098 0,090 523 0,121 0,122 0,116 0,109 0,000 0,093 0,086 0,079 526 0,104 0,104 0,099 0,094 0,000 0,080 0,074 0,068 529 0,090 0,090 0,086 0,082 0,000 0,070 0,065 0,059 532 0,076 0,077 0,073 0,070 0,000 0,060 0,055 0,050 535 0,063 0,064 0,061 0,058 0,000 0,050 0,046 0,042 538 0,053 0,054 0,052 0,049 0,000 0,043 0,039 0,035 541 0,044 0,044 0,043 0,041 0,000 0,036 0,033 0,029 544 0,036 0,036 0,035 0,034 0,000 0,030 0,027 0,024 547 0,029 0,029 0,029 0,028 0,000 0,025 0,023 0,020 550 0,023 0,023 0,024 0,023 0,000 0,021 0,019 0,016 553 0,018 0,018 0,019 0,018 0,000 0,017 0,015 0,013 556 0,014 0,014 0,015 0,015 0,000 0,014 0,013 0,010 559 0,011 0,011 0,012 0,012 0,000 0,012 0,010 0,007 562 0,009 0,008 0,009 0,008 0,000 0,007 0,006 0,006 565 0,006 0,006 0,007 0,006 0,000 0,006 0,005 0,005 568 0,005 0,004 0,005 0,005 0,000 0,005 0,004 0,004 571 0,004 0,003 0,004 0,003 0,000 0,003 0,003 0,003 574 0,003 0,002 0,003 0,003 0,000 0,003 0,002 0,002 577 0,002 0,001 0,002 0,002 0,000 0,002 0,001 0,001 580 0,002 0,001 0,002 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 583 0,001 0,000 0,001 0,001 0,000 0,001 0,001 0,001 586 0,001 0,000 0,001 0,001 0,000 0,001 0,001 0,000 589 0,001 0,000 0,001 0,001 0,000 0,001 0,000 0,000 592 0,001 0,000 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 595 0,001 0,000 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 598 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 601 0,000 -0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 604 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 607 0,000 -0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 610 0,000 -0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 613 0,000 -0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 616 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 619 0,000 -0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 622 0,000 -0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 625 0,000 -0,001 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 -0,001 628 0,000 0,000 0,001 0,001 0,000 0,001 0,002 -0,001 631 0,000 0,000 0,001 0,001 0,000 0,001 0,001 -0,001 634 0,000 0,000 0,001 0,001 0,000 0,001 0,002 -0,001 637 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,001 0,002 -0,002 640 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,001 0,002 -0,002 643 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,001 0,002 -0,001 646 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,001 0,003 -0,001 649 0,000 0,001 0,000 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 652 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,002 -0,002 655 0,000 0,000 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 658 0,000 0,000 0,000 0,001 0,000 0,001 0,002 -0,001 661 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 664 0,000 0,001 0,000 0,001 0,000 0,001 0,002 -0,001 667 0,000 0,001 0,000 0,002 0,000 0,001 0,002 -0,001 670 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 673 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,002 -0,001 676 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 679 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 682 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 685 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 688 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 691 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 694 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 697 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 700 0,000 0,001 0,001 0,002 0,000 0,001 0,003 -0,001 Kết phản ứng xúc tác thu hồi: Mẫu: TF Xúc tác Thu hồi lần Thu hồi lần Thời gian phản ứng 210 210 210 Độ hấp thu cực đại 0,370 0,048 0,368 0,272 0,34 0,266 87,027 26,087 21,765 50 6,486 50 36,957 50 39,118 Độ chuyển hóa MO (%) Nồng độ MO (ppm) Mẫu: TSF1 Xúc tác Thu hồi lần Thu hồi lần Thời gian phản ứng 210 210 210 Độ hấp thu cực đại 0,356 0,0106 0,354 0,180 0,366 0,279 