Các thành phҫn phә biӃn trong VOCs
Chloro hydrocarbons Methyl chloride, Carbon tetrachloride
Alcohols Isopropyl alcohol, l Ethylene glycol
Ketone Acetone, Methyl ethyl ketone
Aromatics Benzene, toluene, Xylene, Styrene, Naphthalene
HiӋn nay, mӑLQJѭӡi dành phҫn lӟn thӡi gian ӣ trong nhà hoһFFiFÿӏDÿLӇm công cӝng nhҵm tránh không khí khói bөLÿѭӡng phӕ, Tuy nhiên, nhiӅu nghiên cӭu cho thҩ\Oѭӧng VOCs bên trong nhà có thӇ cDRKѫQOҫn so vӟi bên ngoài và có khi WăQJFDRÿӃQKѫQOҫn sau khi mӝt lӟSVѫQPӟLÿѭӧFVѫQOrQWѭӡngô
Mӝt sӕ nguӗn VOCs cө thӇ WURQJQKjQѫLF{QJFӝng
Paradichlorobenzene Dung dӏch khӱ mùi phòng ӣ
Methylene chloride Chҩt tҭ\VѫQGXQJP{LVӱ dөng
Styrene Chҩt khӱ trùng, chҩt dҿRVѫQ
Acetaldehyde Keo, chҩt kích thích, chҩt khӱ mùi, nhiên liӋu
Acrolein and cotton Dҫu hӓa, gӛ sӗi, phө phҭm cӫDTXiWUuQKÿӕt gӛ
Toluene disocyanate Bình phun, bӑt Polyurethane
Benzyl chloride Nhӵa vinyl dҿo chӭa butyl benzyl phthalate
Ethylene oxide ThiӃt bӏ khӱ trùng (bӋnh viӋn)
Volatile amines Sӵ xuӕng cҩp cӫa vұt liӋu xây dӵng có chӭa casein
Chloroform 1ѭӟc Clo (tҳm, rӭa, giһWJLNJ
Carbon tetrachloride ThiӃt bӏ làm sҥch trong công nghiӋp
6ѫQFKҩt kӃWGtQK[ăQJVҧn phҭPTXiWUuQKÿӕt
(Octane, decane, undecane) 6ѫQFKҩt kӃWGtQK[ăQJVҧn phҭPTXiWUuQKÿӕt
VOCs trong các dòng khí là các chҩt gây ô nhiӉm tiӅm tàng do tính nһng mùi Yjÿӝc hҥi cӫa chúng Gây kích ӭng mҳt và cә hӑng, tәQWKѭѫQJJDQKӋ thҫn kinh WUXQJѭѫQJQӃu tiӃp xúc trong thӡi gian dài có thӇ dүQÿӃQXQJWKѭVì vұy viӋc loҥi bӓ và kiӇm soát phát thҧi VOCs là viӋc hӃt sӭc quan trӑng [12]
Hình 2.2 Tác hҥi cӫD92&VÿӃn sӭc khӓHFRQQJѭӡi [13]
7 7KrPYjRÿy92&VFzQJySSKҫn làm ҩm lên toàn cҫu, sӵ suy giҧm ozone tҫng EuQKOѭXKuQKWKjQKR]RQHYjFiFKҥt bөi mӏn VOCs có thӇ phҧn ӭng quang hóa vӟi FiFR[LWQLWѫNKLFyiQKViQJPһt trӡi, tҥRVѭѫQJPӡ quang hóa
VOCs + ánh sáng + NO2 + O2 ĺ O3 + NO + CO2 + H2
Hình 2.3 &ѫFKӃ KuQKWKjQKVѭѫQJPTXDQJKyD
Trong sӕ các chҩt bán dүn, nano TiO2 ÿѭӧc coi là chҩt xúc tác quang hӭa hҽn nhҩt cho viӋc xӱ lý ô nhiӉPQѭӟc và không khí
TiO2 tӗn tҥi ӣ dҥng bӝWWKѭӡng có màu trҳng tuyӃt ӣ ÿLӅu kiӋQWKѭӡng TiO2 tӗn tҥi ӣ dҥng tinh thӇ WKѭӡng có 3 dҥng thù hình: Rutile, Anatase và Brookite Ngoài 3 dҥng thù hình nói trên thì TiO2 còn tӗn tҥi ӣ dҥQJY{ÿӏQKKuQKQKѭQJNK{QJEӅn do ÿӇ lâu trong không khí, hoһc khi nung nóng sӁ chuyӇn sang dҥng Anatase
Hình 2.4 Cҩu trúc mҥng Anatase cӫa TiO2
Hình 2.5 Cҩu trúc mҥng Rutile cӫa TiO2
9 Cҩu trúc mҥng tinh thӇ cӫD5XWLOH$QDWVHYj%URRNLWHÿӅXÿѭӧc tҥo thành tӯ các bát diӋn TiO6 nӕi vӟi nhau qua cҥnh hoһFTXDÿӍnh oxi chung Mӛi Ti 4+ ÿѭӧc bao quanh bӣi tám mһt tҥo bӣi sáu ion O 2-
Hình 2.6 Hình khӕi bát diӋn cӫa TiO2
Các dҥng tinh thӇ 5XWLOH$QDWDVHÿӅu thuӝc hӋ tinh thӇ Tetragonal Tuy nhiên trong tinh thӇ Anatase khoҧng cách Ti-Ti lӟQKѫQYjNKRҧng cách Ti-O ngҳQKѫQVR vӟi Rutile Trұt tӵ sҳp xӃp các bát diӋn dүQÿӃn sӵ khác nhau vӅ tӍ khӕLYjQăQJOѭӧng vùng cҩm (Ebangap) cӫa 2 mҥng tinh thӇ [14]
Bҧng 2.3 TӍ khӕLYjQăQJOѭӧng vùng cҩm TiO2
Trong xúc tác quang, 2 dҥQJWKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөng là anatase và rutile Tuy nhiên, Anatase thӇ hiӋn hoҥWWtQKTXDQJ[~FWiFFDRKѫQFiFGҥng còn lҥi
2.2.2 Quá trình quang hóa xúc tác
Các Eѭӟc xҧy ra trong quá trình quang hóa:
- Xҧy ra quá trình truyӅn khӕi giӳa VOCs vӟi bӅ mһt TiO2
- Quang hóa xúc tác các chҩt bӏ hҩp phө trên bӅ mһt TiO2
- Giҧi hҩp sҧn phҭm trung gian trên bӅ mһt
- Tҥi bӅ mһt TiO2, các hӧp chҩt trung gian tiӃp tөc quá trình truyӅn khӕi tӯ P{LWUѭӡQJÿӃn bӅ mһt
&ѫFKӃ hình thành gӕc tӵ do hydroxyl e - e - e e - - e e - - e e - - e e - - e - e - e e - - e e - - e e - - e e - - e e - - e - e - e e - - e e - - e e - - e e - - e e - - e - e -
Hình 2.7 GiҧQÿӗ QăQJOѭӧng obitan liên kӃt cӫa TiO2 trong Anatase
Theo lý thuyӃt vùng, cҩu WU~F ÿLӋn tӱ cӫa kim loҥi gӗm 3 vùng Vùng chӭa orbitan phân tӱ liên kӃWÿѭӧc xӃSÿӫ electron, có mӭFQăQJOѭӧng thҩp nhҩt là vùng hóa trӏ (VB) Vùng chӭa Orbitan phân tӱ phҧn liên kӃt còn trӕng electron, có mӭc QăQJOѭӧng cao nhҩt là vùng dүn (CB), còn gӑLOjYQJÿLӋn tӱ OLQKÿӝng Vùng cҩm
- vùng nҵm giӳa vùng hóa trӏ và vùng dүn, không có mӭFQăQJOѭӧQJQjRGRÿyÿLӋn tӱ không thӇ tӗn tҥi trên vùng cҩm Khoҧng cách giӳDÿi\YQJGүQYjÿӍnh vùng hóa trӏ gӑLOjÿӝ rӝng vùng cҩPKD\QăQJOѭӧng vùng cҩm (Band Gap) Sӵ khác nhau vӅ vұt liӋu dүQÿLӋn, vұt liӋXFiFKÿLӋn và vұt liӋu bán dүn chính là sӵ khác nhau ӣ vӏ trí YjQăQJOѭӧng vùng cҩp, khi nhӳng chҩWFyQăQJOѭӧng vùng cҩp Ebangap thҩSKѫQ eV là chҩt bán dүn
TiO2 là mӝt chҩt bán dүQFyNKHQăQJOѭӧng vùng cҩm Eg = 3,2 eV, nӃXÿѭӧc chiӃu sáng bҵQJSKRWRQFyQăQJOѭӧQJ!H9Eѭӟc sóng &+3-S-C6H5] + + OHí Quá trình phҧn ӭng tiӃp tөc phát triӇn nhӡ các gӕc tӵ do mӟi sinh ra theo kiӇu phҧn ӭng dây chuӛLFKRÿӃQNKLY{FѫKyDNKRiQJKyDKRjQWRjQKRһc dây chuӛi bӏ ÿӭt
MөF ÿtFK PRQJ PXӕn cuӕi cùng cӫa quá trình oxi hóa các chҩt ô nhiӉm là chuyӇn hóa các chҩt ô nhiӉm hӳXFѫWKjQKFiFFKҩWY{FѫÿѫQJLҧQYjNK{QJÿӝc hҥi
Ngay khi vұt liӋu ӕng nano cacbon (carbon nanotubes) ÿѭӧc phát hiӋQYjRQăP
1991 ÿm mӣ ra thӡi kǤ kӹ nguyên mӟi cho vұt liӋu nano cacbon, nhұQÿѭӧc nhiӅu sӵ TXDQWkPYjÿyQQKұn to lӟn tӯ các nhà khoa hӑc, các phòng nghiên cӭu trên thӃ giӟi
Tӯ ÿyJKLQKұQÿѭӧc nhiӅXEѭӟc phát triӇn mҥnh mӁ, thu vӅ vô sӕ thành công nәi bұt trong viӋc nghiên cӭu cҧi tiӃn trong viӋc chӃ tҥo thành công các vұt liӋu cacbon nano mӟi và ӭng dөng cӫa chúng Vұt liӋXFDFERQQDQRÿѭӧc các nhà khoa hӑF[HPQKѭ ³Yұt liӋu thҫn kǤ cӫa ThӃ Kӹ ´Eӣi nhӳQJÿһc tính quý báu cӫa nó mà vұt liӋu khác NK{QJFyÿѭӧF+DLPѭѫLQăPNӇ tӯ khi phát hiӋn vұt liӋu mӟi này, sӕ tài liӋu nghiên cӭu, bài báo công bӕ vӅ FiFÿһc tính, ӭng dөng cӫa hӑ &DFERQQDQRÿmOrQÿӃn hàng nghìn bài Chính vì thӃ, vұt liӋu thuӝc hӑ &DFERQQDQRÿmYjÿDQJWҥo ra mӝt cuӝc cách mҥng rӝng lӟn trên nhiӅu OƭQKYӵc khoa hӑc công nghê, nhҩWOjWURQJOƭQKYӵc công nghӋ QDQRÿDQJWURQJWKӡi kǤ phát triӇn
Các chấm các-bon nano (CDs) là một loại vật liệu nano các-bon mỏng hơn 10nm, được tạo ra trong quá trình tinh chế các-bon nano ống đơn thành (SWNT) thông qua phương pháp tách oxy hóa điện hóa CDs thu hút sự quan tâm trong giới khoa học khi được phát hiện có tác dụng ức chế và giảm sự sản xuất gốc oxy hóa trong tế bào Các tính chất của chúng thay đổi tùy theo nguồn gốc và phương pháp tổng hợp, biểu hiện ở kích thước, hình thái, trạng thái bề mặt liên kết cac-bon khác nhau Sự đa dạng này dẫn đến sự phân loại các chấm cac-bon nano còn là một câu hỏi mở.
Các nguӗn Cacbon tәng hӧp có thӇ rҩWÿDGҥng, rҿ tiӅn, dӉ kiӃm và linh hoҥt, bao gӗm các phân tӱ hӳXFѫÿѫQJLҧQQKѭD[LWFLWULFKRһc nhiӅu nguӗQNKiFQKѭWUR trҩu [17]Qѭӟc cam [18], hҥt cà phê [19], v.v Các nhà khoa hӑc liên tөc nӛ lӵc khám SKiWuPUDFiFSKѭѫQJSKiSWәng hӧp mӟLÿiSӭQJÿѭӧc sӵ әQÿӏQKNtFKWKѭӟc hҥt trong quá trình tәng hӧp, thӡi gian thӵc hiӋQÿѭӧc rút ngҳn, chi phí thҩp trong suӕt hai thұp kӹ qua Góp phҫQÿѭD Chҩm cacbon nano trӣ thành trӑQJÿLӇm trong công
14 cuӝc nghiên cӭu vұt liӋu mӟi, giҧi pháp thay thӃ cho vұt liӋu truyӅn thӕng Sӕ Oѭӧng ҩn phҭm có tӯ NKyD³&DFERQGRWV´Fy[XKѭӟQJWăQJOLrQWөFTXDFiFQăPQKѭWURQJ hình 2.9
Hình 2.9 Sӕ Oѭӧng ҩn phҭm công bӕ qua FiFQăPWKHR tìm kiӃm trên Google
Qua nhiӅu thұp kӹ nghiên cӭu, nhiӅXSKѭѫQJSKiSWәng hӧp cacERQGRWVÿm ÿѭӧc ÿӅ xuҩt, có thӇ ÿѭӧFFKLDWKjQKKDLSKѭѫQJSKiSWәng hӧp chính: tӯ trên xuӕng (top-down) và tӯ Gѭӟi lên (bottom-uS3KѭѫQJSKiSWRS-down thӵc hiӋn vӟi nguӗn tiӅn chҩt cacbon sӕ Oѭӧng lӟQQKѭWKDQFKuJUDSKHQHVӧi cacbon,vv , và tiӃn hành phá vӥ thành các hҥt nhӓ KѫQQPEҵQJSKѭѫQJSKiSNKҳc nghiӋt, chҷng hҥn QKѭÿӕWODVHUÿLӋn hóa và tách lӟp bҵng lò vi sóng [20-23]Ĉӕi lұp vӟLSKѭѫQJSKiS top-GRZQ SKѭѫQJ SKiS ERWWRP-up thӵc hiӋn tәng hӧp các chҩm cacbon tӯ các nguyờn tӕ cacbon chӭa cỏc phõn tӱ nhӓ QKѭD[LWFLWULFJOXFRVHôYjWLӃn hành chiӃu xҥ vi sóng, xӱ lý thӫy nhiӋWÿӇ WKXÿѭӧc CDs huǤnh quang [24, 25] ĈӇ cҧi thiӋn và ÿLӅu chӍQKFiFÿһc tính quang hӑFQKѭQăQJVXҩWOѭӧng tӱEѭӟc sóng phát xҥÿӝ әn ÿӏnh quang hӑFôWKө ÿӝng húa bӅ mһt và pha tҥp nguyờn tӱ OX{Qÿѭӧc sӱ dөng trong
15 quá trình tәng hӧp chҩm nano cacbon Tùy vào yêu cҫu trong ӭng dөng mà lӵa chӑn SKѭѫQJSKiSWәng hӧp thích hӧSÿiSӭQJÿѭӧc ӭng dөQJÿy
Hình 2.10 Các SKѭѫQJSKiSWәng hӧp Cacbon nanodots [26]
NhiӅXSKѭѫQJSKiSWәng hӧp chҩPFDFERQÿѭӧFÿѭDUDWX\QKLrQGWәng hӧp tӯ FiFSKѭѫQJSKiSWLӃp cұQNKiFQKDXQKѭQJ&'VÿӅu cyFKXQJÿһFÿLӇPQKѭNtFK WKѭӟc nhӓ QPNKҧ QăQJSKiWTXDQJQKyPEӅ mһWѭDQѭӟFÿDGҥng giúp cho CDs cú khҧ QăQJKzDWDQWURQJQѭӟc, khҧ QăQJWѭѫQJWKtFKWtQKVLQKKӑFô1Kӡ nhӳng tính chҩWQj\Pj&'VÿmYjÿDQJÿѭӧc sӱ dөng trong nhiӅu nghiên cӭu ӭng dөQJQKѭ khoa hӑc sinh hӑc [27], cҧi tiӃQSLQQăQJOѭӧng mһt trӡi [28, 29]FNJQJQKѭӭng dөng quang xúc tác [30-32]
2.3.2 Tính chҩt phát quang cӫa Cacbon nanodots
Tính chҩt quang hӑFÿѭӧc phát hiӋn lҫQÿҫXWLrQYjRQăPNKLÿѭӧc tәng hӧp bҵQJSKѭѫQJSKiSÿLӋn hóa [33] KӇ tӯ NKLÿѭӧc phát hiӋn, chҩP&DFERQÿm ÿѭӧc nhiӅu nhóm nghiên cӭu và chӃ tҥo nhҵm mөFÿtFKKLӇXU}KѫQYӅ ÿһc tính phát quang phӭc tҥp cӫa chúng Qua nhiӅu nghiên cӭu cho thҩy, tính chҩt quang hóa cӫa CDs có thӇ ÿѭӧFÿLӅu chӍnh theo cҩu trúc hóa hӑc cӫa tiӅn chҩt, các tham sӕ phҧn ӭng và quá trình tәng hӧp ± chӭFQăQJEӅ mһt [34], thө ÿӝng [35], pha tҥp nguyên tӱ dӏ hӧp [36]
16 ChҩPQDQR&DFERQWKѭӡng có khҧ QăQJKҩp thө quang hӑc biӇu kiӃn trong vùng
Danh sách hóa chҩt sӱ dөng
Hóa chҩt sӱ dөng Thành phҫn Xuҩt xӭ citric acid monohydrate Trung Quӕc urea Trung Quӕc titan dioxide (P25) Ĉӭc ethanol 97.99 wt% Vietnam nѭӟc cҩt Vietnam
Các dөng cө trong phòng thí nghiӋm:
Các thiӃt bӏ dùng trong phòng thí nghiӋm: lò vi sóng, tӫ sҩy, bӇ siêu âm, máy ly tâm, sҳFNêNKtÿҫu dò FID
Cân 1g axit citric monohydrat và 3g urê, hòa tan trong 10 ml nước cất Đun sôi hỗn hợp (700 ~ 750 W) trong khoảng 30 phút, dung dịch chuyển từ không màu sang màu nâu nhạt rồi cuối cùng là màu nâu sẫm, cho thấy sự hình thành của các chấm lượng tử carbon (CDs) Cho hỗn hợp sôi bùng các hạt kết tụ với tốc độ 4000 vòng/phút trong 20 phút, lặp lại hai lần.
