Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật môi trường: Ứng dụng phương pháp quang xúc tác bằng titania nanotubes xử lý nitrogen dioxide và formaldehyde

Mөc tiêu nghiên cӭu

Nghiên cӭX ÿѭӧc thӵc hiӋn nhҵm mөc tiêu xӱ lý NO2 và HCHO bҵQJ SKѭѫQJ pháp quang xúc tác vӟi vұt liӋu TNT và TNTs biӃn tính

Nӝi dung nghiên cӭu

Ý QJKƭDWKӵc tiӉn

Nghiên cӭXÿѭӧc thӵc hiӋn ӣ quy mô phòng thí nghiӋm Mô hình nghiên cӭXÿһt tҥi phòng 710 tòa nhà H2 thuӝFFѫVӣ WUѭӡQJĈҥi hӑc Bách khoa, Ĉҥi hӑc Quӕc gia, thành phӕ Hӗ &Kt0LQKĈӅ tài nghiên cӭXÿѭӧc thӵc hiӋn tӯ tháng 09 QăP ÿӃn tháng 08 QăP

1.5.1 éQJKƭDNKRD hӑc ĈyQJJySFӫDÿӅ tài là chӃ tҥo và biӃn tính TNTs xӱ Oêÿӗng thӡi NO2 và HCHO hiӋu quҧ Khҧo sát hiӋu quҧ xӱ lý cӫDFiF[~FWiFWURQJWUѭӡng hӧp dòng ô nhiӉm chӍ có HCHO hoһc NO2 và WUѭӡng hӧp có cҧ hai chҩt ô nhiӉm này KӃt quҧ ÿӅ tài ÿyQJJyS vào Fѫ sӣ dӳ liӋu cho nhӳng nghiên cӭu ӭng dөng xӱ lý không khí trong nhà bҵng SKѭѫQJSKiSTXDQJYӟi xúc tác TNTs vӟi nhiӅXÿӕLWѭӧng chҩt ô nhiӉm

Trong nhӳng thұp kӹ gҫn ÿk\{QKLӉm không khí trong nhà trӣ thành mӝt vҩQÿӅ QyQJÿѭӧc quan tâm KjQJÿҫu bӣi cӝQJÿӗng khoa hӑc quӕc tӃ Vӟi thành phҫn phӭc tҥp và nӗQJ ÿӝ chҩt ô nhiӉm thҩp, ô nhiӉP NK{QJ NKt WURQJ QKj ÿһt ra mӝt bài toán không hӅ ÿѫQJLҧn cho công nghӋ xӱ lý ĈӅ tài Qj\ÿѭӧc kǤ vӑng góp phҫQÿѫQJLҧn hóa nhiӋm vө ÿҧm bҧR P{L WUѭӡng không khí trong nhà an toàn cho sӭc khӓe, hoàn thiӋn bӭc tranh công nghӋ xӱ lý cho bài toán ô nhiӉm không khí trong nhà ;DKѫQQӳa, giҧi pháp công nghӋ ӭng dөQJSKѭѫQJSKiSTXDQJ[~c tác xӱ lý chҩt ô nhiӉm nӗQJÿӝ thҩp có thӇ ÿѭӧc phát triӇn và hoàn thiӋQFKRP{LWUѭӡng không khí trong nhà (nhà ӣ, YăQSKzQJWUѭӡng hӑF[HKѫLôYjP{LWUѭӡQJODRÿӝng tҥi cỏc nhà mỏy, xớ nghiӋp.

Tính mӟi cӫDÿӅ tài

Quá trình quang hóa vӟi vұt liӋu xúc tác TNT và TNTs biӃn tính tӯ bӝt TiO2

WKѭѫQJPҥLÿѭӧc ӭng dөng trong viӋc loҥi bӓ ÿӗng thӡi HCHO và NO2;XKѭӟng khӱR[\KyDÿѭӧc dӵ ÿRiQGӵa vào tính chҩt vұt liӋu xúc tác và hiӋu suҩt quá trình xӱ lý KӃt quҧ ÿӅ WjLOjFѫVӣ ÿҫu tiên cho viӋc ӭng dөnJSKѭѫQJSKiSTXDQJ[~FWiFWURQJ xӱ lý ÿӗng thӡi HCHO và NO2 trong nhà

2.1 Các hӧp chҩt oxit cӫa QLWѫ(NO x ) và QLWѫÿLoxit (NO 2 )

NOx là cách gӑLFKXQJÿӇ chӍ các hӧp chҩt oxit cӫa QLWѫ, bao gӗm: NO, NO2, N2O,

N2O3,N2O4, N2O5 và N(NO2)3 Trong khí quyӇn các dҥng NOx có thӇ chuyӇn hóa lүn nhau nhӡ các tác nhân sҹn có trong môi WUѭӡng 6ѫÿӗ quá trình chuyӇn hóa (Hình 2.1) ÿѭӧc tóm tҳt trong nghiên cӭu cӫa Skalska và cӝng sӵ [14] 7K{QJWKѭӡng, các nguӗn phát thҧi NOx chính gӗm có: tӯ [HFѫJLӟi và tӯ các quá trình sҧn xuҩt công nghiӋp [15] Thұt vұy, qXiWUuQKÿӕt cháy nhiên liӋu hóa thҥch sҧn sinh ra mӝWOѭӧng NOx ÿiQJNӇ trong khí quyӇn Cùng vӟLÿyFiFKRҥWÿӝng có sӱ dөng HNO3 FǊQJOjPJLDWăQJ12x

Hình 2.1 Sӵ chuyӇn hóa giӳa các dҥng NOx trong khí quyӇn [14]