97,022 49,153 23,770 50 1,489 50 25,424 50 38,115 Độ chuyển hóa MO (%) Nồng độ MO (ppm) Mẫu: TSF3 Xúc tác Thu hồi lần Thu hồi lần Thời gian phản ứng 210 210 210 Độ hấp thu cực đại 0,359 0,237 0,362 0,256 0,352 0,248 33,983 29,282 29,545 Độ chuyển hóa MO (%) Nồng độ MO (ppm) Mẫu: TSF4 50 33,008 Xúc tác 50 35,359 Thu hồi lần 50 35,227 Thu hồi lần Thời gian phản ứng 210 210 210 Độ hấp thu cực đại 0,376 0,218 0,375 0,218 0,384 0,218 0,00 42,02 41,87 0,00 43,23 50,00 28,99 50 29,07 50,00 28,39 Độ chuyển hóa MO (%) Nồng độ MO (ppm) Mẫu: TSF5 Xúc tác Thu hồi lần Thu hồi lần Thời gian phản ứng 210 210 210 Độ hấp thu cực đại 0,376 0,123 0,376 0,114 0,366 0,141 0,00 67,29 0,00 69,68 0,00 61,48 50,00 16,36 50,00 15,16 50,00 19,26 Độ chuyển hóa MO (%) Nồng độ MO (ppm) Mẫu: TSF6 Xúc tác Thu hồi lần Thu hồi lần Thời gian phản ứng 210 210 210 Độ hấp thu cực đại 0,399 0,075 0,381 0,075 0,38 0,11 (%) 0,00 81,2 0,00 80,3 0,00 71,1 Nồng độ MO (ppm) 50,0 9,40 50,0 9,84 50,0 14,47 Độ chuyển hóa MO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] J M Herrmann, “Heterogeneous photocatalysis: fundamentals and applications to the removal of various types of aqueous pollutants” , Catalysis Today 53 (1999) 115–1 [2] Fijushimaa A, Rao TN, Tryk DA, "Titanium dioxide photocatalysis," J Photochem Photobiol C Photochem Rev, (2000) vol 1, 1-21 [3] Hoffmann, Michael R., Scot T Martin, Wonyong Choi, and Detlef W Bahnemann "Environmental applications of semiconductor photocatalysis." Chemical reviews 95, no (1995), 69-96 [4] O Carb, C L Huisman, A Reller, “Photoinduced reactivity of titanium dioxide”, Progress in Solid State Chemistry 32 (2004) 33–177 [5] G Colón-Ibánez, C Belver-Colderia, M Fernández-García, Chapter 17, “Nanostructure oxides in photocatalysis”, in “Synthesis, properties, and applications of oxide nanomaterials”, Ed by J A Rodríguez and M Fernández-García, John Wiley & Sons, Inc, (2007) [6] Walter Z Tang, “Physicochemico treatment of hazardous waste-chapter 9: UV/Titanium dioxide”, CRC Press, (2004) [7]Linsebigler, Amy L., Guangquan Lu, and John T Yates Jr "Photocatalysis on TiO2 surfaces: principles, mechanisms, and selected results." Chemical Reviews 95.3 (1995), 735-758 [8] Ulrike Diebold, "The surface science of titanium dioxide," Surface Science Reports,(2003) Vol 48, 53-229 [9] Hubert Gnaser, Bernd Huber, Christiane Ziegler, "Nanocrystalline TiO2 for photocatalysis," Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, (2007)vol 6, pp 505-535 [10] Song H, Yu YT, Norby P., “Efficient complete oxidation of acetaldehyde into CO2 over Au/TiO2 core-shell nano catalyst under UV and visible light irradiation”.J Nanosci Nanotechnol (2009) 9(10):5891-7 [11] S Tajammul Hussain , Khaiber Khan, R Hussain, “Size control synthesis of sulfur doped titanium dioxide (anatase) nanoparticles, its optical property and its photo catalytic reactivity for CO2 + H2O conversion and phenol degradation”, Journal of Natural Gas Chemistry, (18) 2009, 383–391 [12] US6238472 Metal oxide coated titanium dioxide lamellas, (2001) [13] Yuxiang Li, Mei Zhang, Min Guo and Xidong Wang, “Preparation and properties of a nano TiO2/Fe3O4 composite superparamagnetic photocatalyst”,Rare Metals(28) (2009), 423-427 [14] Ma, D., Veres, T., Clime, L., Normandin, F., Guan, J., Kingston, D., & Simard, B “Superparamagnetic Fe x O y@ SiO2 Core-Shell Nanostructures: Controlled Synthesis and Magnetic Characterization The Journal of Physical Chemistry C, (2007)111(5), 1999-2007 [15] Jiang, W., Zhang, X., Gong, X., Yan, F., & Zhang, Z Sonochemical synthesis and characterization of magnetic separable Fe3O4–TiO2 nanocomposites and their catalytic properties International Journal of Smart and Nano Materials, (2010) 1(4), 278-287 [16] Shi, Jian-wen, Jing-tang Zheng, and Peng Wu "Preparation, characterization and photocatalytic activities of holmium-doped titanium dioxide nanoparticles." Journal of hazardous materials 