Cân 1g TiO2 3VDXÿyWKrP[P/[ ± 5) hӋ NHR&'Vÿmÿѭӧc thӵc hiӋn Hòa tan vӟi 400 P/Qѭӟc cҩt trong bình Erlenmeyer 500 mL cho vào bӇ siêu âm trong 3SK~W6DXÿyKӛn hӧSÿѭӧc lӑc và rӱa bҵQJQѭӟc cҩt FKRÿӃn khi có ÿѭӧc dung dӏch trong suӕt sau khi lӑc Chҩt rҳQPjX[iPWKXÿѭӧc sau khi lӑFÿѭӧc sҩ\NK{TXDÿrPӣ 80°C
3.2 3KkQWtFKÿһFWUѭQJFӫa xúc tác
3KѭѫQJSKiSQKLӉu xҥ WLD;;5'OjSKѭѫQJSKiSYұt lý rҩt hӳu hiӋXÿӇ nghiên cӭu cҩu trúc, thành phҫn pha cӫa các tinh thӇ chҩt rҳQ&ѫVӣ cӫDSKѭѫQJSKiSGӵa trên hiӋQWѭӧng tán xҥ cӫa các nguyên tӱ phân bӕ trên các mһt song song bӏ kích thích bӣLFKPWLD;ÿLTXDWLQKWKӇ Các nguyên tӱ trӣ thành tâm phát sóng cҫu, các sóng cҫu này giao thoa (nhiӉu xҥ) vӟi nhau tҥo thành phә nhiӉu xҥ XRD ViӋc ӭng dөng SKѭѫQJSKiSSKә 5ѫQJKHQQJj\FjQJUӝng rãi trong nhiӉXOƭQKYӵc nghiên cӭu khác QKDXÿmNKҷQJÿӏnh vӏ trí quan trӑng cӫDSKѭѫQJSKiSWURQJQJKLrQFӭu khoa hӑc FNJQJQKѭWURQJSKkQWtFKFҩu trúc pha tinh thӇ cӫa các vұt liӋu rҳn, các hӛn hӧp oxit kim loҥi, các chҩt xúc tác rҳn, các chҩWNKRiQJY{FѫÿҩWÿi
Mӕi quan hӋ cӫa khoҧng cách giӳa hai mһt phҷng tinh thӇ song song (d), góc giӳDSKѭѫQJWLD;Wӟi vӟi mһt phҷng tinh thӇ (șYjEѭӟc sóng tia X (Ȝÿѭӧc biӇu diӉn bӣi SKѭѫQJWUuQK9XOI-Bragg:
+uQK6ӵSKҧQ[ҥFKӑQOӑFWUrQPӝWKӋPһWSKҷQJKNO
Tӯ ÿӏnh luұt Bragg có thӇ [iFÿӏnh khoҧng cách giӳa các mһt mҥQJGKNONKLÿm biӃt Ȝ và góc nhiӉu xҥ ș WѭѫQJӭng vӟi vҥch nhiӉu xҥ WKXÿѭӧc Mӛi mӝt chҩt tinh thӇ khác nhau sӁ ÿѭӧFÿһFWUѭQJEҵng các giá trӏ dhkl khác nhau So sánh giá trӏ dhkl thu
27 ÿѭӧc vӟi giá trӏ dhkl cӫa mүu chuҭQFKRSKpSWD[iFÿӏQKÿѭӧc thành phҫn, cҩu trúc mҥng tinh thӇ cӫa vұt liӋu cҫn phân tích
Kích thước và độ rộng của đỉnh phản xạ chính xác hơn nhiều so với bước sóng hoàn hảo Do đó, bước sóng trung bình được tính theo công thức Debye-Scherrer: θ = λ / (2 * sin θ) Trong đó: θ: góc phản xạ; λ: bước sóng; 2θ: chiều rộng nửa đỉnh.
K: hӋ sӕ hình dҥng tinh thӇ WKѭӡng bҵng 0,9) ߣEѭӟc sóng phát xҥ (CuKĮ = 1,542 Å)
Do vұ\SKѭѫQJSKiSQKLӉu xҥ tia X có thӇ xác ÿӏQKÿѭӧc thành phҫn pha tinh thӇ cӫa vұt liӋu KiӇm tra sӵ ÿѫQSKDÿӝ tinh khiӃt) cӫa vұt liӋX[iFÿӏQKÿѭӧc kích WKѭӟc tinh thӇ, cҩu trỳc tinh thӇô
Trong luұQYăQQj\FiFPүu do nhiӉu xҥ tia X tҥL7UXQJWkP3KkQWtFKĈҥi Hӑc Quӕc gia (Manar) tҥLWUѭӡQJĈҥi Hӑc Bách Khoa Hӗ Chí Minh Quang phә 2T ÿѭӧc ÿRWURQJ khoҧng tӯ 10 o ÿӃn 70 o , vӟLEѭӟc quét 0,03 o trong khoҧng thӡi gian 0,7s mӛi Eѭӟc ӣ nhiӋWÿӝ 25 o C
3.2.2 3KѭѫQJSKiS[iFÿӏnh diӋn tích bӅ mһt riêng bҵng hҩp phө N 2 (BET)
Lý thuyӃW%(7UDÿӡi dӵa trên các giҧ thuyӃt sau: x Sӵ hҩp phө cӫa các phân tӱ khí lên chҩt rҳn trong vô sӕ các lӟp x Không có sӵ chuyӇQÿӝng trên bӅ mһt và sӵ WѭѫQJWiFJLӳa các lӟp hҩp phө x Có thӇ áp dөng lý thuyӃt Langmuir cho mӛi lӟSÿѫQOҿ
3KѭѫQJWUuQK%ET chuyӇn vӅ dҥng bұt nhҩt có dҥQJQKѭVDX ݒሺ െ ሻ ൌ ͳ ݒ ܿܿ െ ͳ ݒ ܿ Vӟi: ݒ , ݒ : thӇ tích hҩp phө ÿѫQOӟSÿDOӟp , : áp suҩWKѫLFkQEҵng và áp suҩWKѫLEmRKzDWҥi nhiӋWÿӝ hҩp phө
28 c : hҵng sӕ SKѭѫQJWUuQK%(7Fÿѭӧc tính gҫQÿ~QJWKHRSKѭѫQJWUuQK sau: ܿ ൌ ݁ ሺ భ ோ் ି మ ሻ 7URQJÿy ݍ ଵ : nhiӋt hҩp phө ÿѫQOӟSÿҫu tiên ݍ ଶ : ҭn nhiӋWQJѭQJWө chҩt bӏ hҩp phө
DiӋn tích bӅ mһt riêng cӫa vұt liӋu theo công thӭc: ܵ ൌ ݒ ʹʹ,Ͷܰܵ ெ 7URQJÿy ܵ : bӅ mһt riêng chҩt hҩp phө, m 2 /g ݒ ʹʹ , Ͷ: sӕ mol chҩt bӏ hҩp phө, mole
N : sӕ Avogadro ܵ ெ : diӋn tích mӝt phân tӱ chҩt bӏ hҩp phө chiӃm chӛ, m 2 Trong luұQYăQQj\Yұt liӋXÿѭӧc do diӋn tích bӅ mһt trên máy Nova 2200e tҥi phòng thí nghiӋPKyDOêWUѭӡQJÿҥi hӑc Bách Khoa thành phӕ Hӗ Chí Minh
3.2.3 3KѭѫQJSKiSkính hiӇQYLÿLӋn tӱ quét kӃt hӧp phә tán xҥ QăQJ Oѭӧng tia X (SEM ± EDX)
Phә tán xҥ QăQJOѭӧng tia X hay Phә tán sҳFQăQJOѭӧng là kӻ thuұt phân tích thành phҫn hóa hӑc cӫa vұt liӋu rҳn dӵa vào viӋc ghi lҥi phә tia X phát ra tӯ vұt rҳn GRWѭѫQJWiFYӟi các bӭc xҥ (mà chӫ yӃXOjFKPWLDHOHFWURQFyQăQJOѭӧng cao trong kính hiӇQYLÿLӋn tӱ)
Kӻ thuұW(';KD\('6ÿѭӧc thӵc hiӋn trên các kính hiӇQYLÿLӋn tӱ, tҥLÿy ҧnh vi cҩu trúc vұt rҳQÿѭӧc ghi lҥi thông qua sӱ dөQJFKPHOHFWURQFyQăQJOѭӧng FDRWѭѫQJWiFYӟi vұt rҳQ&KPHOHFWURQFyQăQJOѭӧng lӟQÿѭӧc chiӃu vào vұt rҳn, sӁ ÿkP[X\rQVkXYjRQJX\rQWӱ vұt rҳn, làm bұt ra electron ӣ lӟp K bên trong nguyên tӱ và tҥo ra lӛ trӕng ӣ vӏ WUtQj\6DXÿyHOHFWURQӣ lӟSQJRjLFyQăQJOѭӧQJFDRKѫQ sӁ nhҧy xuӕng lҩSÿҫy chӛ trӕng và giҧLSKyQJQăQJOѭӧQJGѭӟi dҥng tia X Các tia
;Qj\FyEѭӟFVyQJÿһFWUѭQJYӟi nguyên tӱ cӫa mӛi chҩt có mһt trong chҩt rҳn ViӋc ghi nhұn phә tia X phát ra tӯ vұt rҳn sӁ cho thông tin vӅ các nguyên tӕ hóa hӑc có mһt trong mүXÿӗng thӡi cho các thông tin vӅ nguyên tӕ này Sӱ dөng hӋ thӕng EDX trên kính hiӋQYLÿLӋn tӱ JL~SSKkQWtFKÿѭӧc thành phҫn mүu cӫa chҩWÿѭӧc phân tích
29 thông qua dӵ liӋu phә&NJQJFyWKӇ phân tích trên hình ҧnh, và mapping các nguyên tӕ có mһt trong nӅn mүu
Sử dụng thiết bị SEM ± EDX (kính hiển vi quét điện tử có tích hợp hệ thống phân tích phổ tán xạ tia X) ± Horiba H-7593, Phòng thí nghiệm bán dẫn của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển khu công nghệ cao Tp HCM đã tiến hành phân tích EDX.
3.2.4 3KѭѫQJ SKiSkính hiӇQ YL ÿLӋn tӱ truyӅQ TXD ÿӝ phân giҧi cao (HRTEM)
Kính hiӇQYLÿLӋn tӱ truyӅn qua ÿӝ phân giҧi cao là công cө kӻ thuұt phә biӃn cho nghiên cӭu vұt liӋX3KѭѫQJSKiSQj\Gӵa trên nguyên tҳc hoҥWÿӝQJFѫEҧn cӫa kính hiӇn vi quang hӑc, kính hiӇQYLÿLӋn tӱ truyӅQTXDFyѭXÿLӇm nәi bұWKѫQQKӡ Eѭӟc sóng cӫa chùm electron ngҳQKѫQUҩt nhiӅu so vӟi ánh sáng nhìn thҩy nên nó có thӇ quan sát vӟLNtFKWKѭӟc cӥ nano ҦQKWKXÿѭӧc tӯ kính hiӇQYLÿLӋn tӱ truyӅn qua FKR SKpS TXDQ ViWÿѭӧc nhiӅu chi tiӃt nano cӫa mүu nghiên cӭu: hình dҥng, kích WKѭӟc hҥt, biờn cỏc hҥWôbҵng cỏch sӱ dөng chựm ÿLӋn tӱ FyQăQJOѭӧng cao chiӃu xuyên qua mүu vұt rҳn mӓng, tӯ ÿyҧQKÿѭӧc tҥo ra nhӡ sӵ giao thoa giӳa chùm tia thҷng góc và chùm tia tán xҥ Sӱ dөng các thҩu kính có dӝ TXDQJVDLÿӫ nhӓ YjFyÿӝ phân giҧLÿLӇPÿӫ lӟQÿӇ hӝi tө các chùm tán xҥ, thӵc hiӋn viӋc giao thoa vӟi chùm chiӃu thҷng góc, tӯ ÿyFKRҧQKFyÿӝ phân giҧi cao Ҧnh chөSÿѭӧc ghi nhұn bҵng các máy ҧnh kӻ thuұt sӕ
KӃt quҧ ÿR%(7
Lý do lӵa chӑQÿӅ tài
Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của xã hội, nhu cầu về chҩWFNJQJNK{QJQҵm ngoài cuӝc chҥ\ÿXDFҧi tiӃQÿy1JjQKF{QJQJKӋ hóa chҩWÿѭӧc thành lұp vào nhӳQJQăP cӫa thӃ kӍ ngày càng cao Các ngành công nghệ trên thế giới liên tục tìm tòi và nghiên cứu, đưa ra những giải pháp tối ưu nhằm đáp ứng nhu cầu này Chính vì vậy, hóa học xanh đã trở thành một trong những xu hướng hiện nay, góp phần không nhỏ vào sự phát triển của khoa học.
Trong quá trình phát triển kinh tế, Việt Nam đã chú trọng đầu tư vào các khu công nghiệp và nhà máy, thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển công nghiệp Tuy nhiên, sự bùng nổ trong lĩnh vực này cũng kéo theo nhiều thách thức về môi trường đối với các hộ dân sống xung quanh.