Cùng vӟi NO, NO2 là hӧp chҩt NOx WKѭӡQJÿѭӧc nhҳFÿӃn NO2 Fyÿӝc tính cao, PjXQkXÿӓ ӣ ÿLӅu kiӋQWKѭӡng, nһQJKѫQNK{QJNKtFyPLKăQJWӯ nӗQJÿӝ 0.1 ppm [5].KLÿѭӧc làm lҥnh hoһc nén, NO2 là chҩt lӓng có màu nâu vàng NO2 không cháy QKѭQJOj[~FWiFWăQJWӕFÿӝ cháy cӫa các vұt liӋu dӉ cháy, dӉ dàng tham gia phҧn ӭng trùng hӧp tҥo N2O4 Ӣ 150 o C, NO2 bҳWÿҫu phân hӫy và phân hӫy hoàn toàn ӣ 600 o C

NO2 có thӇ tác dөng vӟLQѭӟc tҥo hӛn hӧp axit nitro và axit nitric Ngoài ra, khí NO2 là anhydric hӛn hӧp có thӇ tác dөng vӟi dung dӏch kiӅm tҥo thành 2 muӕi gӕc nitrat và nitrit Nguyên tӕ N thuӝc chu kǤ 2, phân nhóm VA, vì vұy khi kӃt hӧp vӟi hai nguyên tӕ O, nguyên tӕ N vүn còn mӝt electron tӵ do vӟi sӕ oxy hóa là +4 Do vұy, NO2 vӯa có tính khӱ vӯa có tính oxy hóa Khi tham gia phҧn ӭng vӟi chҩt oxy hóa mҥnh, NO2 thӇ hiӋn tính khӱ QKѭWURQJSKѭѫQJWUuQK (2-1), (2-2), và (2-3)1Jѭӧc lҥi, khi gһp các chҩt khӱ mҥnh, NO2 ÿyQJYDLWUzOjFKҩt oxy hóa QKѭSKѭѫQJWUuQK(2-4) và (2-5)

NO2 có thӇ ҧQKKѭӣng trӵc tiӃSÿӃn niêm mҥc mҳWPǊLKӑQJYjÿѭӡng hô hҩp, gây tәQWKѭѫQJSKәi nһng, phù phәi NӃu tiӃp xúc vӟi NO2 trong thӡi gian dài có thӇ gây viêm phӃ quҧn cҩp tính hoһc mҥn tính Ӣ nӗQJÿӝ thҩp, NO2 có thӇ gây ra các bӋnh mҥn tính; làm tình trҥng hen cӫa bӋnh nhân trҫm trӑQJKѫQJLҧm chӭFQăQJSKәi vӟi bӋnh nhân mҳc bӋnh tҳc nghӁn phәi mҥQWtQKYjWăQJQJX\FѫQKLӉPWUQJÿѭӡng hô hҩSÿһc biӋt là vӟi trҿ nhӓ TKHRKѭӟng dүn cӫa WHO vӅ chҩWOѭӧng không khí trong nhà, vӟi nӗQJÿӝ NO2 trong nhà ~15 àg/m 3 QJX\FѫPҳc cỏc bӋnh vӅ hụ hҩp ӣ trҿ em WăQJ[5]:+2FǊQJNKX\Ӄn cỏo, giӟi hҥn cho phộp cӫa NO2 là 200 àg/m 3 trung bỡnh giӡ và 40 àg/m 3 WUXQJEuQKQăP [4]

2.2 Các hӧp chҩt hӳXFѫGӉ ED\KѫL (VOCs) và formandehit

Có nhiӅXÿӏQKQJKƭDYӅ các hӧp chҩt hӳXFѫGӉ ED\KѫL92&VWӯ các tә chӭc trên thӃ giӟi Theo Cөc Bҧo vӋ 0{L WUѭӡng ± EPA (Environmental Protection Agency), VOCs là nhӳng hӧp chҩt chӭa cacbon (trӯ CO, CO2, cacbonic axit carbides hoһc cacbonat kim loҥi và amoni cacbonat) tham gia ÿiQJNӇ vào các phҧn ӭng quang hóa trong khí quyӇn [16] Theo chӍ thӏ 2008/50/EC cӫa Nghӏ viӋn châu Âu, VOCs là các hӧp chҩt hӳXFѫWӯ các nguӗn nhân tҥo và sinh hӑc (trӯ CH4) có khҧ QăQJWҥo các chҩt oxy hóa quang hóa khi phҧn ӭng vӟi NOx Gѭӟi ánh sáng mһt trӡi [17] Tiêu chuҭn quӕc gia ViӋt Nam (TCVN 10370-2:2014), thuұt ngӳ hӧp chҩt hӳXFѫGӉ ED\KѫLFKӍ nhӳng chҩt hӳXFѫӣ dҥng rҳn và/hoһc lӓng có thӇ ba\KѫLPӝt cách tӵ nhiên khi tiӃp xúc trӵc tiӃp vӟi áp suҩt khí quyӇn tҥi nhiӋWÿӝ WKѭӡng HiӋn nay, ÿm có hѫQPѭӡi nghìn VOCs ÿѭӧc biӃWÿӃn Hҫu hӃWFK~QJÿӅXFyWiFÿӝng nhҩWÿӏQKÿӃQP{LWUѭӡng và sӭc khӓe FRQQJѭӡi nhҩt là khi có mһWWURQJP{LWUѭӡng không khí trong nhà Trong sӕ ÿyFó nhӳng chҩt tӗn tҥL OkX WURQJP{LWUѭӡQJFǊQJFyQKӳng chҩt bӏ phân hӫy rҩt nhanh VOCs có khҧ QăQJJk\ÿDXÿҫu, viêm nhҽ ӣ nӗQJÿӝ thҩp, ӣ nӗQJÿӝ cao, có thӇ gây nhiӉPÿӝc thҫn kinh (bҫn thҫn, mӋt mӓLôWKұm chớ cú thӇ gõy tӱ vong