161.1 (2009) 416-422 [17] www.scribd.com/doc/73558351/11/Hiệu-suất-lượng-tử, truy cập ngày 1/10/2013 [18] Nguyễn T Dung, Phạm Phát Tân, “Nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác màng TiO2”, Kỹ yếu Hội nghị hóa học tồn quốc (2003) [19] Trần Thị Đức, Lê thị Hoài Nam, “ Xúc tác quang hóa TiO2 cho bảo vệ mơi trường” , Kỹ yếu hội nghị khoa học môi trường (2005) [20] Vũ Thị Hạnh Thu, Nguyễn Hữu Chí, Trần Tuấn, Lê Đình Minh Trí, “Nghiên cứu chế tạo màng quang xúc tác TiO2 phương pháp phún xạ phản ứng magnetron DC”, Kỹ Yếu hội nghị “Advances in Optics photonics” (2006) [21] Vũ Thị Hạnh Thu, Nguyễn Hữu Chí, Trần Tuấn, Phạm Kim Ngọc, “Nghiên cứu chế tạo màng TiO2-xNx phương pháp phún xạ phản ứng Magnetron không cân được”, Kỹ yếu hội nghị chất rắn toàn quốc (2007) [22] Phạm Như Phương, Phan Thanh Sơn, Lê Văn Long, Nguyễn Ngọc Tuân, Nguyễn Đình Lâm, Tổng hợp nano TiO2 dạng ống phương pháp thủy nhiệt, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng, số (42), (2011) 83-91 [23] Vũ thị Thu Hà, Nguyễn Thị Thu Trang, Nguyễn Thanh Bình, Nguyễn Đình Lâm “Nghiên cứu hoạt tính xúc tác quang hóa TiO2 – Nano Cacbon trình xử lý nước thải hữu khó phân hủy” Tạp chí Hóa học Ứng dụng (2010) P.42-46 [24] Phạm P Tân, Nguyễn T Dung, Trần M Trí, “Nghiên cứu điều chế đặc tinh xúc tác TiO2 cấy thêm nguyên tố Nito nhằm nâng cao hoạt tính quang hóa vùng ánh sáng khả kiến”, Tạp chí Khoa Học cơng nghệ 45 (2007) 93-98 [25] Phạm P Tân, Nguyễn T Dung, Nguyễn V.B Tám, Trần M Trí, “Ảnh hưởng hàm lượng Magie đến cấu trúc hoạt tính TiO2 phản ứng phân hủy phenol với ánh sáng UV-VIS”, Tạp chí Hóa học 46 (2008) 426-431 [26] Nguyễn Q Tuấn, Nguyễn Trí, Lưu C Lộc, “ Ảnh hưởng chế độ xử lý điều kiện phản ứng đến hoạt độ quang oxy hóa p-xylen TiO2 degusa P25”, Tạp chí Khoa Học cơng nghệ 45 (2007) 51-59 [27] Nguyễn Q Tuấn, Lưu C Lộc, Hồ S Thoảng, “ Nghiên cứu chất quang xúc tác TiO2 biến tính Fe2O3 phương pháp Sol-Gel”, Tạp chí Hóa học 47 (2009) 292-299 [28] Lê Xuân Mẫn, Chế tạo hạt TiO2 kích thước nanomet phương pháp thủy phân pha hơi, Luận văn Thạc sĩ ĐHBK TP.HCM, 2011 [29] Nguyễn Ngọc Hạnh – Lâm Hoa Hùng, “Ti-SBA16: Tổng hợp hoạt tính phân hủy quang hóa dẫn xuất phenol” – Tạp chí Hóa Học, Tập 48(4A), (2010) P.1 – [30] Ngô Thị Hồng Lê, Nghiên cứu chế tạo tính chất bán dẫn pha từ loãng TiO2 anatase pha tạp Co phương pháp Sol – Gel phun xạ cathod, Luận án Tiến sĩ Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2011 [31] Nguyễn Văn Hưng, Ngô Sỹ Lương, Nguyễn Thị Như Quỳnh, Nguyễn Hữu Hiểu, “ Ảnh hưởng Y3+ đến cấu trúc hoạt tính quang xúc tác bột Y-TiO2 kích thước nano phương pháp thủy phân, Tạp chí KH & CN 49 (3A) (2011) 33-38 [32] S.A Kulkarni, P.S Sawadh, K.K Kokate, Synthesis and characterization of Fe3O4 nanoparticles for engineering applications, ICBEST, 2012, 18 [33] Montoya, I.A., et al., On the effects of the sol-gel synthesis parameters on textural and structural characteristics of TiO2 Catalysis Letters, 1992 15(1-2),p 207-217 [34] W.Q Guo, S Malus, D.H Ryan and Z Altounian, Crystal structure and cation distributions in the FeTi2O5-Fe2TiO5 solid solution series, J.Phys,1999.11, 6337-6346 [35] W Wu, Q He and C Jiang, Magnetic iron oxide nanoparticles : synthesis and surface functionalization strategies, Nanoscale Res Lett, 2008, 3,p 397-415 [36]A.-H Lu, E L Salabas and F Schuth, Magnetic nanoparticles: synthesis, protection, functionalization, and application, Angewandte Chemie, 2007, 46,p 12221244 [37] Qin Zhang, Xiaodi Cheng, Chen Zheng, Xionghan Feng, Guohong Qiu, Wenfeng Tan1, Fan Liu, Roles of manganese oxides in degradation of phenol under UV-Vis irradiation:Adsorption, oxidation, and photocatalysis, Journal of Environmental Sciences ,2011, 23(11),p 1904–1910 [38] Álvarez, P M., Jaramillo, J., López-Piđero, F., & Plucinski, P K., Preparation and characterization of magnetic TiO2 nanoparticles and their utilization Applied Catalysis B, 100(1–2): p 338-345 (2010)