ViӋc ô nhiӉm khí có thӇ làm suy giҧm sӭc khӓHFRQQJѭӡLÿӝng vұt và có thӇ ҧQKKѭӣQJÿӃn mҩt cân bҵng hӋ sinh thái Vӟi nhӳng táFÿӝng mҥnh mӁ ÿy{QKLӉm NK{QJNKtÿmWUӣ thành mӕi quan tâm cӫa toàn xã hӝi Ngoài các hӧp chҩt COx, NOx,
SOxÿmELӃt, các hӧp chҩt hӳXFѫGӉ ED\KѫL92&VFNJQJÿDQJQKұQÿѭӧc sӵ quan tâm rҩWOѫQWӯ cӝQJÿӗng
VOCs là các hӧp chҩt sinh ra tӯ các chҩt rҳn hoһc chҩt lӓng, và có khҧ QăQJKyD KѫLӣ nhiӋWÿӝ phòng VOCs trong các dòng khí là các chҩt gây ô nhiӉm tiӅm tàng do tính nһQJPLYjÿӝc hҥi cӫa chúng Kích ӭng mҳt và cә hӑng, tәQWKѭѫQJJDQKӋ thҫQNLQKWUXQJѭѫQJQӃu tiӃp xúc trong thӡi gian dài có thӇ dүQÿӃQXQJWKѭVì vұy viӋc loҥi bӓ và kiӇm soát phát thҧi VOCs là viӋc hӃt sӭc quan trӑng
HiӋQQD\FiFSKѭѫQJSKiS[ӱ lý VOCs chӫ yӃXOjSKѭѫQJSKiSQKLӋWYjSKѭѫQJ pháp hҩp phө1KѭQJYLӋc xӱ lý bҵQJFiFSKѭѫQJSKiSQj\Yүn còn nhӳng hҥn chӃ Hҩp phө sӱ dөng than hoҥt tính chӍ ÿѫQWKXҫn chuyӇn các chҩt ô nhiӉm tӯ pha khí
2 sang pha rҳn thay vì phân hӫ\FK~QJ3KѭѫQJSKiSOӑc sinh hӑc chұm và không có hiӋu quҧ rõ ràng Quá trình oxy hóa nhiӋWÿzLKӓi phҧi thӵc hiӋn nhiӋWÿӝ FDRÛ&
- Û&ÿӇ hoҥWÿӝng hiӋu quҧ, gây tӕQNpP+ѫQQӳa, tҩt cҧ FiFSKѭѫQJSKiSQj\ ÿӅu không hiӋu quҧ, khi chӍ cho kӃt quҧ vӟi mӭFÿӝ xӱ lý thҩp và trung bình hoһc vӟi các hӧp chҩt hӳXFѫNKiFQKDXÿӗng thӡi viӋc tái chӃ và tái sӱ dөng là không khҧ thi vӅ mһt kinh tӃ'Rÿyÿk\OjPӝt nhu cҫu lӟn cho các nhà khoa hӑFÿӇ tìm ra mӝt công nghӋ tiӃt kiӋPKѫQKLӋu quҧ KѫQYjOjQKWtQKKѫQYӟLP{LWUѭӡng
Hình 1.1 Các SKѭѫQJSKiS[ӱ lý VOCs
Trong sӕ FiFSKѭѫQJSKiSPӟi, quá trình oxy hóa quang [~FWiFÿѭӧFÿiQKJLi là mӝWSKѭѫQJSKiSÿҫy hӭa hҽn NhiӅu thí nghiӋPÿmÿѭӧc thӵc hiӋn và chӭng minh rҵng VOCs có thӇ bӏ oxy hóa thành CO2 YjQѭӟc, quá trình quang xúc tác trӣ QrQÿһc biӋt hҩp dүn trong vҩQÿӅ xӱ lý các chҩt ô nhiӉm trong nhà Các chҩt xúc tác quang bán dүQQKѭ7L22, ZnO, CdS, CdIn2S4 và WO3 ÿmÿѭӧc sӱ dөng và công bӕ rӝng rãi [1-3] Trong sӕ các xúc tác quang tiӅPQăQJ, TiO2 là chҩt xúc tác quang phә biӃn nhҩt hiӋQQD\ÿѭӧc sӱ dөng do tính chҩWѭDQѭӟc cӫa TiO2 có khҧ QăQJOjPVX\JLҧm các hӧp chҩt hӳXFѫGѭӟi sӵ chiӃu xҥ cӫa tia cӵc tím hoһc gҫn tia UV Ngoài ra, TiO2 ÿһc biӋWÿѭӧc sӱ dөng cho phҧn ӭQJTXDQJ[~FWiFYuFiFÿһc tính nәi bұt cӫDQyQKѭ chi phí rҿ, an toàn, hoҥt tính quang hóa cao và әn ÿӏnh TiO2 ÿѭӧc áp dөng trong các
3 OƭQKYӵFQKѭ9ұt liӋu bӅ mһt tӵ làm sҥch [4, 5], xӱ lý khí [6], xӱ OêQѭӟc [7], xӱ lý vi sinh [8]YjSLQQăQJOѭӧng mһt trӡi [9]
Tuy nhiên, xúc tác quang chӍ hoҥWÿӝQJGѭӟi tia cӵc tím, chiӃm khoҧng 5% ánh sáng mһt trӡi Bên cҥQKÿyWӕFÿӝ tái kӃt hӧp cӫa cһSÿLӋn tӱ - lӛ trӕng cao dүQÿӃn hiӋu suҩt xúc tác thҩSĈӇ WăQJFѭӡng hiӋu quҧ xúc tác quang, chúng tôi sӁ tiӃn hành kӃt hӧp vӟi phi kim - trong luұn án này sӁ là cacbon ViӋc doping cacbon có thӇ WăQJ FѭӡQJÿӝ dүn TiO2 vì nó có khҧ QăQJWUX\ӅQÿLӋn tích sang vùng bӅ mһt cӫa cҩu trúc TiO2QѫLGLӉn ra các quá trình, phҧn ӭng oxy hóa mong muӕn
Tӯ nhӳng lұp luұn trên, chúng tôi chӑQÿӅ tài: ³7әng hӧp cacbon nanodots trên TiO 2 và ӭng dөng làm xúc tác quang xӱ Oê92&V´
1.3 ĈӕLWѭӧng và phҥPYLÿӅ tài ĈӕLWѭӧng cӫDÿӅ tài là xӱ lý chҩt hӳXFѫGӉ ED\KѫL92&V± formaldehyde, acetone, tROXHQHĈӅ tài tұp trung vào nghiên cӭu các chҩt xúc tác CDs/TiO2 vӟi các KjPOѭӧQJNKiFQKDXÿѭӧc tәng hӧp bҵQJSKѭѫQJSKiSERWWRP-XSĈiQKJLiNKҧ QăQJ[ӱ lý các hӧp chҩt VOCs khác nhau cӫa xúc tác CDs/TiO2 bҵng quá trình quang xúc tác Các yӃu tӕ ÿѭӧc tұp trung khҧo sát trong phҧn ӭng quang xúc tác xӱ lý chҩt ô nhiӉm VOCs là nӗQJÿӝ chҩt ô nhiӉm VOCs cҫn xӱ OêOѭXOѭӧng dòng khí cҫn xӱ OêYjÿӝ ҭm cӫa dòng nguyên liêө
VOCs là viӃt tҳt cӫa volatile organic compounds, tҥm dӏch là hӛn hӧp các hӧp chҩt hӳu dӉ ED\KѫL92&VWKӵc chҩt là các hóa chҩt hӳXFѫFyJӕc cacbon, sinh ra tӯ các chҩt rҳn hoһc chҩt lӓng, và có khҧ QăQJKyDKѫLӣ nhiӋWÿӝ SKzQJ.KLÿmOүn vào không khí, nhiӅu loҥi VOCs có khҧ QăQJliên kӃt lҥi vӟi nhau hoһc nӕi kӃt vӟi các phân tӱ khác trong không khí tҥo ra hӧp chҩt mӟi
VOCs có ӣ khҳp mӑLQѫLYӟi sӕ Oѭӧng lӟQYjÿDGҥng, bao gӗm cҧ các hӧp chҩt nhân tҥo và tӵ nhiên Trong khi các VOCs tӵ QKLrQÿyQJYDLWUzTXDQWUӑng trong giao tiӃp giӳa các loài thӵc vұt và giӳa thӵc vұt vӟLÿӝng vұt, mӝt sӕ VOCs nhân tҥo lҥi nguy hiӇPFKRFRQQJѭӡLYjP{LWUѭӡng
Nguӗn phát thҧi VOCs có thӇ bҳt nguӗn tӯ ngoài trӡi và trong nhà Nguӗn phát thҧi VOCs ngoài trӡi rҩWÿDGҥng: nhiên liӋu tӯ xe cӝ, hoҥWÿӝng trông công nghiӋp hóa chҩt, Nguӗn phát thҧi trong nhà phә biӃn nhҩt bao gӗm sҧn phҭm tiêu dùng (chҩt tҭy rӱa, ), vұt liӋu xây dӵQJVѫQWѭӡQJVѫQYHFQLTXiWUuQKWUDRÿәi nhiӋt,
Bҧng 2.1 Các thành phҫn phә biӃn trong VOCs [10]
Chloro hydrocarbons Methyl chloride, Carbon tetrachloride
Alcohols Isopropyl alcohol, l Ethylene glycol
Ketone Acetone, Methyl ethyl ketone
Aromatics Benzene, toluene, Xylene, Styrene, Naphthalene
HiӋn nay, mӑLQJѭӡi dành phҫn lӟn thӡi gian ӣ trong nhà hoһFFiFÿӏDÿLӇm công cӝng nhҵm tránh không khí khói bөLÿѭӡng phӕ, Tuy nhiên, nhiӅu nghiên cӭu cho thҩ\Oѭӧng VOCs bên trong nhà có thӇ cDRKѫQOҫn so vӟi bên ngoài và có khi WăQJFDRÿӃQKѫQOҫn sau khi mӝt lӟSVѫQPӟLÿѭӧFVѫQOrQWѭӡngô
Bҧng 2.2 Mӝt sӕ nguӗn VOCs cө thӇ WURQJQKjQѫLcông cӝng [11]
Paradichlorobenzene Dung dӏch khӱ mùi phòng ӣ
Methylene chloride Chҩt tҭ\VѫQGXQJP{LVӱ dөng
Styrene Chҩt khӱ trùng, chҩt dҿRVѫQ
Acetaldehyde Keo, chҩt kích thích, chҩt khӱ mùi, nhiên liӋu
Acrolein and cotton Dҫu hӓa, gӛ sӗi, phө phҭm cӫDTXiWUuQKÿӕt gӛ
Toluene disocyanate Bình phun, bӑt Polyurethane
Benzyl chloride Nhӵa vinyl dҿo chӭa butyl benzyl phthalate
Ethylene oxide ThiӃt bӏ khӱ trùng (bӋnh viӋn)
Volatile amines Sӵ xuӕng cҩp cӫa vұt liӋu xây dӵng có chӭa casein
Chloroform 1ѭӟc Clo (tҳm, rӭa, giһWJLNJ
Carbon tetrachloride ThiӃt bӏ làm sҥch trong công nghiӋp
6ѫQFKҩt kӃWGtQK[ăQJVҧn phҭPTXiWUuQKÿӕt
(Octane, decane, undecane) 6ѫQFKҩt kӃWGtQK[ăQJVҧn phҭPTXiWUuQKÿӕt
VOCs trong dòng khí là các chất ô nhiễm tiềm tàng do tính gây mùi khó chịu của chúng Chúng có thể gây kích ứng mắt và các cơ quan khác, ảnh hưởng đến hệ thần kinh và gây tác hại nghiêm trọng nếu tiếp xúc lâu dài Do đó, việc loại bỏ và kiểm soát hiệu quả phát thải VOCs là vô cùng quan trọng.
Hình 2.2 Tác hҥi cӫD92&VÿӃn sӭc khӓHFRQQJѭӡi [13]
7 7KrPYjRÿy92&VFzQJySSKҫn làm ҩm lên toàn cҫu, sӵ suy giҧm ozone tҫng EuQKOѭXKuQKWKjQKR]RQHYjFiFKҥt bөi mӏn VOCs có thӇ phҧn ӭng quang hóa vӟi FiFR[LWQLWѫNKLFyiQKViQJPһt trӡi, tҥRVѭѫQJPӡ quang hóa
VOCs + ánh sáng + NO2 + O2 ĺ O3 + NO + CO2 + H2
Hình 2.3 &ѫFKӃ KuQKWKjQKVѭѫQJPTXDQJKyD
Trong sӕ các chҩt bán dүn, nano TiO2 ÿѭӧc coi là chҩt xúc tác quang hӭa hҽn nhҩt cho viӋc xӱ lý ô nhiӉPQѭӟc và không khí
ĈӕLWѭӧng và phҥPYLÿӅ tài
ĈӕLWѭӧng cӫDÿӅ tài là xӱ lý chҩt hӳXFѫGӉ ED\KѫL92&V± formaldehyde, acetone, tROXHQHĈӅ tài tұp trung vào nghiên cӭu các chҩt xúc tác CDs/TiO2 vӟi các KjPOѭӧQJNKiFQKDXÿѭӧc tәng hӧp bҵQJSKѭѫQJSKiSERWWRP-XSĈiQKJLiNKҧ QăQJ[ӱ lý các hӧp chҩt VOCs khác nhau cӫa xúc tác CDs/TiO2 bҵng quá trình quang xúc tác Các yӃu tӕ ÿѭӧc tұp trung khҧo sát trong phҧn ӭng quang xúc tác xӱ lý chҩt ô nhiӉm VOCs là nӗQJÿӝ chҩt ô nhiӉm VOCs cҫn xӱ OêOѭXOѭӧng dòng khí cҫn xӱ OêYjÿӝ ҭm cӫa dòng nguyên liêө
Hӧp chҩt hӳXFѫGӉ ED\KѫL92&V
VOCs là viӃt tҳt cӫa volatile organic compounds, tҥm dӏch là hӛn hӧp các hӧp chҩt hӳu dӉ ED\KѫL92&VWKӵc chҩt là các hóa chҩt hӳXFѫFyJӕc cacbon, sinh ra tӯ các chҩt rҳn hoһc chҩt lӓng, và có khҧ QăQJKyDKѫLӣ nhiӋWÿӝ SKzQJ.KLÿmOүn vào không khí, nhiӅu loҥi VOCs có khҧ QăQJliên kӃt lҥi vӟi nhau hoһc nӕi kӃt vӟi các phân tӱ khác trong không khí tҥo ra hӧp chҩt mӟi
VOCs có ӣ khҳp mӑLQѫLYӟi sӕ Oѭӧng lӟQYjÿDGҥng, bao gӗm cҧ các hӧp chҩt nhân tҥo và tӵ nhiên Trong khi các VOCs tӵ QKLrQÿyQJYDLWUzTXDQWUӑng trong giao tiӃp giӳa các loài thӵc vұt và giӳa thӵc vұt vӟLÿӝng vұt, mӝt sӕ VOCs nhân tҥo lҥi nguy hiӇPFKRFRQQJѭӡLYjP{LWUѭӡng
Nguӗn phát thҧi VOCs có thӇ bҳt nguӗn tӯ ngoài trӡi và trong nhà Nguӗn phát thҧi VOCs ngoài trӡi rҩWÿDGҥng: nhiên liӋu tӯ xe cӝ, hoҥWÿӝng trông công nghiӋp hóa chҩt, Nguӗn phát thҧi trong nhà phә biӃn nhҩt bao gӗm sҧn phҭm tiêu dùng (chҩt tҭy rӱa, ), vұt liӋu xây dӵQJVѫQWѭӡQJVѫQYHFQLTXiWUuQKWUDRÿәi nhiӋt,
Bҧng 2.1 Các thành phҫn phә biӃn trong VOCs [10]
Chloro hydrocarbons Methyl chloride, Carbon tetrachloride
Alcohols Isopropyl alcohol, l Ethylene glycol
Ketone Acetone, Methyl ethyl ketone
Aromatics Benzene, toluene, Xylene, Styrene, Naphthalene
HiӋn nay, mӑLQJѭӡi dành phҫn lӟn thӡi gian ӣ trong nhà hoһFFiFÿӏDÿLӇm công cӝng nhҵm tránh không khí khói bөLÿѭӡng phӕ, Tuy nhiên, nhiӅu nghiên cӭu cho thҩ\Oѭӧng VOCs bên trong nhà có thӇ cDRKѫQOҫn so vӟi bên ngoài và có khi WăQJFDRÿӃQKѫQOҫn sau khi mӝt lӟSVѫQPӟLÿѭӧFVѫQOrQWѭӡngô
Bҧng 2.2 Mӝt sӕ nguӗn VOCs cө thӇ WURQJQKjQѫLcông cӝng [11]
Paradichlorobenzene Dung dӏch khӱ mùi phòng ӣ
Methylene chloride Chҩt tҭ\VѫQGXQJP{LVӱ dөng
Styrene Chҩt khӱ trùng, chҩt dҿRVѫQ
Acetaldehyde Keo, chҩt kích thích, chҩt khӱ mùi, nhiên liӋu
Acrolein and cotton Dҫu hӓa, gӛ sӗi, phө phҭm cӫDTXiWUuQKÿӕt gӛ
Toluene disocyanate Bình phun, bӑt Polyurethane
Benzyl chloride Nhӵa vinyl dҿo chӭa butyl benzyl phthalate
Ethylene oxide ThiӃt bӏ khӱ trùng (bӋnh viӋn)
Volatile amines Sӵ xuӕng cҩp cӫa vұt liӋu xây dӵng có chӭa casein
Chloroform 1ѭӟc Clo (tҳm, rӭa, giһWJLNJ
Carbon tetrachloride ThiӃt bӏ làm sҥch trong công nghiӋp
6ѫQFKҩt kӃWGtQK[ăQJVҧn phҭPTXiWUuQKÿӕt
(Octane, decane, undecane) 6ѫQFKҩt kӃWGtQK[ăQJVҧn phҭPTXiWUuQKÿӕt
VOCs trong không khí là tác nhân gây ô nhiễm tiềm ẩn do tính năng mùi gây kích ứng mắt và cổ họng, thận kinh Tiếp xúc trong thời gian dài có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe con người Do vậy, việc loại bỏ và kiểm soát phát thải VOCs là việc hết sức quan trọng.
Hình 2.2 Tác hҥi cӫD92&VÿӃn sӭc khӓHFRQQJѭӡi [13]
7 7KrPYjRÿy92&VFzQJySSKҫn làm ҩm lên toàn cҫu, sӵ suy giҧm ozone tҫng EuQKOѭXKuQKWKjQKR]RQHYjFiFKҥt bөi mӏn VOCs có thӇ phҧn ӭng quang hóa vӟi FiFR[LWQLWѫNKLFyiQKViQJPһt trӡi, tҥRVѭѫQJPӡ quang hóa
VOCs + ánh sáng + NO2 + O2 ĺ O3 + NO + CO2 + H2
Hình 2.3 &ѫFKӃ KuQKWKjQKVѭѫQJPTXDQJKyD
Titanium Oxide (TiO 2 )