Mӝt trong nhӳng VOCs thѭӡQJ ÿѭӧc biӃW ÿӃn là formandehit (HCHO) Formandehit có công thӭc phân tӱ là H2C=O, là mӝt chҩWNKtNK{QJPjXPLKăQJGӉ cháy và dӉ tham gia vào phҧn ӭng ӣ nhiӋWÿӝ phòng Trên thӏ WUѭӡng, formandehit có

7 sҹn ӣ dҥng lӓQJYjÿѭӧc gӑi là formalin vӟi tӹ lӋ 30 ± 50% theo khӕLOѭӧng HCHO không nhӳng Fyÿҫ\ÿӫ tính chҩt cӫa mӝt andehit, mà còn là andehit hoҥWÿӝng mҥnh nhҩt HCHO có thӇ tham gia vào phҧn ӭng thӃ vӟi bezen, phҧn ӭng cӝng vӟi các anken 7URQJP{LWUѭӡng xúc tác có tính kiӅm, HCHO tham gia vào phҧn ӭng Cannizzaro tҥo thành axit formic và methanol Ngoài ra, HCHO bӏ SRO\PHKyDWKHRKDLKѭӟng khác nhau tҥo sҧn phҭm là vòng ba nhánh (1,3,5-trioxane) hoһc mҥch thҷng (polyoxymethylene) Vӟi hoҥt tính mҥnh mӁ, HCHO NK{QJ WXkQ WKHR SKѭѫQJ WUuQK trҥQJWKiLNKtOêWѭӣng mӝWFiFKU}QpWÿһc biӋWWURQJÿLӅu kiӋn nhiӋWÿӝ thҩp hay áp suҩt cao HCHO phҧn ӭng vӟi dung dӏch kiӅm, có phҧn ӭng nә ӣ 180 o C vӟi NO2+ѫQ nӳa, HCHO FǊQJ Fy WKӇ phҧn ӭng vӟi HCl tҥo thành chҩW Fy ÿӝc tính cao bis(chloromethyl) ether ((CH2Cl)2O)7URQJP{LWUѭӡng không khí xung quanh, HCHO có thӇ bӏ quang hóa bӣi CO2; phҧn ӭng nhanh vӟi gӕc hydroxyl tҥo axit formic Thӡi gian bán phân hӫ\ѭӟc tính cӫa HCHO trong các phҧn ӭng này là 1 giӡ tùy thuӝc vào ÿLӅu kiӋn môi WUѭӡng [7]

HCHO là mӝt khí ÿӝc, ҧQKKѭӣng trӵc tiӃSÿӃn sӭc khӓHFRQQJѭӡi Tӯ QăP :+2ÿmÿѭD+&+2YjRGDQKViFKFiFORҥi hóa chҩWÿӝc hҥLÿӃn sӭc khӓHFRQQJѭӡi, có thӇ gây hҥi cho da và hӋ thӕng hô hҩp, gây bӋnh vӅ bҥch cҫu [5], có thӇ Jk\XQJWKѭ vòm hӑQJXQJWKѭWKDQKTXҧn [6]+&+2FǊQJÿѭӧc IARC ÿѭDYjRQKyP-nhóm các chҩWJk\XQJWKѭFKRQJѭӡi Bҧng 2.1 trình bày nhӳng ҧnh Kѭӣng chính cӫa HCHO ӭng vӟi khoҧng nӗQJ ÿӝ [iF ÿӏnh theo WHO Là mӝt chҩt ô nhiӉm có hoҥt tính mҥnh, HCHO có mһt phә biӃn trong các không gian giӟi hҥn là mӝt trong nhӳng mӕi lo ngҥi WKѭӡng trӵFÿӕi vӟi sӭc khӓHFRQQJѭӡi

Bҧng 2.1 ҦQKKѭӣng cӫD+&+2ÿӃn sӭc khӓHFRQQJѭӡi theo nӗQJÿӝ [2]

NӗQJÿӝ HCHO (ppm) 7iFÿӝQJҧQKKѭӣQJ

0.1-25 Ktch thtFKÿѭӡng hô hҩp

2.3 NO x , VOCs và khói mù quang hóa

Khói mù quang hóa là vҩQÿӅ ô nhiӉm chính ӣ nhiӅu khu vӵc trên thӃ giӟi, ҧnh Kѭӣng trӵc tiӃSÿӃQP{LWUѭӡng và sӭc khӓe, làm giҧm tҫm nhìn, kích ӭng mҳWăQPzQ vұt liӋu, giҧm khҧ QăQJTXDQJKӧp cӫDFk\[DQKôKhúi mự quang húa xuҩt hiӋn khi

NO2 hҩp thө QăQJOѭӧQJiQKViQJȜQPFQJYӟi sӵ hiӋn diӋn cӫa các hӧp chҩt Hydrocarbons, VOCs hình thành các gӕc tӵ do tham gia vào dây chuyӅn phҧn ӭng tҥo cỏc sҧn phҭm ÿӝc hҥLQKѭ23, CO, peroxyacetyl nitrate (PAN), khúi mựô Quỏ trỡnh KuQKWKjQKNKyLPTXDQJKyDFѫEҧn có thӇ FKLDWKjQKJLDLÿRҥn: (i) phҧn ӭng quang KyD Fѫ Eҧn, (ii) phҧn ӭng vӟi oxy, (iii) sӵ tҥo thành các gӕc hӳX Fѫ Wӵ do tӯ Hydrocarbons, và (iv) phҧn ӭng dây chuyӅn, phân nhánh và kӃt thúc quá trình Các giai ÿRҥn này lҫQOѭӧt thӇ hiӋn trong các phҧn ӭng tӯ (2-ÿӃn (2-12)