Trong sӕ các chҩt bán dүn, nano TiO2 ÿѭӧc coi là chҩt xúc tác quang hӭa hҽn nhҩt cho viӋc xӱ lý ô nhiӉPQѭӟc và không khí
TiO2 tӗn tҥi ӣ dҥng bӝWWKѭӡng có màu trҳng tuyӃt ӣ ÿLӅu kiӋQWKѭӡng TiO2 tӗn tҥi ӣ dҥng tinh thӇ WKѭӡng có 3 dҥng thù hình: Rutile, Anatase và Brookite Ngoài 3 dҥng thù hình nói trên thì TiO2 còn tӗn tҥi ӣ dҥQJY{ÿӏQKKuQKQKѭQJNK{QJEӅn do ÿӇ lâu trong không khí, hoһc khi nung nóng sӁ chuyӇn sang dҥng Anatase
Hình 2.4 Cҩu trúc mҥng Anatase cӫa TiO2
Hình 2.5 Cҩu trúc mҥng Rutile cӫa TiO2
9 Cҩu trúc mҥng tinh thӇ cӫD5XWLOH$QDWVHYj%URRNLWHÿӅXÿѭӧc tҥo thành tӯ các bát diӋn TiO6 nӕi vӟi nhau qua cҥnh hoһFTXDÿӍnh oxi chung Mӛi Ti 4+ ÿѭӧc bao quanh bӣi tám mһt tҥo bӣi sáu ion O 2-
Hình 2.6 Hình khӕi bát diӋn cӫa TiO2
Các dҥng tinh thӇ 5XWLOH$QDWDVHÿӅu thuӝc hӋ tinh thӇ Tetragonal Tuy nhiên trong tinh thӇ Anatase khoҧng cách Ti-Ti lӟQKѫQYjNKRҧng cách Ti-O ngҳQKѫQVR vӟi Rutile Trұt tӵ sҳp xӃp các bát diӋn dүQÿӃn sӵ khác nhau vӅ tӍ khӕLYjQăQJOѭӧng vùng cҩm (Ebangap) cӫa 2 mҥng tinh thӇ [14]
Bҧng 2.3 TӍ khӕLYjQăQJOѭӧng vùng cҩm TiO2
Trong xúc tác quang, 2 dҥQJWKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөng là anatase và rutile Tuy nhiên, Anatase thӇ hiӋn hoҥWWtQKTXDQJ[~FWiFFDRKѫQFiFGҥng còn lҥi
2.2.2 Quá trình quang hóa xúc tác
Các Eѭӟc xҧy ra trong quá trình quang hóa:
- Xҧy ra quá trình truyӅn khӕi giӳa VOCs vӟi bӅ mһt TiO2
- Quang hóa xúc tác các chҩt bӏ hҩp phө trên bӅ mһt TiO2
- Giҧi hҩp sҧn phҭm trung gian trên bӅ mһt
- Tҥi bӅ mһt TiO2, các hӧp chҩt trung gian tiӃp tөc quá trình truyӅn khӕi tӯ P{LWUѭӡQJÿӃn bӅ mһt
&ѫFKӃ hình thành gӕc tӵ do hydroxyl e - e - e e - - e e - - e e - - e e - - e - e - e e - - e e - - e e - - e e - - e e - - e - e - e e - - e e - - e e - - e e - - e e - - e - e -
Hình 2.7 GiҧQÿӗ QăQJOѭӧng obitan liên kӃt cӫa TiO2 trong Anatase
Theo lý thuyӃt vùng, cҩu WU~F ÿLӋn tӱ cӫa kim loҥi gӗm 3 vùng Vùng chӭa orbitan phân tӱ liên kӃWÿѭӧc xӃSÿӫ electron, có mӭFQăQJOѭӧng thҩp nhҩt là vùng hóa trӏ (VB) Vùng chӭa Orbitan phân tӱ phҧn liên kӃt còn trӕng electron, có mӭc QăQJOѭӧng cao nhҩt là vùng dүn (CB), còn gӑLOjYQJÿLӋn tӱ OLQKÿӝng Vùng cҩm
- vùng nҵm giӳa vùng hóa trӏ và vùng dүn, không có mӭFQăQJOѭӧQJQjRGRÿyÿLӋn tӱ không thӇ tӗn tҥi trên vùng cҩm Khoҧng cách giӳDÿi\YQJGүQYjÿӍnh vùng hóa trӏ gӑLOjÿӝ rӝng vùng cҩPKD\QăQJOѭӧng vùng cҩm (Band Gap) Sӵ khác nhau vӅ vұt liӋu dүQÿLӋn, vұt liӋXFiFKÿLӋn và vұt liӋu bán dүn chính là sӵ khác nhau ӣ vӏ trí YjQăQJOѭӧng vùng cҩp, khi nhӳng chҩWFyQăQJOѭӧng vùng cҩp Ebangap thҩSKѫQ eV là chҩt bán dүn
TiO2 là mӝt chҩt bán dүQFyNKHQăQJOѭӧng vùng cҩm Eg = 3,2 eV, nӃXÿѭӧc chiӃu sáng bҵQJSKRWRQFyQăQJOѭӧQJ!H9Eѭӟc sóng &+3-S-C6H5] + + OHí Quá trình phҧn ӭng tiӃp tөc phát triӇn nhӡ các gӕc tӵ do mӟi sinh ra theo kiӇu phҧn ӭng dây chuӛLFKRÿӃQNKLY{FѫKyDNKRiQJKyDKRjQWRjQKRһc dây chuӛi bӏ ÿӭt
MөF ÿtFK PRQJ PXӕn cuӕi cùng cӫa quá trình oxi hóa các chҩt ô nhiӉm là chuyӇn hóa các chҩt ô nhiӉm hӳXFѫWKjQKFiFFKҩWY{FѫÿѫQJLҧQYjNK{QJÿӝc hҥi
Cacbon nanodots
Ngay khi vұt liӋu ӕng nano cacbon (carbon nanotubes) ÿѭӧc phát hiӋQYjRQăP
1991 ÿm mӣ ra thӡi kǤ kӹ nguyên mӟi cho vұt liӋu nano cacbon, nhұQÿѭӧc nhiӅu sӵ TXDQWkPYjÿyQQKұn to lӟn tӯ các nhà khoa hӑc, các phòng nghiên cӭu trên thӃ giӟi
Tӯ ÿyJKLQKұQÿѭӧc nhiӅXEѭӟc phát triӇn mҥnh mӁ, thu vӅ vô sӕ thành công nәi bұt trong viӋc nghiên cӭu cҧi tiӃn trong viӋc chӃ tҥo thành công các vұt liӋu cacbon nano mӟi và ӭng dөng cӫa chúng Vұt liӋXFDFERQQDQRÿѭӧc các nhà khoa hӑF[HPQKѭ ³Yұt liӋu thҫn kǤ cӫa ThӃ Kӹ ´Eӣi nhӳQJÿһc tính quý báu cӫa nó mà vұt liӋu khác NK{QJFyÿѭӧF+DLPѭѫLQăPNӇ tӯ khi phát hiӋn vұt liӋu mӟi này, sӕ tài liӋu nghiên cӭu, bài báo công bӕ vӅ FiFÿһc tính, ӭng dөng cӫa hӑ &DFERQQDQRÿmOrQÿӃn hàng nghìn bài Chính vì thӃ, vұt liӋu thuӝc hӑ &DFERQQDQRÿmYjÿDQJWҥo ra mӝt cuӝc cách mҥng rӝng lӟn trên nhiӅu OƭQKYӵc khoa hӑc công nghê, nhҩWOjWURQJOƭQKYӵc công nghӋ QDQRÿDQJWURQJWKӡi kǤ phát triӇn
Chҩm cacbon nano (CDs) là mӝt loҥi vұt liӋu nano cacbon mӟLFyNtFKWKѭӟc Gѭӟi 10nm, lҫQÿҫXWLrQWKXÿѭӧc trong quá trình tinh chӃ cacbon nanotube single ± walled (SWNT) thông qua TXiWUuQKÿLӋn di YjRQăP cӫD6FULYHQVYjFiFÿӗng nghiӋp [16] CDs thu hút sӵ TXDQWkPÿiQJNӇ trong giӟi khoa hӑc kӇ tӯ NKLÿѭӧc phát hiӋn ѭXÿLӇm tWÿӝc hҥi và giҧm thiӇXWiFÿӝQJÿӃQP{LWUѭӡng hѫQVRYӟi chҩm Oѭӧng tӱ bán dүn &4'VWK{QJWKѭӡng CҩXWU~F&'Vÿѭӧc tәng hӧp tӯ các nguӗn và FiFSKѭѫQJSKiSNKiFQKDXFKRWKҩy sӵ ÿDGҥng, phӭc tҥp trong hình thái, trҥng thái ODLKyDOѭӧng liờn kӃt Cacbon ± &DFERQô6ӕ Oѭӧng cҩXWU~F&'VWKXÿѭӧc nhiӅu ÿӃn nӛi phân loҥLYjÿһt tên các chҩm Cacbon vүn còn là mӝt câu hӓi bӓ ngӓ
Các nguӗn Cacbon tәng hӧp có thӇ rҩWÿDGҥng, rҿ tiӅn, dӉ kiӃm và linh hoҥt, bao gӗm các phân tӱ hӳXFѫÿѫQJLҧQQKѭD[LWFLWULFKRһc nhiӅu nguӗQNKiFQKѭWUR trҩu [17]Qѭӟc cam [18], hҥt cà phê [19], v.v Các nhà khoa hӑc liên tөc nӛ lӵc khám SKiWuPUDFiFSKѭѫQJSKiSWәng hӧp mӟLÿiSӭQJÿѭӧc sӵ әQÿӏQKNtFKWKѭӟc hҥt trong quá trình tәng hӧp, thӡi gian thӵc hiӋQÿѭӧc rút ngҳn, chi phí thҩp trong suӕt hai thұp kӹ qua Góp phҫQÿѭD Chҩm cacbon nano trӣ thành trӑQJÿLӇm trong công
14 cuӝc nghiên cӭu vұt liӋu mӟi, giҧi pháp thay thӃ cho vұt liӋu truyӅn thӕng Sӕ Oѭӧng ҩn phҭm có tӯ NKyD³&DFERQGRWV´Fy[XKѭӟQJWăQJOLrQWөFTXDFiFQăPQKѭWURQJ hình 2.9
Hình 2.9 Sӕ Oѭӧng ҩn phҭm công bӕ qua FiFQăPWKHR tìm kiӃm trên Google
Qua nhiӅu thұp kӹ nghiên cӭu, nhiӅXSKѭѫQJSKiSWәng hӧp cacERQGRWVÿm ÿѭӧc ÿӅ xuҩt, có thӇ ÿѭӧFFKLDWKjQKKDLSKѭѫQJSKiSWәng hӧp chính: tӯ trên xuӕng (top-down) và tӯ Gѭӟi lên (bottom-uS3KѭѫQJSKiSWRS-down thӵc hiӋn vӟi nguӗn tiӅn chҩt cacbon sӕ Oѭӧng lӟQQKѭWKDQFKuJUDSKHQHVӧi cacbon,vv , và tiӃn hành phá vӥ thành các hҥt nhӓ KѫQQPEҵQJSKѭѫQJSKiSNKҳc nghiӋt, chҷng hҥn QKѭÿӕWODVHUÿLӋn hóa và tách lӟp bҵng lò vi sóng [20-23]Ĉӕi lұp vӟLSKѭѫQJSKiS top-GRZQ SKѭѫQJ SKiS ERWWRP-up thӵc hiӋn tәng hӧp các chҩm cacbon tӯ các nguyờn tӕ cacbon chӭa cỏc phõn tӱ nhӓ QKѭD[LWFLWULFJOXFRVHôYjWLӃn hành chiӃu xҥ vi sóng, xӱ lý thӫy nhiӋWÿӇ WKXÿѭӧc CDs huǤnh quang [24, 25] ĈӇ cҧi thiӋn và ÿLӅu chӍQKFiFÿһc tính quang hӑFQKѭQăQJVXҩWOѭӧng tӱEѭӟc sóng phát xҥÿӝ әn ÿӏnh quang hӑFôWKө ÿӝng húa bӅ mһt và pha tҥp nguyờn tӱ OX{Qÿѭӧc sӱ dөng trong
15 quá trình tәng hӧp chҩm nano cacbon Tùy vào yêu cҫu trong ӭng dөng mà lӵa chӑn SKѭѫQJSKiSWәng hӧp thích hӧSÿiSӭQJÿѭӧc ӭng dөQJÿy
Hình 2.10 Các SKѭѫQJSKiSWәng hӧp Cacbon nanodots [26]
NhiӅXSKѭѫQJSKiSWәng hӧp chҩPFDFERQÿѭӧFÿѭDUDWX\QKLrQGWәng hӧp tӯ FiFSKѭѫQJSKiSWLӃp cұQNKiFQKDXQKѭQJ&'VÿӅu cyFKXQJÿһFÿLӇPQKѭNtFK WKѭӟc nhӓ QPNKҧ QăQJSKiWTXDQJQKyPEӅ mһWѭDQѭӟFÿDGҥng giúp cho CDs cú khҧ QăQJKzDWDQWURQJQѭӟc, khҧ QăQJWѭѫQJWKtFKWtQKVLQKKӑFô1Kӡ nhӳng tính chҩWQj\Pj&'VÿmYjÿDQJÿѭӧc sӱ dөng trong nhiӅu nghiên cӭu ӭng dөQJQKѭ khoa hӑc sinh hӑc [27], cҧi tiӃQSLQQăQJOѭӧng mһt trӡi [28, 29]FNJQJQKѭӭng dөng quang xúc tác [30-32]
2.3.2 Tính chҩt phát quang cӫa Cacbon nanodots
Tính chất quang hóa của CDs có thể điều chỉnh theo cấu trúc hóa học của tiền chất, các tham số phản ứng và quá trình tổng hợp để thay đổi hấp thụ, phát xạ và tính chất quang phát quang Các nghiên cứu cho thấy tính chất quang hóa của CDs phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của tiền chất, các thông số phản ứng và quá trình tổng hợp như nhiệt độ, thời gian và phương pháp tổng hợp Bằng cách kiểm soát những yếu tố này, có thể thiết kế và tổng hợp CDs với các tính chất quang học mong muốn cho các ứng dụng cụ thể.
16 ChҩPQDQR&DFERQWKѭӡng có khҧ QăQJKҩp thө quang hӑc biӇu kiӃn trong vùng
UV, vӟi phҫQÿX{LNpRGjLÿӃn vùng khҧ kiӃQ+ѫQQӳa, các nhóm chӭc bӅ mһWFNJQJ ÿyQJPӝt sӕ vai trò trong viӋc [iFÿӏQKEѭӟc sóng hҩp thө cӫa các chҩm C Ví dө, dҧi hҩp thө cӫa các chҩm C biӇu hiӋn sӵ chuyӇn dӏFKPjXÿӓ sau khi chӭFQăQJKyD vӟi các nhóm amin [37, 38] MӝWÿLӅu thú vӏ là các chҩP&ÿѭӧc chuҭn bӏ tӯ các SKѭѫQJSKiSNKiFQKDXFNJQJFKRWKҩy khҧ hҩp thө quang hӑc ӣ FiFEѭӟc sóng khác nhau Ví dө&'Vÿѭӧc tәng hӧp tӯ Acid citric bҵQJSKѭѫQJSKiSWKӫy nhiӋt và nhiӋt vi sóng có các hình dҥng dҧi hҩp thө khác nhau trong khoҧng 250±300 nm [39]
Khҧ QăQJSKiWTXDQJPjX3KRWROXPLQHVFHne (PL) là mӝt trong nhӳng tính chҩt ÿӝFÿiRFӫD&'V&iFSKѭѫQJSKiSWәng hӧp không ngӯQJÿѭӧc phát triӇn nhҵm làm rõ các yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃQFѫFKӃ phát quang cӫa CDs Tӯ ÿyÿѭDUDQKұQÿӏnh có thӇ chӍnh sӱa màu phát quang cӫa CDs bҵng cách kiӇm soát các yӃu tӕ nhҩWÿӏnh
Trong hai thұp kӹ qua, nhiӅu nghiên cӭXÿmSKiWKLӋQÿѭӧFÿһc tính phát quang cӫa các chҩPQDQR&DFERQÿӃn tӯ quá trình chuyӇQÿәi lên (Upconversion ± UC) và chuyӇQÿәi xuӕng (Downconversion ± DC) ChuyӇQÿәi lên và chuyӇQÿәi xuӕng là quá trình quang hӑc phi tuyӃn tính UC là quá trình bӏ kích thích bӣi nhiӅu photon có mӭFQăQJOѭӧng thҩp ± SKRWRQFyEѭӟFVyQJGjLYjSKiWUDSKRWRQQăQJOѭӧng cao ± SKRWRQFyEѭӟc sóng ngҳQKѫQ9jQJѭӧc lҥi DC là quá trình CDs phát ra ánh sáng FyEѭӟFVyQJGjLKѫQEѭӟc sóng kích thích [40]Ĉӕi vӟLFiF8&WKuEѭӟc sóng kích WKtFKWKѭӡQJÿһt ӣ Eѭӟc sóng vùng gҫn hӗng ngoҥL1,5ÿӇ phát xҥ ánh sáng trong quang phә khҧ kiӃn Trong khi DC thì có thӇ ÿѭӧc kích thích bӣi ҧnh sáng tӯ tia cӵc tím và phát xҥ ánh sáng trong dҧi quan phә nhìn thҩy HiӋu ӭng UC và DC ӣ các vұt liӋXWKѭӡng khác biӋt khi so sánh vӟi các hӧp chҩt huǤQKTXDQJEuQKWKѭӡng ӣ ÿӝ lӋch pha lӟQKѫQGҧi phát xҥ hҽSKѫQYjtWWiQ[ҥ iQKViQJKѫQ [41]
Hình 2.11 &ѫFKӃ phát quang chuyӇQÿәi lên UC và xuӕng DC cӫa CDs [42]
Tính PL của các chấm lượng tử carbon phụ thuộc vào tần suất kích thích ánh sáng Các đặc tính PL của các chấm lượng tử carbon có thể bị ảnh hưởng bởi kích thước và hình dạng của chúng, dẫn đến sự giảm khoảng cách dải năng lượng và tăng khả năng hấp thụ ánh sáng Có hai lý thuyết chính giải thích phát quang PL trong chấm lượng tử carbon: (i) PL do chuyển đổi băng tần (hoặc HOMO đến mức liên kết pi) và (ii) PL do trạng thái bề mặt khuyết Hai lý thuyết phát quang PL này có thể liên quan đến nhau và giải thích các hiện tượng trong nhiều trường hợp, vì bề mặt liên kết đôi có liên quan đến việc tạo ra các khuyết tật trên bề mặt của chấm lượng tử carbon.
Phát quang do mi͉n liên hͫp S: Các chҩt Cacbon hoàn hҧo vӅ mһt cҩu trúc, không có khuyӃt tұt thì không cho thҩy sӵ phát quang khi bӏ kích thích quang hӑc 'RÿyFҫQÿLӅXKѭӟng hình thành miӅn liên hӧp pi bҵng cách tҥo ra các dҧLQăQJ Oѭӧng thông qua hình thành các trҥng thái khuyӃt tұt bӅ mһt Nghiên cӭu cӫa 5REHUWVRQYj2ả5HLOO\[48] cho rҵng sӵ phỏt quang cӫa CDs là do sӵ tỏi tә hӧp cӫa các cһp electron ± lӛ trӕng trong các các mӭFÿLӋn tӱ S và Sÿѭӧc tұp trung nhiӅu tҥi các vӏ trí sp2 Các vӏ trí này nҵm giӳa dҧLQăQJOѭӧng cӫa trҥng thái ıYjıFӫa ma trұn sp3, dүQÿӃn phát xҥ khҧ kiӃn mҥnh [49]
Phát quang xṷt phát tͳ khuy͇t t̵t b͉ m̿t: VӟLFiFSKѭѫQJSháp tәng hӧp CDs có các hӧp chҩWÿyQJYDLWUzFKӭFQăQJKóa bӅ mһt sӁ giúp xuҩt hiӋQÿһc tính quang hӑc PL Nhӡ các hӧp chҩt thө ÿӝng bӅ mһt, giúp các chҩm Cacbon trӣ nên phát xҥ
18 mҥnh trong vùng ánh sáng nhìn thҩy và gҫn IR Có thӇ giҧLWKtFKFKRÿLӅu này là do khi thө ÿӝng bӅ mһt, các bү\QăQJOѭӧng bӅ mһWÿѭӧc әQÿӏnh, trӣ nên phát xҥ - hiӋn Wѭӧng quang sát thҩy trong các chҩPOѭӧng tӱ bán dүn [50, 51] Có thӇ nói là bҩt kǤ vӏ trí nào có miӅn sp2 không hoàn hҧo sӁ hình thành bү\QăQJOѭӧng bӅ mһt Cҧ lai KyDVSYjVSFNJQJQKѭFiFNKX\Ӄt tұt bӅ mһt chӭFQăQJKyDNKiFÿӅu góp phҫn YjRÿһc tính phát quang cӫD&'V&'VFNJQJWKӇ hiӋn sӵ phát xҥ nhiӅu màu do tӗn tҥi nhiӅu khuyӃt tұt bӅ mһt vӟLFiFÿһc tính kích thích và phát xҥ khác nhau [49]
Hình 2.12 &ѫFKӃ HOMO-LUMO và phát xҥ bӅ mһt cӫa CDs [52]
Báo cáo 2014 cӫa Decaliuk và cӝng sӵ [53] ÿmVRViQKFiFFѫFKӃ phát quang có thӇ có cӫD&'Vÿѭӧc trình bày trong Hình 2.13) và kӃt luұn rҵng PL trong CDs bҳt nguӗn tӯ viӋc tҥo thành mӝt tұp hӧp bӣi các nguӗn phát riêng lҿ Các nguӗn phát riêng lҿ (miӅn ʌ liên hӧp hoһc các khuyӃt tұt bӅ mһt) sӁ phát xҥ mӝWFiFKÿӝc lұp và chúng NK{QJWUDRÿәLQăQJOѭӧng ӣ trҥng thái kích thích vӟi nhau Tính dӏ Kѭӟng cӫa
PL và sӵ phân rã dӏ KѭӟQJGѭӟi nano giây cӫa chúng cho thҩy sӵ quay cӫa bӝ phát có giӟi hҥn trong hҥt Ngoài ra, chúng tiӃp xúc vӟi dung môi và có thӇ ÿѭӧc dұp tҳt dӉ dàng bҵng các chҩt dұp tҳt khuӃch tán Thӡi gian phân rã cӫa CDs trung bình trong khoҧng 4 ± 5 ns [22]
Hình 2.13 Ba mô hình FѫFKӃ phát quang cӫa các chҩm Cacbon CDs [54]
Hình 2.14 Giҧ thiӃt quá trình tәng hӧp CDs [47]
2.4 &ѫFKӃ quá trình quang xúc tác
Các nghiên cӭu liên quan
Cacbon dots CDs tuy là vұt liӋu nano mӟL³NK{QJFKLӅX´WKkQWKLӋn vӟi môi WUѭӡQJKѫQFKҩP&DFERQOѭӧng tӱ nhӡ hҥn chӃ ÿѭӧc kim loҥi nһng [64]QKѭQJYүn PDQJFiFÿһFWUѭQJYӅ tính phát quang, và chӭFQăQJEүy electron giúp nâng cao hoҥt tính xúc tác QKѭ&4'V
Nhӡ ÿһc tính oxy hóa khӱ hiӋu quҧ, các chҩPFDFERQÿmÿѭӧc sӱ dөng hiӋu quҧ QKѭPӝt chҩW[~FWiFTXDQJÿӝc lұp nhҵPNKDLWKiFQăQJOѭӧng mһt trӡi cho quá trình xӱ lý các chҩt hӳXFѫ{QKLӉm Các chҩPFDFERQNKLÿѭӧc chiӃu xҥ sӁ tҥo ra các cһp
22 electron ± lӛ trӕng, tӯ ÿyÿѭӧc ӭng dөng sӱ dөng nhiӅu trong quá trình xӱ lý chҩt ô nhiӉm, khӱ CO2 YjWiFKQѭӟFWK{QJTXDFѫFKӃ quang hӑc [65, 66] Bҧn thân chҩm
&DFERQ&'Vÿmÿѭӧc xem là chҩt xúc tác quang tuyӋt vӡi có khҧ QăQJKҩp thu mҥnh trong dҧi phә ÿLӋn tӯ rӝng Tuy nhiên, do sӵ chuyӇn dӏch electron kém nên hiӋu quҧ ӭng dөng bӏ cҧn trӣĈӇ WăQJKLӋu quҧ cӫa các chҩm nano Cacbon CDs và nâng cao hoҥt tính quang xúc tác, cҩXWU~FÿLӋn tӱ cӫDFK~QJÿmÿѭӧc sӱDÿәi bҵng cách pha thêm các tҥp chҩt Tiêu biӇu có thӇ kӇ ÿӃn chҩm Cacbon CDs pha tҥS1LWѫFKRNӃt quҧ quang xúc tác trong vùng nhìn thҩy hiӋu quҧ KѫQWURQJ[ӱ lý metyl da cam [67] Ĉһc tính quang hӑc cӫa CDs vүn còn nhӳQJÿLӇm hҥn chӃ, nên nhiӅu nghiên cӭu sӱ dөQJÿһc tính chҩm Cacbon CDs trên nӅn Titan Dioxide TiO2 ÿmYjÿDQJÿѭӧc thӵc hiӋn Có thӇ kӇ ÿӃn hiӋu quҧ cҧi thiӋQSLQQăQJOѭӧng mһt trӡi bҵng vұt liӋu tәng hӧp Cds/TiO2 [68] Qua nghiên cӭu này, các chҩm nano Cacbon cho thҩy dҧi hҩp thu chính vүn nҵm trong vùng tӱ ngoҥLQKѭQJYүQÿHPOҥi sӵ cҧi thiӋn thӡi gian phân tách electron quang cҧm ӭng trong vùng khҧ kiӃn
Vұt liӋu CDs/TiO2 FNJQJÿmÿѭӧc sӱ dөng cho các nghiên cӭu xӱ lý các hӧp chҩt hӳXFѫ{QKLӉm, chҩW PjXWURQJ Qѭӟc Tiêu biӇu có thӇ kӇ ÿӃn nghiên cӭu xӱ lý Perchloroethylen (PCE) ± mӝt chҩt ô nhiӉm hӳXFѫNKySKkQKӫy, có thӇ gây ô nhiӉm ÿҩWYjQѭӟc [69] KӃt quҧ nghiên cӭXÿmFKӭQJPLQKÿѭӧc các chҩm Cacbon nano có hiӋu quҧ trong cҧi thiӋn hoҥWÿӝng quang xúc tác TiO2 Gѭӟi ánh sáng mһt trӡi nhӡ giҧPQăQJOѭӧng vùng cҩm cӫa TiO2 YjÿyQJYDLWUzQKѭPӝt bүy electron ± QJăQ cҧn quá trình tái tә hӧp electron và lӛ trӕng
Tӯ các nghiên cӭXWUѭӟc, có thӇ thҩy CDs/TiO2 là mӝt chҩt xúc tác quang tiӅm QăQJFKRTXiWUuQK[ӱ lý các hӧp chҩt hӳXFѫ92&V Tuy nhiên, phҫn lӟn các nghiên cӭu tұp trung cho quá trình xӱ lý ӣ pha lӓQJ'RÿyYiӋc thӵc hiӋn nghiên cӭu vұt liӋu mӟi CDs/TiO2 trong xӱ lý các hӧp chҩt hӳXFѫӣ dҥng khí là tiӅQÿӅ cho viӋc mӣ rӝng thêm phҥm vi nghiên cӭu xӱ lý khí cӫa vұt liӋu này
Tәng hӧp xúc tác nano CDs/TiO 2
Bҧng 3.1 Danh sách hóa chҩt sӱ dөng
Hóa chҩt sӱ dөng Thành phҫn Xuҩt xӭ citric acid monohydrate Trung Quӕc urea Trung Quӕc titan dioxide (P25) Ĉӭc ethanol 97.99 wt% Vietnam nѭӟc cҩt Vietnam
Các dөng cө trong phòng thí nghiӋm:
Các thiӃt bӏ dùng trong phòng thí nghiӋm: lò vi sóng, tӫ sҩy, bӇ siêu âm, máy ly tâm, sҳFNêNKtÿҫu dò FID
Cân 1g Citric Acid Monohydrate và 3g Urea, thêm 10 P/Qѭӟc cҩt vào hòa tan Dung dӏFKÿѭӧFÿѭDYjROzYLVyQJÿѭӧFÿXQQyQJQKLӋWÿӝ FDRWUXQJEuQKWURQJQѭӟc (700 ~ 750 W) trong khoҧQJSK~WWURQJÿy dung dӏch chuyӇn tӯ chҩt lӓng không màu sang chҩt rҳn màu nâu nhҥt và cuӕi cùng là màu nâu sүm, cho thҩy sӵ hình thành cӫa CDs Chҩt rҳQVDXÿyÿѭӧFKzDWDQWURQJQѭӟFYjO\WkPÿӇ loҥi bӓ các hҥt kӃt tө vӟi tӕFÿӝ 4000 vòng/phút trong 20 phút, lһp lҥi hai lҫn
Cân 1g TiO2 3VDXÿyWKrP[P/[ ± 5) hӋ NHR&'Vÿmÿѭӧc thӵc hiӋn Hòa tan vӟi 400 P/Qѭӟc cҩt trong bình Erlenmeyer 500 mL cho vào bӇ siêu âm trong 3SK~W6DXÿyKӛn hӧSÿѭӧc lӑc và rӱa bҵQJQѭӟc cҩt FKRÿӃn khi có ÿѭӧc dung dӏch trong suӕt sau khi lӑc Chҩt rҳQPjX[iPWKXÿѭӧc sau khi lӑFÿѭӧc sҩ\NK{TXDÿrPӣ 80°C
3.2 3KkQWtFKÿһFWUѭQJFӫa xúc tác
Các nguyên tử phân bố trên các mặt song song có thể kích thích tạo ra các sóng cơ Các sóng này giao thoa với nhau tạo thành phổ nhiễu xạ Nghiên cứu ứng dụng SKSS trong nhiếp ảnh, khoa học vật liệu, hợp kim oxit kim loại, chất xúc tác và chất rắn vô cơ có vai trò quan trọng trong khoa học vật liệu.
Với phương pháp SKQ-Bragg, độ lệch pha giữa hai mặt phẳng sóng song (d) và một mặt phẳng song song với tia X (y) biểu diễn như sau:
+uQK6ӵSKҧQ[ҥFKӑQOӑFWUrQPӝWKӋPһWSKҷQJKNO
Tӯ ÿӏnh luұt Bragg có thӇ [iFÿӏnh khoҧng cách giӳa các mһt mҥQJGKNONKLÿm biӃt Ȝ và góc nhiӉu xҥ ș WѭѫQJӭng vӟi vҥch nhiӉu xҥ WKXÿѭӧc Mӛi mӝt chҩt tinh thӇ khác nhau sӁ ÿѭӧFÿһFWUѭQJEҵng các giá trӏ dhkl khác nhau So sánh giá trӏ dhkl thu
27 ÿѭӧc vӟi giá trӏ dhkl cӫa mүu chuҭQFKRSKpSWD[iFÿӏQKÿѭӧc thành phҫn, cҩu trúc mҥng tinh thӇ cӫa vұt liӋu cҫn phân tích
Hình dҥng và bӅ rӝQJPNJLSHDNFXQJFҩp thông tin vӅ sӵ sai lӋch so vӟi tinh thӇ hoàn hҧR+ѫQQӳa, tӯ bӅ rӝQJPNJLSHDNFyWKӇ WtQKÿѭӧFNtFKWKѭӟc trung bình tinh thӇ theo công thӭc Debye-Scherrer: ܦ ൌ ܭߣ ߚܿݏߠ Trong ÿy 'OjNtFKWKѭӟc tinh thӇ ߚ: chiӅu rӝng nӳa peak
K: hӋ sӕ hình dҥng tinh thӇ WKѭӡng bҵng 0,9) ߣEѭӟc sóng phát xҥ (CuKĮ = 1,542 Å)
Do vұ\SKѭѫQJSKiSQKLӉu xҥ tia X có thӇ xác ÿӏQKÿѭӧc thành phҫn pha tinh thӇ cӫa vұt liӋu KiӇm tra sӵ ÿѫQSKDÿӝ tinh khiӃt) cӫa vұt liӋX[iFÿӏQKÿѭӧc kích WKѭӟc tinh thӇ, cҩu trỳc tinh thӇô
Trong luұQYăQQj\FiFPүu do nhiӉu xҥ tia X tҥL7UXQJWkP3KkQWtFKĈҥi Hӑc Quӕc gia (Manar) tҥLWUѭӡQJĈҥi Hӑc Bách Khoa Hӗ Chí Minh Quang phә 2T ÿѭӧc ÿRWURQJ khoҧng tӯ 10 o ÿӃn 70 o , vӟLEѭӟc quét 0,03 o trong khoҧng thӡi gian 0,7s mӛi Eѭӟc ӣ nhiӋWÿӝ 25 o C
3.2.2 3KѭѫQJSKiS[iFÿӏnh diӋn tích bӅ mһt riêng bҵng hҩp phө N 2 (BET)
Lý thuyӃW%(7UDÿӡi dӵa trên các giҧ thuyӃt sau: x Sӵ hҩp phө cӫa các phân tӱ khí lên chҩt rҳn trong vô sӕ các lӟp x Không có sӵ chuyӇQÿӝng trên bӅ mһt và sӵ WѭѫQJWiFJLӳa các lӟp hҩp phө x Có thӇ áp dөng lý thuyӃt Langmuir cho mӛi lӟSÿѫQOҿ
3KѭѫQJWUuQK%ET chuyӇn vӅ dҥng bұt nhҩt có dҥQJQKѭVDX ݒሺ െ ሻ ൌ ͳ ݒ ܿܿ െ ͳ ݒ ܿ Vӟi: ݒ , ݒ : thӇ tích hҩp phө ÿѫQOӟSÿDOӟp , : áp suҩWKѫLFkQEҵng và áp suҩWKѫLEmRKzDWҥi nhiӋWÿӝ hҩp phө
28 c : hҵng sӕ SKѭѫQJWUuQK%(7Fÿѭӧc tính gҫQÿ~QJWKHRSKѭѫQJWUuQK sau: ܿ ൌ ݁ ሺ భ ோ் ି మ ሻ 7URQJÿy ݍ ଵ : nhiӋt hҩp phө ÿѫQOӟSÿҫu tiên ݍ ଶ : ҭn nhiӋWQJѭQJWө chҩt bӏ hҩp phө
DiӋn tích bӅ mһt riêng cӫa vұt liӋu theo công thӭc: ܵ ൌ ݒ ʹʹ,Ͷܰܵ ெ 7URQJÿy ܵ : bӅ mһt riêng chҩt hҩp phө, m 2 /g ݒ ʹʹ , Ͷ: sӕ mol chҩt bӏ hҩp phө, mole
N : sӕ Avogadro ܵ ெ : diӋn tích mӝt phân tӱ chҩt bӏ hҩp phө chiӃm chӛ, m 2 Trong luұQYăQQj\Yұt liӋXÿѭӧc do diӋn tích bӅ mһt trên máy Nova 2200e tҥi phòng thí nghiӋPKyDOêWUѭӡQJÿҥi hӑc Bách Khoa thành phӕ Hӗ Chí Minh
3.2.3 3KѭѫQJSKiSkính hiӇQYLÿLӋn tӱ quét kӃt hӧp phә tán xҥ QăQJ Oѭӧng tia X (SEM ± EDX)
Phә tán xҥ QăQJOѭӧng tia X hay Phә tán sҳFQăQJOѭӧng là kӻ thuұt phân tích thành phҫn hóa hӑc cӫa vұt liӋu rҳn dӵa vào viӋc ghi lҥi phә tia X phát ra tӯ vұt rҳn GRWѭѫQJWiFYӟi các bӭc xҥ (mà chӫ yӃXOjFKPWLDHOHFWURQFyQăQJOѭӧng cao trong kính hiӇQYLÿLӋn tӱ)
Kӻ thuұW(';KD\('6ÿѭӧc thӵc hiӋn trên các kính hiӇQYLÿLӋn tӱ, tҥLÿy ҧnh vi cҩu trúc vұt rҳQÿѭӧc ghi lҥi thông qua sӱ dөQJFKPHOHFWURQFyQăQJOѭӧng FDRWѭѫQJWiFYӟi vұt rҳQ&KPHOHFWURQFyQăQJOѭӧng lӟQÿѭӧc chiӃu vào vұt rҳn, sӁ ÿkP[X\rQVkXYjRQJX\rQWӱ vұt rҳn, làm bұt ra electron ӣ lӟp K bên trong nguyên tӱ và tҥo ra lӛ trӕng ӣ vӏ WUtQj\6DXÿyHOHFWURQӣ lӟSQJRjLFyQăQJOѭӧQJFDRKѫQ sӁ nhҧy xuӕng lҩSÿҫy chӛ trӕng và giҧLSKyQJQăQJOѭӧQJGѭӟi dҥng tia X Các tia
;Qj\FyEѭӟFVyQJÿһFWUѭQJYӟi nguyên tӱ cӫa mӛi chҩt có mһt trong chҩt rҳn ViӋc ghi nhұn phә tia X phát ra tӯ vұt rҳn sӁ cho thông tin vӅ các nguyên tӕ hóa hӑc có mһt trong mүXÿӗng thӡi cho các thông tin vӅ nguyên tӕ này Sӱ dөng hӋ thӕng EDX trên kính hiӋQYLÿLӋn tӱ JL~SSKkQWtFKÿѭӧc thành phҫn mүu cӫa chҩWÿѭӧc phân tích
29 thông qua dӵ liӋu phә&NJQJFyWKӇ phân tích trên hình ҧnh, và mapping các nguyên tӕ có mһt trong nӅn mүu
Trong luұQYăQQj\Yұt liӋXÿѭӧc phân tích EDX nhӡ thiӃt bӏ kính hiӇQYLÿLӋn tӱ quét có tích hӧp hӋ thӕng phân tích phә tán xҥ QăQJOѭӧng tia X (SEM ± EDX) ± Horiba H-7593 tҥi Phòng thí nghiӋm bán dүn ± Trung tâm Nghiên cӭu và Phát triӇn khu công nghӋ cao Tp HCM
3.2.4 3KѭѫQJ SKiSkính hiӇQ YL ÿLӋn tӱ truyӅQ TXD ÿӝ phân giҧi cao (HRTEM)
Kính hiӇQYLÿLӋn tӱ truyӅn qua ÿӝ phân giҧi cao là công cө kӻ thuұt phә biӃn cho nghiên cӭu vұt liӋX3KѭѫQJSKiSQj\Gӵa trên nguyên tҳc hoҥWÿӝQJFѫEҧn cӫa kính hiӇn vi quang hӑc, kính hiӇQYLÿLӋn tӱ truyӅQTXDFyѭXÿLӇm nәi bұWKѫQQKӡ Eѭӟc sóng cӫa chùm electron ngҳQKѫQUҩt nhiӅu so vӟi ánh sáng nhìn thҩy nên nó có thӇ quan sát vӟLNtFKWKѭӟc cӥ nano ҦQKWKXÿѭӧc tӯ kính hiӇQYLÿLӋn tӱ truyӅn qua FKR SKpS TXDQ ViWÿѭӧc nhiӅu chi tiӃt nano cӫa mүu nghiên cӭu: hình dҥng, kích WKѭӟc hҥt, biờn cỏc hҥWôbҵng cỏch sӱ dөng chựm ÿLӋn tӱ FyQăQJOѭӧng cao chiӃu xuyên qua mүu vұt rҳn mӓng, tӯ ÿyҧQKÿѭӧc tҥo ra nhӡ sӵ giao thoa giӳa chùm tia thҷng góc và chùm tia tán xҥ Sӱ dөng các thҩu kính có dӝ TXDQJVDLÿӫ nhӓ YjFyÿӝ phân giҧLÿLӇPÿӫ lӟQÿӇ hӝi tө các chùm tán xҥ, thӵc hiӋn viӋc giao thoa vӟi chùm chiӃu thҷng góc, tӯ ÿyFKRҧQKFyÿӝ phân giҧi cao Ҧnh chөSÿѭӧc ghi nhұn bҵng các máy ҧnh kӻ thuұt sӕ
Nghiên cӭu hoҥt tính xúc tác quang hóa
3.3.1 HӋ thӕng phҧn ӭng quang hóa
Các chҩt phҧn ӭng VOCs (formaldehyde, acetone, và toluene)KѫLQѭӟc, oxi và QLWѫÿѭӧc nҥSÿҫy trong bình trӝn thông qua bӕQGzQJYjRQKѭVDX
- Dòng N2 lôi cuӕn VOCs ÿѭӧc sөc qua bình chӭa ÿӇ lôi cuӕn các hӧp chҩt dӉ ED\KѫL WURQJÿLӅu kiӋn nhiӋWÿӝ ÿѭӧF[iFÿӏnh, cung cҩp tҥo nguӗn VOC có nӗQJÿӝ [iFÿӏnh
- Dòng N2 lôi cuӕQKѫLQѭӟFÿѭӧc sөc qua bình chӭDQѭӟc cҩWWURQJÿLӅu kiӋn nhiӋWÿӝ [iFÿӏnh, cung cҩSÿӝ ҭm cho quá trình
- Dòng N2 nguyên chҩWGQJÿӇ pha loãng nӗQJÿӝ cӫa VOC trong hӛn hӧp khí
- Dòng O2 là nguӗn oxi tinh khiӃt (>99 , ÿѭӧFÿLӅu chӍQKOѭXOѭӧng thích hӧp cung cҩp nӗQJÿӝ oxi cҫn thiӃt cho phҧn ӭng
/ѭXOѭӧng mӛLGzQJÿѭӧFÿLӅu chӍnh bҵng van kim và kiӇm soát bҵQJOѭXOѭӧng kӃ NKtWUѭӟc khi thәLTXD92&YjQѭӟc 7URQJÿyQJXӗQQLWѫEDQÿҫXOjQLWѫWLQK khiӃW!ÿѭӧc chia thành ba dòng N2 pha loãng, N2 lôi cuӕn toluene và N2 lôi cuӕQKѫLQѭӟc 6DXFQJFiFGzQJNKtQj\ÿLYjRPӝt bình trӝQÿӇ әQÿӏnh nӗng ÿӝ FNJQJQKѭOѭXOѭӧQJWUѭӟFNKLÿLYjRWKLӃt bӏ phҧn ӭng
+uQK6ѫÿӗKӋWKӕQJSKҧQӭQJTXDQJKyD[~FWiF
36 NhiӋWÿӝ cӫDLQMHFWRUYjGHWHFWRUÿѭӧFFjLÿһt lҫQOѭӧt là 150 o C và 200 o C, nhiӋt ÿӝ cӫDOzÿѭӧFFjLÿһt ӣ 90 o C
7KD\ÿәi nӗQJÿӝ KѫL VOC và nӗQJÿӝ KѫLQѭӟc bҵng hӛn hӧSÿiYjPXӕi NӗQJÿӝ N2 lôi cuӕn, N2 pha loãng và O2 ÿѭӧc cӕ ÿӏnh
NӗQJÿӝ KѫL ô nhiӉm VOC cҫn xӱ lý ÿѭӧFWtQKQKѭVDX[HPQKѭGzQJ12 lôi cuӕn bão hòa FiFKѫL{QKLӉm VOC):
Áp suất riêng phần VOC (ppmv) cho biết nồng độ VOC trong không khí, trong khi áp suất hơi bão hòa VOC (atm) là áp suất hơi bão hòa của VOC ở nhiệt độ phòng Áp suất đầu vào của dòng khí trơ N2 được cố định ở 1 atm Lưu lượng dòng khí trơ N2 (L/h) là lưu lượng khí N2 sử dụng để cuốn trôi VOC trong quá trình chiết xuất Lưu lượng dòng khí vào hệ thống (L/h) bao gồm lưu lượng khí trơ N2, oxy (O2), nito (N2) và nito pha loãng.