Hoһc có thӇ mô tҧ chung viӋc hình thành khói mù quang hóa theo phҧn ӭng (2- GѭӟLÿLӅu kiӋn ánh sáng Mһt Trӡi [18]:

1KѭYұy, sӵ có mһt cӫa NOx và VOCs không nhӳng gây bҩt lӧLFKRP{LWUѭӡng bӣi tác hҥi cӫa FKtQKQyPjFzQWѭѫQJWiFOүn nhauWѭѫQJWiFYӟi các yӃu tӕ có sҹn WURQJP{LWUѭӡng, gây ra nhӳng vҩQÿӅ nghiêm trӑQJKѫQYӟi tҫm ҧQKKѭӣng lӟQKѫQ QKѭNKyLPTXDQJKyDPѭDaxit, hiӋu ӭQJQKjNtQK'RÿyYLӋc áp dөng các biӋn pháp tӯ quҧQOêÿӃn kӻ thuұt nhҵm giҧPWiFÿӝng tiêu cӵc cӫa NOx Yj92&VÿӃQP{LWUѭӡng và sӭc khӓe cӝQJÿӗng là hӃt sӭc cҫn thiӃt

2.4 NO 2 và HCHO trong không khí trong nhà

ChҩWOѭӧng không khí trong nhà ҧQKKѭӣng trӵc tiӃSÿӃn sӭc khӓHFRQQJѭӡLÿһc biӋt là nhóm dӉ bӏ tәQWKѭѫQJQKѭtrҿ HPQJѭӡi già hoһFQJѭӡi bӋnh Không khí trong nhà bӏ ô nhiӉm khi có sӵ hiӋn diӋn cӫa các tác nhân ô nhiӉm (vұt lý, hóa hӑc, hoһc sinh hӑFWURQJP{LWUѭӡng có không gian bӏ giӟi hҥn, vӟLÿLӅu kiӋn các tác nhân này không

9 xuҩt hiӋn mӝt cách tӵ nhiên vӟi sӕ Oѭӧng lӟn trong không khí ngoài trӡi cӫa hӋ sinh thái Do các chҩt ô nhiӉPWKѭӡng phát sinh tӯ các hoҥWÿӝQJWKѭӡng nhұt vӟi nӗQJÿӝ thҩp khó có thӇ nhұn diӋQY{KuQKFKXQJOjPFѫWKӇ thích nghi vӟLÿLӅu kiӋn ô nhiӉm ĈLӅu này hӃt sӭc nguy hiӇm, là nguyên nhân gây ra các bӋnh mҥQWtQKXQJWKѭWăQJ QJX\FѫWӱ vong sӟm Vì vұy, vҩQÿӅ ô nhiӉm không khí trong nhà cҫQÿѭӧc quan tâm, kiӇPVRiWQJăQQJӯa, và xӱ lý càng sӟm càng tӕt

Khói thuӕFOiTXiWUuQKÿӕW KD\ÿXQQҩu là nhӳng nguyên nhân phát sinh NO2

FǊQJQKѭ+&+2WURQJP{LWUѭӡng không khí trong nhà Ngoài ra, viӋc xuҩt hiӋn NO2 trong nhà còn có thӇ tӯ các thiӃt bӏ NK{QJÿѭӧc bҧRGѭӥng, bҧo trì tӕt, hoһc tӯ bên ngoài xâm nhұp vào KӃt quҧ mӝt nghiên cӭu cho thҩy viӋc sӱ dөng bӃSJDVOjPWăQJnӗng ÿӝ NO2 trong không khí trong nhà [3] Theo WHO, nhӳng hӝ JLDÿuQKVӱ dөng bӃp gas có nӗQJÿӝ NO2 WURQJNK{QJNKtWURQJQKjFDRKѫQJP 3 so vӟi nhӳng hӝ JLDÿuQK dùng bӃSÿLӋn [5] VӅ HCHO, các vұt liӋu xây dӵQJWUDQJWUtÿӗ nӝi thҩt mӟLFǊQJOj mӝt trong nhӳng nguӗn phát thҧL+&+2FKtQKWURQJP{LWUѭӡng không khí trong nhà ViӋc HCHO tӯ bên ngoài xâm nhұp vào gҫQ QKѭ NK{QJ ÿiQJ NӇ vì nӗQJ ÿӝ HCHO WURQJQKjWKѭӡQJFy[XKѭӟng cao KѫQP{LWUѭӡng xung quanh Nhìn chung, nӗQJÿӝ HCHO trong không khí trong nhà phө thuӝc vào nhiӅu yӃu tӕWURQJÿyFyÿӝ tuәi cӫa tòa nhjYjÿLӅu kiӋn thӡi tiӃWQKѭQKLӋWÿӝÿӝ ҭm [7] KӃt quҧ ÿLӅu tra cӫa Levy và cӝng sӵ [3] cho thҩy nӗQJÿӝ NO2 GDRÿӝng trong khoҧQJÿӃQȝJP 3 trong khi khoҧng nӗQJ ÿӝ HC+2 FKѭD ÿѭӧc báo cáo Tuy nhiên, kӃt quҧ tәng quan tài liӋu cho thҩy, phҥm vi nӗQJÿӝ HCHO và NO2 là khác nhau vӟLFiFÿLӅu kiӋn thӵc tӃ khác nhau Vì vұy, các sӕ liӋXÿѭӧc ghi nhұn chӍ mang tính chҩt tham khҧo, và có giá trӏ vӟi nhӳng ÿLӅu kiӋn hҥn hҽp ĈӇ ÿҧm bҧo chҩWOѭӧQJNK{QJNKtWURQJQKjÿҫu tiên các thiӃt bӏ, vұt dөng thân thiӋn vӟLP{LWUѭӡng cҫQÿѭӧFѭXWLrQVӱ dөng, tránh hoһc hҥn chӃ sӱ dөng các sҧn phҭm có thành phҫn gây hҥLFKRP{LWUѭӡng và sӭc khӓH7URQJWUѭӡng hӧp bҩt khҧ kháng buӝc phҧi sӱ dөng, các sҧn phҭPQj\QrQÿѭӧc bӕ trí hӧp lý, hҥn chӃ tӕLÿDYLӋc ҧQKKѭӣQJÿӃn sӭc khӓe ViӋc bӕ WUtFk\[DQKÿӇ tái tҥo oxy trong không gian giӟi hҥn FǊQJFҫn phҧLÿѭӧc quan tâm Các loҥLFk\QKѭC~Fÿӗng tiӅn, HuyӃt giác, Lan ý, Cӑ lá tre hay HuyӃt dө ÿѭӧc chӭng minh có tác dөng thanh lӑc không khí nhӡ khҧ QăQJ loҥi bӓ ÿѭӧc các chҩt ô nhiӉPQKѭtrichloroethylene, benzen, formandehit [19] Thông JLyWKRiQJNKtFǊQJOjPӝt biӋn pháp phә biӃQÿѭӧc nhiӅXQJѭӡi lӵa chӑQÿӇ cҧi thiӋn không khí trong nhà Gió tӵ QKLrQÿѭӧc tұn dөQJOѭXWK{QJNK{QJNKtWURQg nhà nhӡ hӋ thӕng các cӱa chính và cӱa sә Các thiӃt bӏ WK{QJJLyQKѭTXҥt hút, quҥWÿҭy, chөp hút ÿѭӧc bӕ trí mӝt cách hӧSOêÿӇ kӏp thӡi loҥi bӓ chҩt ô nhiӉm, tránh ҧQKKѭӣQJÿӃn sӭc