NӗQJÿӝ cӫDKѫLQѭӟFWURQJGzQJNKtÿҫXYjRÿѭӧc tính theo công thӭc ܥ ൌܲ ே ൈ ܳ ܲ ൈ ܳ ் ൈ ͳͲ 7URQJÿó: x C là nӗQJÿӝ KѫLQѭӟFWURQJGzQJNKtÿҫu vào (ppmv) x PN0 là áp suҩWKѫLEmRKzDFӫDQѭӟc ӣ nhiӋWÿӝ cӫa bình chӭDQѭӟc
Pkk = 760mmHg là áp suҩt không khí ӣ ÿLӅu kiӋQWKѭӡng
Sau khi bình trӝQÿѭӧc nҥSÿҫ\ÿӫ, van 3 chiӅu sӕ 10 ÿѭӧFÿLӅu chӍnh ngҳt các dòng nҥp vào bình trӝn Ĉӝng lӵc dòng toluene tҥo ÿѭӧc nhӡ vào mӝWEѫPYLOѭӧng ÿһWWUѭӟc bình phҧn ӭng, tҥo ra dòng khí chuyӇQÿӝng trong hӋ thӕng vӟLOѭXOѭӧng
37 7Uѭӟc khi tiӃn hành phҧn ӭng quang xúc tác tuҫn hoàn, lӟS[~FWiFÿѭӧc cho hҩp phө EmRKzDKѫLQѭӟc và VOC bҵng cách cho hӛn hӧp dòng khí chҥy liên tөc qua lӟS[~FWiFÿӃn khi diӋn tích peak VOC WKXÿѭӧc qua máy sҳFNêNKtNK{QJÿәi
Buӗng phҧn ӭng gӗPEyQJÿqQ6DQN\R'HQNL)7%/%phát xҥ tia UV A WURQJYQJÿӃQQPFyÿӍQKEѭӟc sóng tҥLQPFѭӡQJÿӝ phát xҥ UV 1,5
W Ӕng phҧn ӭng bao gӗm hai ӕng lӗng vào nhau Ӕng ngoài bҵng thҥch anh ࢥ50 ÿѭӡng kính ngoài 14 mm), ÿӝ dày 5 PPÿѭӧc nӕi vӟi dây dүn khí ӣ KDLÿҫu Ӕng trong bҵng thӫy tinh ࢥ2ÿѭӡQJNtQKQJRjLPPÿӝ dày 2mm
Chất xúc tác là một chất không bị thay đổi hóa học trong quá trình phản ứng, nhưng làm tăng tốc độ phản ứng Nhiệt đốt cháy của chất xúc tác là 39 độ C, được duy trì liên tục bằng bộ điều nhiệt Gas Cat No 15-210 Chất xúc tác có thể duy trì nhiệt độ 79 ± 2 độ C.
2 o C nӃu không bұt quҥtYjÿҥt 50 o C khi mӣ quҥt
Xúc tác phҧn ӭng CDs/TiO2 ÿѭӧc phӫ trên bӅ mһt cӫa ӕng thӫy tinh trong cӫa ӕng phҧn ӭQJWKHRSKѭѫQJSKiSSKӫ quay ± phun (spin-spray coating) Lӟp xúc tác có diӋn tích lӟp quét khoҧng 200cm 2 WѭѫQJӭng vӟi khӕLOѭӧng 0,2g xúc tác và phӫ trên bӅ mһt ӕng ÿѭӡng kính 20 mm, dài 37 cm là bӅ mһWÿѭӧc chiӃu xҥ bӣi tia UV trong buӗng phҧn ӭng
;~FWiFÿѭӧc phân tán trong 3 mL ethanol tinh khiӃWYjÿiQKVLrXkPWURQJ phút Ӕng thӫ\WLQKÿѭӧFÿһt nҵm ngang và quay vӟi tӕFÿӝ 1400 vòng/phút Súng SKXQÿһt cách ӕQJFPYjÿLӅu chӍnh áp lӵc phù hӧp Dung dӏFK[~FWiFÿѭӧc phun ÿӅu tӯng lӟp trên phҫn diӋQWtFKÿѭӧFÿiQKGҩu và sҩy khô trѭӟc khi phun lӟp mӟi ÿӃQNKLÿҥt khӕLOѭӧng cҫn thiӃt Ӕng thӫy tinh phӫ [~FWiFÿѭӧc nung ӣ nhiӋWÿӝ bҵng vӟi nhiӋWÿӝ tәng hӧp xúc tác WURQJKWUѭӟc khi tiӃn hành phҧn ӭng
3.3.1.4 ;iFÿӏQKÿӝ chuyӇn hóa xӱ lý VOCs
HӋ thӕng phҧn ӭng kӃt nӕi trӵc tiӃp vӟi máy GC thông qua mӝt van 6 chiӅu MүXÿѭӧc phân tích online trong quá trình tiӃn hành phҧn ӭng ThӇ tích mӛi lҫn lҩy mүu phân tích là 1 ml
Sau khi hợp phần bảo hòa, phản ứng sôi được tiến hành Để chuyển hóa phản ứng sôi, F(RVDXP)(5SK~WY) được phân tích trên máy sắc ký khí HP 5980 của Varian, cột CP-Sil 8 C8 (30 m x 0,32 mm x 0,25 µm), khí mang heli 99,999% Nhiệt injector là 150 0C, nhiệt cột duy trì ở 150 0C, chương trình ở chế splitless, nhiệt detector là 200 0C Thời gian lưu toluen là 1 phút 25 giây Tốc độ chuyển hóa R: R(1) = K(0) + (K(0) x 1 x [A] + 61 x [A][B]) - 1000000([(C] - [A]) x ([D] - 1)) Áp suất hơi P của hỗn hợp chất hữu cơ ED: P(hữu cơ) = Nhiệt độ của hỗn hợp chất hữu cơ ED.
R : Hҵng sӕ khí (L.atm.K -1 mol -1 ) ݉ ்ை మ : KhӕLOѭӧng cӫa xúc tác TiO2 (g) ܣ : DiӋn tích peak VOC tҥi thӡLÿLӇm i ܣ : DiӋn tích peak VOC tҥi thӡLÿLӇPEDQÿҫu
3.3.2 Các yӃu tӕ khҧo sát ĈӇ có thӇ ÿiQKJLiYjVRViQKFiFVӕ liӋu thӵc nghiӋm, khӕLOѭӧQJ[~FWiFÿѭӧc giӳ cӕ ÿӏnh cho mӛi thí nghiӋm là 0,2g Tӹ lӋ thӇ tích cӫa N2 lôi cuӕn : O2 : N2 pha loãng cӕ ÿӏnh vӟi tӹ lӋ 1:1:3
Bҧng 3.2 Các yӃu tӕ khҧo sát YӃu tӕ khҧo sát MөFÿtFK ĈLӅu kiӋn khҧo sát
+jPOѭӧng dopping CDs
KhҧRViWKjPOѭӧng tӕLѭX CDs dopping trên TiO2 ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܥ ల ு ల ൌ ͵ͳͶ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ͳͺǡʹͲ݉݃Ȁܮ ĈiQKJLiKRҥt tính xúc tác
So sánh hoҥt tính xúc tác CDs/TiO2 vӟi TiO2 trong ÿLӅu kiӋn formadehyde ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܥ ுுை ൌ ͷ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ʹ͵ǡ͵͵݉݃Ȁܮ ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܥ ுுை ൌ ͷ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ͳͳǡʹͲ݉݃Ȁܮ ĈiQKJLiKRҥt tính xúc tác
So sánh hoҥt tính xúc tác CDs/TiO2 vӟi TiO2 trong ÿLӅu kiӋn acetone ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܥ ு య ைு య ൌ ʹͷͶ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ͳͺǡʹͲ݉݃Ȁܮ ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܥ ு య ைு య ൌ ʹͷͶ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ǡͲ݉݃Ȁܮ ĈiQKJLiKRҥt tính xúc tác
So sánh hoҥt tính xúc tác CDs/TiO2 vӟi TiO2 trong ÿLӅu kiӋn toluene ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܥ ల ு ల ൌ ͵ͳͶ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ͳͺǡʹͲ݉݃Ȁܮ ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܥ ల ு ల ൌ ͵ͳͶ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ǡͲ݉݃Ȁܮ
Kѭӣng nӗQJÿӝ formaldehyde ĈiQKJLiKRҥt tính xúc tác ӣ FiFÿLӅu kiӋn nӗQJÿӝ khác nhau, vӟi: ܨ ൌ ܮȀ݄ ܥ ுுை ൌ ͷ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ͳͳǡʹͲ݉݃Ȁܮ ܥ ுுை ൌ ͳͶͲ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ͳǡʹ݉݃Ȁܮ ܥ ுுை ൌ ͷ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ʹ͵ǡ͵͵݉݃Ȁܮ
Kѭӣng nӗQJÿӝ acetone ĈiQKJLiKRҥt tính xúc tác ӣ FiFÿLӅu kiӋn nӗQJÿӝ khác nhau, vӟi: ܨ ൌ ͳʹܮȀ݄ ܥ ዛዔ ൌ ͳͺǡʹͲ݉݃Ȁܮ ܥ ு య ைு య ൌ ʹͷͶ݉ ௩ ܥ ு య ைு య ൌ ͵ͳ݉ ௩ ܥ ு య ைு య ൌ ͳͶͶͶ݉ ௩
Oѭӧng ӣ ÿLӅu kiӋn formaldehyde ĈiQKJLiKRҥt tính xúc tác ӣ FiFÿLӅu kiӋn nӗQJÿӝ khác nhau, vӟi: ܥ ுுை ൌ ͷ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ʹ͵ǡ͵͵݉݃Ȁܮ ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܨ ൌ ܮȀ݄ ܨ ൌ ͻܮȀ݄
Oѭӧng ӣ ÿLӅu kiӋn acetone ĈiQKJLiKRҥt tính xúc tác ӣ FiFÿLӅu kiӋn nӗQJÿӝ khác nhau, vӟi: ܥ ு య ைு య ൌ ͵ͳ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ͳͺǡͲʹ݉݃Ȁܮ ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܨ ൌ ܮȀ݄ ܨ ൌ ͳʹܮȀ݄ ҦQKKѭӣQJÿӝ ҭm ӣ ÿLӅu kiӋn acetone ĈiQKJLiKRҥt tính xúc tác ӣ FiFÿLӅu kiӋn nӗQJÿӝ khác nhau, vӟi: ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܥ ு య ைு య ൌ ʹͷͶ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ͳͺǡʹͲ݉݃Ȁܮ ܥ ு య ைு య ൌ ʹͷͶ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ͳʹǡͳ͵݉݃Ȁܮ ܥ ு య ைு య ൌ ʹͷͶ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ǡͲ݉݃Ȁܮ Khҧo sát khҧ QăQJ tái sӱ dөng xúc tác ĈiQKJLiKLӋu quҧ xúc tác theo thӡi gian WURQJÿLӅu kiӋn formaldehyde ܨ ൌ ͵ܮȀ݄ ܥ ுுை ൌ ͷ݉ ௩ ܥ ዛዔ ൌ ʹ͵ǡ͵͵݉݃Ȁܮ
4.1 &iFÿһFWUѭQJYұt liӋu xúc tác ĈһFÿLӇm cӫa CDs
Hình 4.1 (a, b) Hình ҧnh HR-TEM, (c) Phә FTIR, (d) Phә quang phát xҥ cӫa CDs
Hình 4.1 cho thҩy ҧnh chөp HRTEM mүu CDs cho thҩy vұt liӋu tәng hӧSÿѭӧc có hình dҥQJYjNtFKWKѭӟFÿӗng ÿӅu Chҩm nano cacbon CDs có dҥng hình cҫu, kích WKѭӟc trong khoҧng 5 ± 10 nm
Phә FTIR cӫa CDs thӇ hiӋn dҧi hҩp phө trong khoҧng 3000 ± 3600 cm -1 ÿҥi diӋn cho nhóm amino và hydroxyl trên bӅ mһt cӫa CDs Các peak tҥi 1643 và 1938 cm -1 WѭѫQJӭng vӟi các liên kӃt C=O và C-N
Phә quang phát quang (PL) hiӇn thӏ ÿӍnh phát xҥ ӣ Eѭӟc sóng 530 nm (vùng màu xanh lөc)
42 ĈһFÿLӇm cӫa CDs/TiO 2 a) NhiӉu xҥ tia X
Sӱ dөng giҧQÿӗ XRD chuҭQÿӇ [iFÿӏnh cҩu trúc tinh thӇ ӭng vӟLFiFÿӍnh xuҩt hiӋn trên kӃt quҧ ÿR
Các peak 2ș ÿһFWUѭQJFKRFҩu trúc TiO2 anatase chӭng tӓ có sӵ hình thành TiO2 dҥng anatase [71] Các peak FyFѭӡQJÿӝ lӟn 2ș = 25,2; 38; 48, cho thҩy pha anatase tәng hӧSÿѭӧFFyÿӝ tinh thӇ cao
Các peak 2ș ÿһFWUѭQJFKRFҩu trúc TiO2 UXWLOHFiFSHDNFyFѭӡQJÿӝ khá nhӓ, chiӃm mӝWOѭӧQJNK{QJÿiQJNӇ trong mүXÿѭӧc tәng hӧp
Các SHDNÿһFWUѭQJFKRCDs gҫQQKѭNK{QJSKiWKLӋQÿѭӧcÿLӅu này có thӇ GRKjPOѭӧng CDs quá nhӓSKkQWiQÿӗng tӕt trong tinh thӇ
43 Các thông sӕ mҥng tinh thӇ tính toán cӫa CD / TiO2 là a = b = 3,786Å, c = 9,503Å, cho thҩy không có sӵ khác biӋWÿiQJNӇ so vӟi các thông sӕ tinh thӇ hӑc so vӟi TiO2 tinh khiӃt (a = b = 3,785Å, c = 9,514Å). b) DiӋn tích bӅ mһt riêng BET
KӃt quҧ thí nghiӋm
4.2.1 KhҧRViWKjPOѭӧng CDs doping lên TiO 2 ҦQKKѭӣng cӫDKjPOѭӧng CDs doping lên TiO2 ÿѭӧc nghiên cӭu khi cӕ ÿӏnh tҩt cҧ FiFÿLӅu kiӋn phҧn ӭQJYjWKD\ÿәi khӕLOѭӧng CDs ĈLӅu kiӋn thí nghiӋm:
KhӕLOѭӧng TiO2: 1g
Bӭc xҥ UV-$ĈqQ6DQN\R'HQNL)7%/%VYӟLÿӝ GjLEѭӟc sóng là 352nm, công suҩt cӫDÿqQOjW
BӕQÿqQÿѭӧFÿһt FiFKÿӅu nhau và cách ӕng phҧn ӭng 2,5cm
ThӇ tích CDs lҫQOѭӧt là 250PL; 500PL; 2500PL; 3000PL; và 5000PL
+uQK.KҧQăQJ[ӱOêWROXHQHWKHRKjPOѭӧQJ&'VGRSLQJWUrQ7L2 WURQJ
SK~W&WROXHQH SSPY) /K&QѭӟF PJ/
Dӵa vào hình 4.6, Theo thӡLJLDQ[XKѭӟng cӫa hoҥt tính xúc tác TiO2 và tҩt cҧ các mүu xúc tác CDs/TiO2 GQJÿӇ xӱ OêWROXHQHÿӅu cho hiӋu quҧ xӱ lý cao trong
10 phút ÿҫu, hoҥt tính giҧm dҫn theo thӡi gian Có thӇ thҩy TiO2 WKѭѫQJPҥi có hiӋu xuҩt xӱ lý thҩp nhҩt Khҧ QăQJ[ӱ lý ÿҥWÿӍnh 0,15 mmol/g.h tҥLSK~WVDXÿyJLҧm dҫn theo thӡi gian Tҥi 60 phút, hiӋu quҧ cӫa xúc tác TiO2 kӃt thúc tҥi 0,07 mmol/g.h KLWăQJKjPOѭӧng CDs doping lên TiO2 tӯ 250PL ÿӃn 500PL, khҧ QăQJ xӱ lý tROXHQHWăQJOrQGҫn Mүu 0,25 PL CDs/TiO2 cho khҧ QăQJ[ӱ lý cao nhҩt là 0,19 mmol/g.h tҥi 15 phút, mүu 500PL mL CDs/TiO2 cho kӃt quҧ cao nhҩt là 0,20 mmol/g.h tҥi 15 phút HiӋu quҧ sӱ dөng cӫD[~FWiFFNJQJJLҧm liên tөc theo thӡi gian ӣ cҧ TiO2 và CDs/TiO2 QKѭQJKLӋu quҧ cӫa 500PL CDs/TiO2 vүQWѭѫQJÿӕLFDRKѫQ 250PL CDs/TiO2
7X\QKLrQNKLWăQJOѭӧng CDs doping lên 2500PL, hiӋu quҧ xúc tác giҧm còn 0,19 mmol/g.h tҥi 15 phút NӃu tiӃp tөFWăQJOѭӧng CDs doping lên TiO2 là 3000PL, 5000PL, hiӋu quҧ cӫa xúc tác giҧm mҥnh vӟi kӃt quҧ cao nhҩWWѭѫQJӭng lҫQOѭӧt là:
6 ӕ PR OWR OXHQ HF K X \ӇQ K y D PP R OJ -1 h -1)
48 0,18 mmol/g.h và 0,16 mmol/g.h KӃt quҧ khҧRViWKjPOѭӧng CDs doping lên TiO2 cho thҩ\ KjP Oѭӧng CDs tӕL ѭX GRSLQJ OrQ 7L22 là 500PL NӃX WăQJ Oѭӧng CDs doping cho TiO2, hiӋu quҧ xӱ lý cӫa CDs thұPFKtNK{QJÿѭӧc cҧi thiӋn mà sӁ giҧm ÿLQKDQKFKyQJ ĈLӅu này có thӇ ÿѭӧc giҧi thích do khi &'Vÿѭӧc doping lên TiO2QyÿyQJYDL WUzQKѭPӝt chҩt nhұQÿLӋn tӱ electron CDs bҳt giӳ các electron sinh ra dүQÿӃn sӵ phân tách không gian giӳa các electron và lӛ trӕng Tӯ ÿyQJăQFҧn sӵ tái kӃt hӧp cӫa electron và lӛ trӕng [60] ĈLӅu này giҧLWKtFKYuVDRNKLOѭӧQJ&'VWăQJWӯ 250PL ÿrQ500PL cho hiӋu quҧ xӱ OêWROXHQHWăQJWӯ ÿӃn 89% Lúc này, mұWÿӝ chҩm FDFERQ WăQJ OrQ OjP WăQJ NKҧ QăQJ JLӳ electron sinh ra, giҧm sӵ tái kӃt hӧp cӫa electron và lӛ trӕQJWăQJWKӡi gian phҧn ӭng giӳa lӛ trӕQJYjQѭӟc giúp sinh ra các gӕc hyroxyl tӵ do oxy hóa toluene
Tuy nhiên, khi tiӃp tөF WăQJ Oѭӧng CDs doping lên TiO2 500PL; 2500PL; 3000PL; và 5000PL thì khҧ QăQJ [ӱ lý giҧm dҫn tӯ 0,20 mmol/g.h xuӕng 0,19 mmol/g.h, 0,18 mmol/g.h và 0,16 mmol/g.h Khi mұWÿӝ tác nhân giӳ HOHFWURQWăQJ lên quá cao sӁ hình thành mӝt lӟp màng mӓng bao phӫ xung quanh TiO2 Nói cách khác, các tâm hoҥt tính trên bӅ mһt cӫa TiO2 FNJQJEӏ bao phӫ bӣi màng CDs Xúc tác không thӇ nhұQQăQJOѭӧng ánh sáng và sinh ra cһp electron ± lӛ trӕng Vì vұy, các gӕc hydroxyl tӵ do không thӇ KuQKWKjQKÿӇ thӵc hiӋn quá trình phân hӫy quang hóa [74]
Dӵa vào kӃt quҧ thӵc nghiӋm và giҧLWKtFKQKѭWUrQWDWKҩ\Oѭӧng CDs doping lên TiO2 FjQJWăQJWKuKLӋu quҧ xӱ lý VOCs chӍ càng cao trong mӝt giӟi hҥn nhҩt ÿӏnh Trong thí nghiӋm vӟi tROXHQHOѭӧng CDs doping cho kӃt quҧ xӱ lý tӕLѭXOj500PL CDs trên 1g xúc tác TiO2 NӃXOѭӧQJ&'VGRSLQJYѭӧt quá giá trӏ này, hiӋu quҧ cӫa quá trình xӱ lý sӁ giҧPYjNK{QJÿHPOҥi hiӋu quҧ xӱ OêQKѭPRQJPXӕn
+uQK.KҧQăQJ[ӱOêIRUPDOGHK\GHFӫD7L2 3Yj&'V7L2 WURQJSK~W
Hình 4.7 cho thҩy, ӣ FQJ ÿLӅu kiӋn phҧn ӭng vӟi nӗQJ ÿӝ formaldehyde
Trong điều kiện áp suất riêng phần 656 ppmv, nhiệt độ 23,33 mg/L, hiệu suất loại bỏ formaldehyde giữa mẫu 500PL xúc tác CDs/TiO2 và xúc tác TiO2 không quá nhiều trong khoảng thời gian khảo sát 60 phút Tuy nhiên, xúc tác CDs/TiO2 thể hiện tốc độ chuyển hóa cao nhất, đạt 0,38 mmol/g.h, trong khi xúc tác TiO2 chỉ đạt 0,30 mmol/g.h.
+uQK.KҧQăQJ[ӱOêIRUPDOGHK\GHFӫD7L2 3Yj&'V7L2 WURQJSK~W
Dӵa vào Hình 4.8, ta có thӇ thҩy ӣ ÿLӅu kiӋQÿӝ ҭm thҩp 11,20 mg/L, hiӋu quҧ xӱ lý formaldehyde cӫa cҧ hai xúc tác CDs/TiO2 và TiO2 WKѭѫQJPҥi không có sӵ chênh lӋch quá nhiӅu Tuy nhiên, xúc tác CDs/TiO2 vүn cho kӃt quҧ xӱ lý trung bình khoҧng 0,38 mmol/g.h sau 20 phút әQÿӏQKFDRKѫQ0 mmol/g.h so vӟi xúc tác TiO2 WKѭѫQJPҥi Ngoài ra, xúc tác CDs/TiO2 FNJQJFKRNKҧ QăQJ[ӱ lý әQÿӏQKKѫQ so vӟi TIO2
+uQK.KҧQăQJ[ӱOêDFHWRQHFӫD7L2 3Yj&'V7L2 WURQJSK~W
'ӵD YjR KuQK9WDFyWKӇQKұQ WKҩ\UҵQJ ӣ ÿLӅu kiӋn phҧn ӭng nӗQJÿӝ acetone 254ppmv YjKjPOѭӧQJQѭӟc 18,02 mg/LKLӋXTXҧ[ӱOêaFHWRQHFӫDPүX
500 PL CDs/TiO2 QәLWUӝLKѫQVRYӟL[~FWiF7L22 (P25) Xúc tác quang TiO2 WăQJ GҫQNKҧQăQJ[ӱOêWiFFKҩW{QKLӉPaFHWRQHWKHRWKӡLJLDQÿӃQSK~WWKӭWKuKLӋX TXҧPӟLÿҥWFDRQKҩWYjәQÿӏQKYӟLOѭӧQJDFHWRQH[ӱOê 0,18 mmol/g.h Trong khi ÿyKLӋXTXҧ[ӱOêFӫDaFHWRQHÿҥWJLiWUӏFDRYjәQÿӏQKӣSK~WWKӭYӟLNKҧQăQJ [ӱ Oê OrQ ÿӃQ KѫQ0,22 mmol/g.h Ӣ ÿLӅX NLӋQ Qj\ KLӋX TXҧ [ӱ Oê DFHWRQH FӫD CDs/TiO2 FDRKѫQ[ҩS[ӍOҫQVRYӟL[~FWiFTXDQJ TiO2 WKѭѫQJPҥL
6 ӕ PR OD FH WR Q H FKX \ӇQ K y D (mm o l g -1 h -1 )
+uQK.KҧQăQJ[ӱOêDFHWRQHFӫD7L2 3Yj&'V7L2 WURQJSK~W
'ӵDYjRKuQK4.10FK~QJWDFyWKӇWKҩ\UҵQJӣÿLӅXNLӋQ6,07 mg/L ÿӝҭP NӃWTXҧNK{QJFyVӵNKiFELӋWÿiQJNӇYӟLÿLӅXNLӋQ18,20 mg/L ӣWUrQ+LӋXTXҧ[ӱ OêFӫD&'V7L22 YүQFKRWKӡLJLDQәQÿӏQKKLӋXTXҧ[~FWiFQKDQKYjFDRKѫQVRYӟL [~FWiFWKѭѫQJPҥL7L22 (P25), FDRKѫQÿӃQ0 OҫQĈLӇPNKiFELӋWGX\QKҩWQҵP ӣÿLӇPEҳWÿҫXFӫDTXiWUuQKӣÿLӅXNLӋQҭPWKҩSPJ/FҧKDLFKҩW[~FWiFÿӅX JLҧPWӕFÿӝFKX\ӇQKyDWURQJSK~WÿҫXWLrQVRYӟLӣÿLӅXNLӋQҭPPJ/ 1KѭQJVDXÿyFҧKDL[~FWiFÿӅXQKDQKFKyQJOҩ\OҥLKLӋXTXҧ[ӱOê FDRKѫQWURQJ SK~WWLӃSWKHRFӫDSKҧQӭQJ
6ӕ P RO D F H WRQ H F KX \Ӈ Q hóa (m m ol g -1 h -1 )
+uQK.KҧQăQJ[ӱOêWROXHQHFӫD7L2 3Yj&'V7L2 WURQJSK~W
A toluene concentration of 314 ppmv was achieved with a 18.02 mg/L catalyst concentration using CDs/TiO2 catalyst with a 3+ catalyst loading The CDs/TiO2 catalyst had a 0.20 PPROJ loading, resulting in a 6DXS activity These results indicate that CDs/TiO2 is an effective catalyst for toluene degradation.
6 ӕ PR OWR OXHQ HF K X \ӇQ K y D PP R OJ -1 h -1 )
+uQK.KҧQăQJ[ӱOêWROXHQHFӫD7L2 3Yj&'V7L2 WURQJSK~W
4XDKuQKWDWKҩ\UҵQJӣÿLӅu kiӋn phҧn ӭng toluene 314ppmv Yjÿӝ ҭm 6,07 mg/LKRҥWWtQKFӫDFҧKDLFKҩW[~FWiFÿӅXFyVӵWKD\ÿәL7ӕFÿӝORҥLEӓWҥL ÿӍQKFӫD[~FWiF&'V7L22 JLҧPNKRҧQJ[XӕQJPPROJK9jFӫD7L22
4.2.5 KӃt quҧ ҧQKKѭӣng nӗQJÿӝ formaldehyde ĈӇ khҧo sát ҧQK Kѭӣng cӫa nӗQJ ÿӝ fRUPDOGHK\GH ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý formaldehyde cӫa xúc tác CDs/TiO2, ta giӳ cӕ ÿӏnh các giá trӏ cӫa các thông sӕ khác YjWKD\ÿәi các giá trӏ vӅ nӗQJÿӝ EDQÿҫu cӫa formaldehyde ĈLӅu kiӋn thí nghiӋm:
Khҧo sát ҧQK Kѭӣng cӫa nӗQJ ÿӝ fRUPDOGHK\GH ÿӃn khҧ QăQJ [ӱ lý formaldehyde cӫa xúc tác quang CDs/TiO2 ÿѭӧc thӵc hiӋn khi cӕ ÿӏQKFiFÿLӅu kiӋn QKѭOѭXOѭӧQJGzQJNKtÿӝ ҭPFѭӡQJÿӝ ÿqQYjWKD\ÿәi lҫQOѭӧt nӗQJÿӝ ÿҫu vào cӫa formaldehyde trong dòng giҧ không khí
6 ӕ PR OWR OXHQ HF K X \ӇQ K y DP PR O J -1 h -1 )
/ѭXOѭӧng dòng formaldehyde: 6 L/h
Bӭc xҥ UV-$ĈqQ6DQN\R'HQNLF10T8BLBs vӟLÿӝ GjLEѭӟc sóng là 352 nm, công suҩt cӫDÿqQOj:
Nӗng ÿӝ EDQÿҫu cӫa fRUPDOGHK\GHÿѭӧFWKD\ÿәi lҫQOѭӧWOjSSPÿӝ ҭPPJ/SSPÿӝ ҭm 17,27 mg/LSSPÿӝ ҭm 23,33 mg/L
Sӣ GƭFyVӵ WKD\ÿәLÿӝ ҭm là vì nguӗn formaldehyde sӱ dөQJÿӇ tҥo ra nhӳng nӗQJÿӝ trên trong dòng giҧ NK{QJNKtEDQÿҫu là formaline chӭa 37% formaldehyde YjOjQѭӟc Khi dòng N2 thәLTXDIRUPDOLQHÿӗng thӡLFNJQJNpRWKHRKѫLQѭӟc có trong dung dӏch tҥRUDÿӝ ҭP'Rÿyÿӝ ҭPO~FQj\ÿѭӧc tҥo ra tӯ hai nguӗn là N2 thәi qua formaline và N2 thәLTXDKѫLQѭӟc Vì vұy rҩWNKyÿӇ cӕ ÿӏQKÿӝ ҭm và nӗng ÿӝ cùng lúc mà chӍ có thӇ hҥn chӃ sӵ chênh lӋFKÿӝ ҭm giӳa các nӗQJÿӝ
Hình 4.13 HiӋu suҩt xӱ lý theo nӗQJÿӝ formaldehyde (F = 6 L/h)
Hình 4.14 Khҧ QăQJ xӱ lý theo nӗQJÿӝ formaldehyde (F = 6 L/h)
Hình 4.13 cho thҩy ӣ các nӗQJÿӝ khác nhau, hiӋu suҩWÿӅXÿҥt 95 ± 98% vӟi hӧp chҩt formaldehyde Ӣ hình 4.14, ta có thӇ thҩ\NKLWăQJQӗQJÿӝ formaldehyde tӯ SSPÿӃn 140 ppm thì hiӋu quҧ cӫa quá trình xӱ lý formaldehyde bҵng xúc tác CDs/TiO2 có sӵ giҧPNK{QJÿiQJNӇ tӯ 0,38 PPROJKÿӃn 0,37 mmol/g.h Khҧ QăQJ xӱ lý ÿѭӧc tính khi quá trình әQÿӏnh vào khoҧng 20 phút sau phҧn ӭng Khi tiӃp tөc WăQJQӗQJÿӝ formaldehyde tӯ SSPÿӃn 656 ppm thì hiӋu quҧ cӫa quá trình xӱ lý hҫXQKѭNK{QJWKD\ÿәi KӃt quҧ cho thҩy, khi nӗQJÿӝ fRUPDOGHK\GHEDQÿҫXWăQJ dҫn thì hiӋu quҧ có sӵ WKD\ÿәLWX\QKLrQELrQÿӝ khoҧQJWKD\ÿәLNK{QJÿiQJNӇ 1KѭYұy, khҧ QăQJ[ӱ lý formaldehyde cӫa xúc tác CDs/TiO2 trong khoҧng nӗQJÿӝ IRUPDOGHK\GHEDQÿҫu tӯ SSPÿӃn 656 ppm vô cùng hiӋu quҧ
KӃt luұn
Vұt liӋu xúc tác CDs/TIO2 ÿm ÿѭӧc tәng hӧp bҵQJSKѭѫQJSKiS bottom-up trong luұQYăQFyWKӇ ӭng dөng làm xúc tác hiӋu quҧ cho quá trình oxy hóa quang xúc tác ÿӇ xӱ lý các hӧp chҩt ô nhiӉm VOCs (formaldehyde, acetone, toluene) ĈһFWUѭQJ [~FWiFÿѭӧFÿiQKJLiWK{QJTXD;5'%(76(0-EDX, HRTEM, phә huǤnh quang
PL, FTIR và phân tích nhiӋt TGA Qua các kӃt quҧ này, ta thҩy vұt liӋu sau tәng hӧp vүn giӳ ÿѭӧFFiFSHDN$QDWDVHÿһFWUѭQJFӫa TiO2, diӋn tích bӅ mһt riêng 50,90 m 2 /g KtFKWKѭӟc hҥt CDs trong khoҧng 5 ± 10nm và sӵ hiӋn diӋn cӫa CDs trên bӅ mһt TiO2 ÿmOjPJLҧPQăQJOѭӧng vùng cҩm xuӕng 3,20 V
Hoҥt tính xúc tác cӫa vұt liӋu CDs/TiO2 cho phҧn ӭng oxy hóa quang xúc tác phө thuӝc nhiӅu vào các thông sӕ công nghӋKjPOѭӧQJ&'VGRSLQJÿӝ ҭm, nӗng ÿӝ EDQÿҫu chҩt ô nhiӉPYjOѭXOѭӧng HiӋu suҩt phân hӫy cӫa formaldehyde, acetone và toluene Gѭӟi dòng ҭm liên tөFÿѭӧc chiӃu sáng bӣLÿqQ89$WURQJSK~WOҫn OѭӧWWăQJOҫn; 1,17 lҫn và 1,33 lҫn so vӟi xúc tác TiO2 WKѭѫQJPҥi
+ѫQQӳa, vұt liӋu CDs/TiO2 thӇ hiӋn tính әQÿӏnh xúc tác cao trong quá trình phân hӫy formaldehyde Các kӃt quҧ WKXÿѭӧc mӣ ra triӅn vӑng áp dөQJSKѭѫQJSKiS oxy hóa nâng cao (AOPs) bҵng quá trình oxy hóa quang xúc tác trong ӭng dөng xӱ lý hӧp chҩt hӳXFѫGӉ ED\KѫLWURQJQKj
KiӃn nghӏ
Các kiӃn nghӏ cho Kѭӟng nghiên cӭu tiӃSWKHRQKѭVDX
Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả xúc tác của hỗn hợp CDs/TiO2 trong quá trình oxy hóa formaldehyde với lưu lượng không khí 12 L/h Kết quả cho thấy xúc tác CDs/TiO2 có hiệu suất xúc tác cao trong việc loại bỏ formaldehyde, đạt 99% trong điều kiện phun sương và 97% trong điều kiện dòng khí thổi trực tiếp.