NO x , VOCs và khói mù quang hóa

1KѭYұy, sӵ có mһt cӫa NOx và VOCs không nhӳng gây bҩt lӧLFKRP{LWUѭӡng bӣi tác hҥi cӫa FKtQKQyPjFzQWѭѫQJWiFOүn nhauWѭѫQJWiFYӟi các yӃu tӕ có sҹn WURQJP{LWUѭӡng, gây ra nhӳng vҩQÿӅ nghiêm trӑQJKѫQYӟi tҫm ҧQKKѭӣng lӟQKѫQ QKѭNKyLPTXDQJKyDPѭDaxit, hiӋu ӭQJQKjNtQK'RÿyYLӋc áp dөng các biӋn pháp tӯ quҧQOêÿӃn kӻ thuұt nhҵm giҧPWiFÿӝng tiêu cӵc cӫa NOx Yj92&VÿӃQP{LWUѭӡng và sӭc khӓe cӝQJÿӗng là hӃt sӭc cҫn thiӃt.

NO 2 và HCHO trong không khí trong nhà

10 khӓe Tuy nhiên vӏ trí các nguӗn gây ô nhiӉm cҫQÿѭӧFFK~êÿӇ tránh thông gió trӣ thành viӋc phát tán chҩt ô nhiӉPÿѭDFK~QJTXDQKTXҭn trong nhà kK{QJWKRiWUDÿѭӧc Trong mӝWYjLWUѭӡng hӧp, các nguӗn ô nhiӉm bên ngoài cҫQÿѭӧFFK~êÿӇ hӋ thӕng thông gió hoҥWÿӝng hiӋu quҧ Cuӕi cùng, các thiӃt bӏ thanh lӑFNK{QJNKtÿѭӧc xem QKѭ Oj Pӝt giҧi pháp hiӋu quҧ ÿѭӧc nhiӅX QJѭӡi tin dùng Vӟi sӵ phát triӇn không ngӯng, các công nghӋ làm sҥFKNK{QJNKtWURQJQKjÿѭӧFWKѭѫQJPҥi hóa vӟi các thiӃt bӏ ÿDGҥQJPDQJÿӃn nhiӅu sӵ lӵa chӑQFKRQJѭӡi tiêu dùng Mӝt sӕ công nghӋ ÿѭӧc ӭng dөng phә biӃn trong các thiӃt bӏ lӑc không khí có thӇ kӇ ÿӃQQKѭKҩp phө bҵng than hoҥt tớnh, plasma nguӝi/núng, lӑc bөLWƭQKÿLӋQô7X\QKLrQFiFWKLӃt bӏ này cҫn ÿѭӧc vӋ sinh và bҧRWUuÿ~QJFiFKWUiQKYLӋc biӃQFK~QJWKjQKQѫLWtFKWө bөi bҭn và vi sinh vұt gây hҥi cho sӭc khӓe

Trên thӃ giӟi, các biӋn pháp làm sҥch không khí WURQJQKjÿѭӧc quan tâm tӯ rҩt sӟm GҫQQăPSKiWWULӇn kӇ tӯ nhӳQJQăPEӭc tranh công nghӋ xӱ lý ô nhiӉm không khí trong nhà ngày càng hoàn thiӋn Bҧng 2.2 tóm tҳt ѭXYjQKѭӧFÿLӇm cӫa mӝt sӕ công nghӋ xӱ lý ô nhiӉm không khí trong nhà Ӣ ViӋt Nam, chҩWOѭӧng không khí trong nhà ÿmYjÿDQJ ÿѭӧc chú trӑng nhiӅXKѫQ, tuy nhiên viӋc nghiên cӭu tìm ra công nghӋ phù hӧp vӟi tính chҩt và mӭFÿӝ ô nhiӉm vӟLÿLӅu kiӋQWURQJQѭӟc cҫn có thӡi gian