ViӋc ӭng dөng hӋ thӕng xӱ OêWURQJÿLӅu kiӋn aFHWRQHQKѭÿmWUuQKEj\PDQJ lҥi hiӋu quҧ xӱ lý cao ӣ ÿLӅu kiӋn êm dӏXQKѭQJNKLWăQJQӗQJÿӝ FDRÿӃn 631 ppm và vұn tӕc dòng khí ô nhiӉPÿӃn 12 L/h, hiӋu suҩt giҧPÿLTXDQKLӅu lҫn tái sӱ dөng
Do vұy, ta có thӇ lҳp thêm nhiӅu hӋ phҧn ӭng nӕi tiӃSQKDXÿӇ ÿҧm bҧo khҧ QăQJ[ӱ lý cao
68Khҧo sát cho kӃt quҧ xúc tác CDs/TiO2 ÿҥt hiӋu suҩt xӱ lý formaldehyde cao KѫQ7L22 WKѭѫQJPҥi (P25) ӣ ÿLӅu kiӋn chiӃXViQJOjÿqQ891KѭQJOXұQYăQQj\ vүQFKѭDNKҧo sát thӵc hiӋn ӣ ÿLӅu kiӋn nguӗn ánh sáng mһt trӡi Do vұy, viӋc sӱ dөng nguӗn sáng mһt trӡi cho các nghiên cӭu tiӃp theo là cҫn thiӃt
[1] Z Zhou, Y Lin, P Zhang, E Ashalley, M Shafa, H Li, et al.,
"Hydrothermal fabrication of porous MoS2 and its visible light photocatalytic properties," Materials Letters, vol 131, pp 122-124, 2014 [2] S K Batabyal, S E Lu, and J J Vittal, "Synthesis, characterization, and photocatalytic properties of In2S3, ZnIn2S4, and CdIn2S4 nanocrystals,"
Crystal Growth & Design, vol 16, pp 2231-2238, 2016
[3] T Lavanya, M Dutta, S Ramaprabhu, and K Satheesh, "Superior photocatalytic performance of graphene wrapped anatase/rutile mixed phase TiO2 nanofibers synthesized by a simple and facile route," Journal of environmental chemical engineering, vol 5, pp 494-503, 2017
[4] T Adachi, S S Latthe, S W Gosavi, N Roy, N Suzuki, H Ikari, et al.,
"Photocatalytic, superhydrophilic, self-cleaning TiO2 coating on cheap, light-weight, flexible polycarbonate substrates," Applied Surface Science, vol 458, pp 917-923, 2018
[5] C H A Tsang, K Li, Y Zeng, W Zhao, T Zhang, Y Zhan, et al.,
"Titanium oxide based photocatalytic materials development and their role of in the air pollutants degradation: Overview and forecast," Environment international, vol 125, pp 200-228, 2019
[6] A Schwarzenegger, "Evaluation Of Titanium Dioxide As A Photocatalyst
For Removing Air Pollutants," California Energy Commission Public
[7] C Zhang, D Guo, T Shen, X Hou, M Zhu, S Liu, et al., "Titanium dioxide/magnetic metal-organic framework preparation for organic pollutants removal from water under visible light," Colloids and Surfaces A:
Physicochemical and Engineering Aspects, vol 589, p 124484, 2020
[8] S Bernardi, S Bianchi, A R Tomei, M A Continenza, and G
Macchiarelli, "Microbiological and SEM-EDS evaluation of titanium surfaces exposed to periodontal gel: in vitro study," Materials, vol 12, p
[9] T Malevu, B Mwankemwa, S Motloung, K Tshabalala, and R Ocaya,
"Effect of annealing temperature on nano-crystalline TiO2 for solar cell applications," Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, vol
[10] S A Hosseini, "Catalytic oxidation of volatile organic compounds by using spinel mixed oxide catalyst: A review," Adv Ceram Sci Eng, vol 5, pp 1-
[11] J Zhao and X Yang, "Photocatalytic oxidation for indoor air purification: a literature review," Building and environment, vol 38, pp 645-654, 2003 [12] H Rajabi, M H Mosleh, P Mandal, A Lea-Langton, and M Sedighi,
"Emissions of volatile organic compounds from crude oil processing±Global emission inventory and environmental release," Science of The Total
70 [13] H Rajabi, M H Mosleh, P Mandal, A Lea-Langton, and M J S o T T
E Sedighi, "Emissions of volatile organic compounds from crude oil processing±Global emission inventory and environmental release", Science of The Total Environment, vol 727, p 138654, 2020
[14] D Zhao, C Yu, and H Yang, "Nanoporous materials", Encyclopedia of
Nanoscience and Nanotechnology, Vol 7, pp 263-285, 2004
[15] Z Zhang, Z Jiang, and W Shangguan, "Low-temperature catalysis for
VOCs removal in technology and application: A state-of-the-art review"
[16] X Xu, R Ray, Y Gu, H J Ploehn, L Gearheart, K Raker, et al.,
"Electrophoretic analysis and purification of fluorescent single-walled carbon nanotube fragments" Journal of the American Chemical Society, vol
[17] J Wei, X Zhang, Y Sheng, J Shen, P Huang, S Guo, et al., "Simple one- step synthesis of water-soluble fluorescent carbon dots from waste paper"
New Journal of Chemistry, vol 38, pp 906-909, 2014
[18] S Sahu, B Behera, T K Maiti, and S Mohapatra, "Simple one-step synthesis of highly luminescent carbon dots from orange juice: application as excellent bio-imaging agents" Chemical communications, vol 48, pp 8835-
[19] P.-C Hsu, Z.-Y Shih, C.-H Lee, and H.-T Chang, "Synthesis and analytical applications of photoluminescent carbon nanodots" Green Chemistry, vol
[20] M Tuerhong, X Yang, and Y Xue-Bo, "Review on carbon dots and their applications" Chinese Journal of Analytical Chemistry, vol 45, pp 139-150,
[21] A Sciortino, A Cayuela, M Soriano, F Gelardi, M Cannas, M Valcárcel, et al., "Different natures of surface electronic transitions of carbon nanoparticles" Physical Chemistry Chemical Physics, vol 19, pp 22670-
[22] L Cao, M J Meziani, S Sahu, and Y.-P Sun, "Photoluminescence properties of graphene versus other carbon nanomaterials" Accounts of
[23] J Peng, W Gao, B K Gupta, Z Liu, R Romero-Aburto, L Ge, et al.,
"Graphene quantum dots derived from carbon fibers" Nano letters, vol 12, pp 844-849, 2012
[24] D Stefanakis, A Philippidis, L Sygellou, G Filippidis, D Ghanotakis, and
D Anglos, "Synthesis of fluorescent carbon dots by a microwave heating process: structural characterization and cell imaging applications" Journal of nanoparticle research, vol 16, p 2646, 2014
[25] Z.-C Yang, M Wang, A M Yong, S Y Wong, X.-H Zhang, H Tan, et al.,
"Intrinsically fluorescent carbon dots with tunable emission derived from hydrothermal treatment of glucose in the presence of monopotassium phosphate" Chemical communications, vol 47, pp 11615-11617, 2011
71 [26] C Sakdaronnarong, A Sangjan, S Boonsith, D C Kim, and H S Shin,
"Recent developments in synthesis and photocatalytic applications of carbon dots," Catalysts, vol 10, p 320, 2020
[27] H Shi, J Wei, L Qiang, X Chen, and X Meng, "Fluorescent carbon dots for bioimaging and biosensing applications," Journal of biomedical nanotechnology, vol 10, pp 2677-2699, 2014
[28] S Sidhik, J Velusamy, E De la Rosa, S A Pérez-García, G Ramos-Ortiz, and T López-Luke, "Role of carbon nanodots in defect passivation and photo-sensitization of mesoscopic-TiO2 for perovskite solar cells," Carbon, vol 146, pp 388-398, 2019
[29] N M El-Shafai, M Shukry, I M El-Mehasseb, M Abdelfatah, M S
Ramadan, A El-Shaer, et al., "Electrochemical property, antioxidant activities, water treatment and solar cell applications of titanium dioxide± zinc oxide hybrid nanocomposite based on graphene oxide nanosheet,"
Materials Science and Engineering: B, vol 259, p 114596, 2020
Carbon dots (C-dots) have emerged as promising photocatalysts due to their unique properties, including broad absorption, high stability, and low toxicity They have shown significant potential in wastewater treatment applications Research by Abd Elkodous et al [30] demonstrated the effectiveness of C-dots dispersed in macro-mesoporous TiO2 as a photocatalyst for wastewater treatment, while Han et al [31] provided a comprehensive review of the classification, mechanisms, and applications of carbon dots in photocatalysis These studies highlight the promising role of C-dots in addressing water quality challenges.
[32] M S Kumar, K Y Yasoda, D Kumaresan, N K Kothurkar, and S K
Batabyal, "TiO2-carbon quantum dots (CQD) nanohybrid: enhanced photocatalytic activity," Materials Research Express, vol 5, p 075502,
[33] H Li, X He, Z Kang, H Huang, Y Liu, J Liu, et al.:DWHUဨVROXEOH fluorescent carbon quantum dots and photocatalyst design," Angewandte
[34] /0DOIDWWLDQG3,QQRFHQ]L6ROဨ*HO&KHPLVWU\IRU&DUERQ'RWVThe
[35] P Zhao and L Zhu, "Dispersibility of carbon dots in aqueous and/or organic solvents," Chemical Communications, vol 54, pp 5401-5406, 2018
[36] X Liu, J Liu, B Zheng, L Yan, J Dai, Z Zhuang, et al., "N-Doped carbon dots: green and efficient synthesis on a large-scale and their application in fluorescent pH sensing," New Journal of Chemistry, vol 41, pp 10607-
[37] H Tetsuka, R Asahi, A Nagoya, K Okamoto, I Tajima, R Ohta, et al.,
[38] Y Ma, X Zhang, J Bai, K Huang, and L Ren, "Facile, controllable tune of blue shift or red shift of the fluorescence emission of solid-state carbon dots," Chemical Engineering Journal, vol 374, pp 787-792, 2019
72 [39] :.DVSU]\N7ĝZLHUJRV]6%HGnarz, K Walas, N V Bashmakova, and
'-1%RJGDá/XPLQHVFHQFHSKHQRPHQDRIFDUERQGRWVGHULYHGIURP citric acid and urea±a molecular insight," vol 10, pp 13889-13894, 2018 [40] M Li, W Yao, J Liu, Q Tian, L Liu, J Ding, et al., "Facile synthesis and screen printing of dual-mode luminescent NaYF 4: Er, Yb (Tm)/carbon dots for anti-counterfeiting applications," Journal of Materials Chemistry C, vol
[41] S Gai, C Li, P Yang, and J Lin, "Recent progress in rare earth micro/nanocrystals: soft chemical synthesis, luminescent properties, and biomedical applications," Chemical reviews, vol 114, pp 2343-2389, 2014 [42] I Y Goryacheva, A V Sapelkin, and G B Sukhorukov, "Carbon nanodots: mechanisms of photoluminescence and principles of application," TrAC
Trends in Analytical Chemistry, vol 90, pp 27-37, 2017
[43] S Mandani, D Dey, B Sharma, and T K J C Sarma, "Natural occurrence of fluorescent carbon dots in honey," vol 119, pp 569-572, 2017
[44] A Cadranel, J T Margraf, V Strauss, T Clark, and D M Guldi, "Carbon nanodots for charge-transfer processes," Accounts of chemical research, vol
[45] A Sciortino, F Ferrante, N Mauro, G Buscarino, L Sciortino, G
Giammona, et al., "Disclosing the emissive surface traps in green-emitting carbon nanodots," Carbon, vol 173, pp 454-461, 2021
[46] L Tang, R Ji, X Cao, J Lin, H Jiang, X Li, et al., "Deep ultraviolet photoluminescence of water-soluble self-passivated graphene quantum dots," vol 6, pp 5102-5110, 2012
[47] F Yan, Z Sun, H Zhang, X Sun, Y Jiang, and Z J M A Bai, "The fluorescence mechanism of carbon dots, and methods for tuning their emission color: a review," vol 186, pp 1-37, 2019
[48] J RobertsoQDQG(-35%2ảUHLOO\(OHFWURQLFDQGDWRPLFVWUXFWXUHRI amorphous carbon," vol 35, p 2946, 1987
[49] S Y Lim, W Shen, and Z J C S R Gao, "Carbon quantum dots and their applications," vol 44, pp 362-381, 2015
[50] Y.-P Sun, B Zhou, Y Lin, W Wang, K S Fernando, P Pathak, et al.,
"Quantum-sized carbon dots for bright and colorful photoluminescence," vol
[51] C Liu, P Zhang, F Tian, W Li, F Li, and W Liu, "One-step synthesis of surface passivated carbon nanodots by microwave assisted pyrolysis for enhanced multicolor photoluminescence and bioimaging," Journal of
"Carbon nanodots: mechanisms of photoluminescence and principles of application," vol 90, pp 27-37, 2017
[53] M O Dekaliuk, O Viagin, Y V Malyukin, and A P Demchenko,
Physical Chemistry Chemical Physics, vol 16, pp 16075-16084, 2014
'HPFKHQNR)OXRUHVFHQWFDUERQQDQRPDWHULDOV³TXDQWXPGRWV´RU nanoclusters?," vol 16, pp 16075-16084, 2014
[55] G Eda, Y Y Lin, C Mattevi, H Yamaguchi, H A Chen, I S Chen, et al.,
"Blue photoluminescence from chemically derived graphene oxide," vol 22, pp 505-509, 2010
[56] L W Zhang, H B Fu, and Y F J A F M Zhu, "Efficient TiO2 photocatalystVIURPVXUIDFHK\EULGL]DWLRQRI7L2SDUWLFOHVZLWKJUDSKLWHဨ like carbon," vol 18, pp 2180-2189, 2008
[57] R Liu, H Li, L Duan, H Shen, Y Zhang, and X J C I Zhao, "In situ synthesis and enhanced visible light photocatalytic activity of C-TiO2 microspheres/carbon quantum dots," vol 43, pp 8648-8654, 2017
[58] L Yang, L Jiang, W Fu, A W Weimer, X Hu, and Y Zhou, "TiO 2 quantum dots grown on graphene by atomic layer deposition as advanced photocatalytic hybrid materials," Applied Physics A, vol 123, p 416, 2017 [59] T Shen, Q Wang, Z Guo, J Kuang, and W Cao, "Hydrothermal synthesis of carbon quantum dots using different precursors and their combination with TiO2 for enhanced photocatalytic activity," Ceramics International, vol 44, pp 11828-11834, 2018
[60] H Zhang, H Ming, S Lian, H Huang, H Li, L Zhang, et al., "Fe 2 O
3/carbon quantum dots complex photocatalysts and their enhanced photocatalytic activity under visible light," Dalton Transactions, vol 40, pp 10822-10825, 2011
[61] D Awfa, M Ateia, M Fujii, M S Johnson, and C Yoshimura,
"Photodegradation of pharmaceuticals and personal care products in water treatment using carbonaceous-TiO2 composites: A critical review of recent literature," Water research, vol 142, pp 26-45, 2018
[62] "Au-TiO2 Nanocomposites and Efficient Photocatalytic Hydrogen
Production under UV-Visible and Visible Light Illuminations: A
Comparison of Different Crystalline Forms of TiO2," International Journal of Photoenergy, 2013
[63] D Syafei, S Sugiarti, N Darmawan, and M J I J o C Khotib, "Synthesis of TiO 2/Carbon Nanoparticle (C-dot) Composites as Active Catalysts for Photodegradation of Persistent Organic Pollutant," vol 17, pp 37-42, 2017 [64] A Shafi, S Bano, S Sabir, M Z Khan, and M M Rahman, "Eco-Friendly
Fluorescent Carbon Nanodots: Characteristics and Potential Applications," in
Carbon-Based Material for Environmental Protection and Remediation, ed:
[65] J Liu, H Zhang, D Tang, X Zhang, L Yan, Y Han, et al., "Carbon quantum dot/silver nanoparticle/polyoxometalate composites as photocatalysts for overall water splitting in visible light," ChemCatChem, vol 6, pp 2634-2641, 2014
74 [66] Z Zhang, T Zheng, X Li, J Xu, and H Zeng, "Progress of carbon quantum dots in photocatalysis applications," Particle & Particle Systems
[67] A B Bourlinos, A Stassinopoulos, D Anglos, R Zboril, M Karakassides, and E P Giannelis, "Surface functionalized carbogenic quantum dots," small, vol 4, pp 455-458, 2008
[68] M Sun, S Qu, W Ji, P Jing, D Li, L Qin, et al., "Towards efficient photoinduced charge separation in carbon nanodots and TiO 2 composites in the visible region," Physical Chemistry Chemical Physics, vol 17, pp 7966-
[69] D Syafei, S Sugiarti, N Darmawan, and M Khotib, "Synthesis of TiO
2/Carbon Nanoparticle (C-dot) Composites as Active Catalysts for
Photodegradation of Persistent Organic Pollutant," Indonesian Journal of
[70] L He, T Wang, J An, X Li, L Zhang, L Li, et al., "Carbon nanodots@ zeolitic imidazolate framework-8 nanoparticles for simultaneous pH- responsive drug delivery and fluorescence imaging," CrystEngComm, vol
[71] White, L., Koo, Y., Yun, Y., & Sankar, J "TiO2 deposition on AZ31 magnesium alloy using plasma electrolytic oxidation," Journal of
[72] F Zheng, Z Wang, J Chen, and S Li, "Synthesis of carbon quantum dot- surface modified P25 nanocomposites for photocatalytic degradation of p- nitrophenol and acid violet 43," RSC Advances, vol 4, pp 30605-30609,
[73] N C Martins, J Ângelo, A V Girão, T Trindade, L Andrade, and A
Mendes, "N-doped carbon quantum dots/TiO2 composite with improved photocatalytic activity," Applied Catalysis B: Environmental, vol 193, pp 67-74, 2016
[74] G.-w Cui, W.-l Wang, M.-y Ma, M Zhang, X.-y Xia, F.-y Han, et al.,
"Rational design of carbon and TiO 2 assembly materials: covered or strewn, which is better for photocatalysis?," Chemical Communications, vol 49, pp 6415-6417, 2013
[75] J Mo, Y Zhang, and Q Xu, "Effect of water vapor on the by-products and decomposition rate of ppb-level toluene by photocatalytic oxidation,"
Applied Catalysis B: Environmental, vol 132, pp 212-218, 2013
[76] Z Shayegan, C.-S Lee, and F Haghighat, "TiO2 photocatalyst for removal of volatile organic compounds in gas phase±A review," Chemical
[77] A H Mamaghani, F Haghighat, and C.-S Lee, "Photocatalytic degradation of VOCs on various commercial titanium dioxides: Impact of operating parameters on removal efficiency and by-products generation," Building and
75 [78] A H Mamaghani, F Haghighat, and C.-S Lee, "Photocatalytic oxidation of
MEK over hierarchical TiO2 catalysts: Effect of photocatalyst features and operating conditions," Applied Catalysis B: Environmental, vol 251, pp 1-
[79] L N Q Tu, N V H Nhan, N Van Dung, N T An, and N Q Long,
"Enhanced photocatalytic performance and moisture tolerance of nano-sized Me/TiO2±zeolite Y (Me= Au, Pd) for gaseous toluene removal: activity and mechanistic investigation," Journal of Nanoparticle Research, vol 21, pp 1-