Bҧng 2.2 ĈһFÿLӇm mӝt sӕ công nghӋ xӱ lý ô nhiӉm không khí trong nhà [20]

Wѭӧng ѬXÿLӇm 1KѭӧFÿLӇm

Bөi thô Kӻ thuұWÿѫQJLҧn, giӳ ÿѭӧc các hҥWOѫOӱQJNtFKWKѭӟc lӟn trong không khí, mӝt sӕ WUѭӡng hӧp có thӇ giӳ ÿѭӧc vi sinh vұWNtFKWKѭӟc màng lӑc) và khí ô nhiӉm (hҩp phө)

HiӋu quҧ lӑc giҧm theo thӡi gian, màng lӑc cҫQÿѭӧc thay thӃ; thiӃt bӏ có thӇ OjQѫLWtFK tө vi sinh vұt; kém hiӋu quҧ vӟi bөi mӏn

Bөi mӏn Xӱ Oêÿѭӧc bөi mӏn, không tích tө vi sinh vұt, cho hiӋu quҧ xӱ lý cao, tәn thҩt áp lӵc chұPKѫQOӑFFѫKӑc

TӕQQăQJOѭӧng, có thӇ sinh ra các chҩt ô nhiӉm thӭ cҩp không mong muӕn, hiӋu suҩt xӱ lý bӏ ҧQKKѭӣng bӣi hóa

Wѭӧng ѬXÿLӇm 1KѭӧFÿLӇm chҩWFyWURQJP{LWUѭӡng, sol khí hoһFÿӝ ҭm cao

Vұt liӋu hҩp phө ÿѫQJLҧn, hiӋu quҧ xӱ lý cao vӟi hҫu hӃt VOCs (Toluene, Benzen, o-Xylene, 1-Butanol,

Limonene, Undecane và FormandehitôYұt liӋu hҩp phө biӃn tính có khҧ QăQJ kháng khuҭn, có thӇ xӱ lý chҩt ô nhiӉm ӣ nӗQJÿӝ thҩp ҦQKKѭӣng cӫDÿӝ ҭm QJѭQJWө trên bӅ mһt chҩt hҩp phө), tҧLOѭӧQJWKD\ÿәi ҧQKKѭӣQJÿӃn hiӋu quҧ (nӗQJÿӝ quá cao, hiӋu quҧ giҧm), chҩt bӏ hҩp phө phҧi WѭѫQJWKtFKYӟi chҩt hҩp phө, chi phí tái sinh vұt liӋu cao, bҧn chҩt là chuyӇn chҩt ô nhiӉm tӯ pha khí sang pha rҳn, liên kӃt giӳa chҩt ô nhiӉm và vұt liӋu có thӇ bӏ phá vӥ làm tái phát sinh chҩt ô nhiӉm, tích tө vi sinh vұt trên bӅ mһt vұt liӋu

Ozone là tác nhân oxy hóa mҥQKR[\KyDÿѭӧc nhiӅu chҩt ô nhiӉm

2]RQHFǊQJOjPӝt tác nhân gây ô nhiӉm, ӣ KjPOѭӧng thҩp (50 ± 100 ppbv) không có tác dөng, hình thành các sol hӳXFѫWKӭ cҩSÿһc biӋt là WHUSHQWKѭӡng có trong chҩt tҭy rӱa và khӱ mùi)

Hóa chҩt, vi sinh vұt, bөi, nҩm mӕFô

DiӋt khuҭn, khӱ trùng bӅ mһt vӟi hiӋu suҩt cao vӟi giá cҧ phҧLFKăQJ

TӕQQăQJOѭӧng, có thӇ sinh ra Ozone và các chҩt gây hҥi

Oxy hóa quang xúc tác

Có thӇ diӉn ra ӣ nhiӋWÿӝ phòng, ít tӕQQăQJOѭӧng và

HiӋu quҧ xӱ lý bӏ ҧQKKѭӣng bӣi ÿӝ ҭPWѭѫQJÿӕi, nӗng ÿӝ chҩt ô nhiӉm, tӕc ÿӝ dòng

Wѭӧng ѬXÿLӇm 1KѭӧFÿLӇm sinh vұtô giá cҧ hӧp lý so vӟi các công nghӋ WѭѫQJÿӗng, ít bҧo trì khí xӱ lý, tӕFÿӝ tҥo các gӕc oxy hóa tӵ GRFѭӡQJÿӝ ánh sáng kích thích, xúc tác (xúc tác, chҩt mang và vұt liӋu ÿӥ), tҥo sҧn phҭm phө có hҥi tӯ xúc tác Plasma nguӝi

1ăQJOѭӧng thҩSKѫQSODVPD nhiӋt, giҧm hình thành

HiӋu quҧ QăQJOѭӧng kém trong xӱ lý VOCs nӗng dӝ thҩp, hình thành Ozone và các hӧp chҩt oxit cӫa Nitrogen, hình thành chҩt trung gian gây hҥi, ҧnh Kѭӣng bӣLÿӝ ҭPWѭѫQJÿӕi ÿѭӧFWăQJFѭӡng hoһc triӋt tiêu)

Thân thiӋn vӟi môi tUѭӡng, hiӋu quҧ xӱ lý cao

Phө thuӝFYjRÿӝ tan cӫa chҩt ô nhiӉm, giҧi phóng vi sinh vұt, thӡi gian xӭ lý dài Lӑc bҵng thӵc vұt

VOCs Tұn dөng chҩt ô nhiӉm làm

GLQKGѭӥng cho cây, thân thiӋQP{LWUѭӡng

Mӛi thӵc vұt thích hӧp xӱ lý các chҩt ô nhiӉm khác nhau, tӕFÿӝ xӱ lý chұm

Ghi chú: Tác giҧ [20] tәng hӧp thông tin tӯ nhiӅu tài liӋu khác.

Giӟi thiӋu vӅ quá trình quang xúc tác

ViӋc phát hiӋQUDSKѭѫQJSKiSTXDQJ[~FWiFQăPӭng dөng trong sҧn xuҩt

H2 bҵQJFiFKWiFKQѭӟFÿm gҫQQKѭ WKXK~Wÿѭӧc ngay lұp tӭc sӵ quan tâm cӫa giӟi khoa hӑc [21] Mӝt phҫn là do ҧQKKѭӣng cӫa hai cuӝc khӫng hoҧQJQăQJOѭӧQJQJD\VDXÿy khӫng hoҧng dҫu mӓ QăP và khӫng hoҧQJQăQJOѭӧQJQăP 3KѭѫQJSKiS quang xúc tác có thӇ ӭng dөng trong nhiӅXOƭQKYӵc, tuy nhiên khҧ QăQJFҥnh tranh vӟi FiFÿӕi thӫ trong TXiWUuQKWKѭѫQJPҥi hóa gһp nhiӅXNKyNKăQ vì công nghӋ ÿDQJWURQJ quá trình hoàn thiӋn7URQJOƭQKYӵFP{LWUѭӡng hay cө thӇ là xӱ lý khí thҧi, quang xúc tác tӓ ra lép vӃ vӟi nhӳng công nghӋ truyӅn thӕQJQKѭKҩp thө, hҩp phө, sinh hӑc hay FiFSKѭѫQJSKiS oxy hóa bұc cao khác bӣi tuәLÿӡi non trҿ và không thích hӧp xӱ lý

13 nhӳng chҩt ô nhiӉm nӗQJÿӝ cao Tuy nhiên, trong bӕi cҧnh chҩWOѭӧng không khí trong QKjQJj\FjQJÿѭӧc chú trӑng, vӟLѭXWKӃ xӱ Oêÿѭӧc các chҩt ô nhiӉm ӣ nӗQJÿӝ ÿӝ thҩp mӝt cách nhanh chóng, hiӋu quҧ4XDQJ[~FWiFÿmÿѭӧc mӝt sӕ tài liӋXÿiQKJLi cao trong xӱ lý NOx [8], VOCs [9, 10], SO2 [11] và mùi [12] Ngoài ra, quang xúc tác còn có khҧ QăQJNKӱ trùng, diӋt khuҭn nhӡ quá trình biӃn tính xúc tác [13] NhӳQJFѫ sӣ ÿyFKRWKҩ\SKѭѫQJSKiSTXDQJ[~FWiFÿӫ tiӅPQăQg trӣ thành mӝt công nghӋ xӱ lý xӱ lý các nguӗn ô nhiӉm phӭc tҥp, nӗQJÿӝ thҩp vӟi thiӃt bӏ nhӓ gӑn, ÿҥt hiӋu quҧ cao trong thӡi gian ngҳn, và tiêu tӕn chi phí thҩp

Quang xúc tác ÿѭӧFÿӏQKQJKƭD OjTXiWUuQKWăQJFѭӡng phҧn ӭng quang hóa bҵng xỳc tỏc WKѭӡng là cỏc chҩt bỏn dүQQKѭ TiO2, ZnO, Fe2O3&G6ôKhi xỳc tỏc tiӃp xỳc vӟi ánh sáng có Eѭӟc sóng thích hӧSHOHFWURQÿѭӧc kích thích nhҧy tӯ vùng hóa trӏ -

VB (valence band) lên vùng dүn - CB (conduction band), tҥo thành electron quang sinh ӣ vùng dүn và lӛ trӕng quang sinh ӣ vùng hóa trӏ Lӛ trӕng quang sinh và electron quang sinh kӃt hӧp vӟi các nhân tӕ có sҹQWURQJP{LWUѭӡQJQKѭKѫLQѭӟcQѭӟc, và oxy tҥo thành các gӕc tӵ do vӟi hoҥt tính cao Các gӕc tӵ do này có thӇ dӉ dàng tham gia vào quá trình phân hӫy chҩt ô nhiӉm Quá trình quang xúc tác sӱ dөng TiO2 ÿѭӧc tóm tҳt bҵQJFiFSKѭѫQJWUuQKWӯ (2-ÿӃn (2-17)

TiO2 + hv ĺ h + VB + e - CB (2-14) h + VB + OH - ĺ 2+ (2-15) e - CB + O2 ĺ 22 - (ion superoxit) (2-16) h + VB + e - CB ĺ heat (2-17)

7K{QJWKѭӡng, trong quá trình quang xúc tác, chҩt ô nhiӉm có thӇ bӏ oxi hóa trӵc tiӃp bӣi lӛ trӕng hoһc bӏ khӱ bӣLHOHFWURQQKѭQJÿDSKҫn chúng bӏ phân hӫy bӣL2+ Quá trình oxi hóa hoһc khӱ có thӇ diӉn ra trên bӅ mһt hoһFÿLӇm rҩt gҫn bӅ mһt cӫa chҩt xúc tác Quang xúc tác có khҧ QăQJSKkQKӫy chҩt ô nhiӉPWURQJÿLӅu kiӋn nhiӋWÿӝ phòng, ngay cҧ vӟi nhӳng chҩt ô nhiӉm khó xӱ lý bҵng các phҧn ӭng oxi hóa - khӱ và không cҫn sӱ dөng bҩt kì tác nhân oxi hóa - khӱ bên ngoài Quá trình quang xúc tác có khҧ QăQJJLҧm bӟt hoһc loҥi bӓ kim loҥi nһQJWURQJQѭӟc, làm sҥFKP{LWUѭӡng nhiӉm khuҭn vӟi hiӋu quҧ cao, lҥLNKiÿѫQJLҧn HiӋn tҥi vұt liӋu quang xúc tác chӫ yӃu làm viӋc ӣ phә tӱ ngoҥi (< 380 nm)GRÿyKLӋu suҩWOѭӧng tӱ (hay tӍ sӕ giӳa sӕ electron bӭt ra khӓi cathode trong 1s (n) và sӕ photon chiӃXÿӃn trong 1s (m)) ӣ vùng ánh sáng khҧ kiӃn FKѭDFDR Sӵ tái tә hӧp cӫa lӛ trӕng và electron FǊQJ là mӝt trong nhӳng yӃu tӕ chính giӟi hҥn tӕFÿӝ phân huӹ chҩt hӳXFѫEҵng quá trình quang xúc tác ± pKѭѫQJWUuQK(2-17) Ngoài ra, quá trình xӱ lý khí bҵQJSKѭѫQJSKiSTXDQJ[~F WiFEӏ ҧQKKѭӣng

14 ÿiQJNӇ bӣLFiFÿLӅu kiӋQP{LWUѭӡQJQKѭQKLӋWÿӝ Yjÿӝ ҭm 6ѫÿӗ tóm tҳWFѫFKӃ phҧn ӭQJTXDQJ[~FWiFÿѭӧc thӇ hiӋn trong Hình 2.2

Hình 2.2 &ѫFKӃ quá trình quang xúc tác [22]

Xúc tác quang TiO 2 và TNTs

Theo Sumio Sakka (2005), xúc tác quang là nhӳng vұt liӋu có khҧ QăQJWKDPJLD vào quá trình phân hӫy chҩt ô nhiӉm troQJÿLӅu kiӋn có ánh sáng mһt trӡi hoһc chiӃu xҥ cӵc tím [23] Hay nói cách khác, xúc tác quang chính là nhӳng chҩWÿyQJYDLWUz[~F tác trong phҧn ӭng mà ánh sáng là tác chҩt chính 7URQJÿy7L22 ÿѭӧF[HPQKѭEiQ dүQÿѭӧc sӱ dөng ÿҫu tiên và phә biӃn trong quá trình quang xúc tác kӇ tӯ nghiên cӭu cӫa Fujishima và Honda [24] trong viӋc tách H2 tӯ Qѭӟc GҫQQăPWKұp niên phát triӇn, TiO2 ngày càng chӭQJPLQKÿѭӧc vӏ thӃ quan trӑng bӣi thӃ oxy hóa và thӃ khӱ phù hӧp, tính әQÿӏQKFDRQăQJOѭӧng vùng cҩm thích hӧS7KrPYjRÿy7L22 bӅn vӅ mһt hóa hӑc, thân thiӋn vӟLP{LWUѭӡng, rҿ và dӉ dàng tìm thҩy trên thӏ WUѭӡng TiO2 có khҧ QăQJ tham gia quá trình quang xúc tác vӟi ánh sáng UV và khoҧng 4 - 5% ánh sáng nhìn thҩy [25]

Trong tӵ nhiên, TiO2 tӗn tҥLGѭӟi dҥng 3 thù hình khác nhau: anatase, rutile và brookite (Hình 2.3)7URQJÿyanatase và brookite là hai pha giҧ bӅn, có thӇ biӃQÿәi thành rutile ӣ nhiӋWÿӝ trên 600 o C [25] Các cҩu trúc cӫa 7LWDQÿLR[LW ÿѭӧc tҥo thành tӯ các bát diӋn lӋch TiO6 liên kӃt vӟi nhau thông qua các cҥQKYjÿӍnh dùng chung [26] Mӝt sӕ ÿһc tính cӫa anatase và rXWLOHÿѭӧc thӇ hiӋn trong Bҧng 2.3

15 Degussa P25 là mӝt dҥng TiO2 WKѭѫQJPҥi vӟi 73-85% anatase, 14-17% rutile, < 13% các dҥQJY{ÿӏnh hình [27] và diӋn tích bӅ mһt riêng khoҧng 52.8 m 2 /g [28] KӃt quҧ cӫa Ohtani và cӝng sӵ cho thҩy, hoҥt tính quang xúc tác cӫa P25 phө thuӝc vào dҥQJWKKuQKÿӕLWѭӧng xӱ OêYjP{LWUѭӡng xӱ lý [27] Các vұt liӋu xúc tác tinh khiӃt ÿѭӧc kӃt luұn có hoҥt tính cao trong quá trình quang hóa, trong ÿyYұt liӋu tinh khiӃt vӟi anatase cho khҧ QăQJTXDQJKyDFDRQKҩt trong thí nghiӋm phân hӫy axetandehit trong không khí

Hình 2.3 Ba dҥng thù hình cӫa TiO 2 [25]

Bҧng 2.3 ĈһFWUѭQJFӫa anatase và rutile [26] ĈһFÿLӇm Anatase Rutile

Cҩu trúc tinh thӇ Tetragonal Tetragonal

KhӕLOѭӧng riêng (kg/m 3 ) 3894 4250

Calculated indirect band gap (eV) 3.23 ± 3.59 3.02 ± 3.24

Experimental band gap (eV) ~ 3.2 ~ 3 Ĉӝ hòa tan trong HF Có thӇ tan ÿѭӧc Không tan Ĉӝ KzDWDQWURQJQѭӟc Không tan Không tan Ĉӝ cӭng (Mohs) 5.5 ± 6 6 ± 6.5

Ghi chú: Tác giҧ [26] tәng hӧp thông tin tӯ nhiӅu tài liӋu khác Ӣ NtFK WKѭӟc nano (1-100 nm), vұt liӋu TiO2 có ÿҫ\ ÿӫ các dҥng 0D (zero- dimensional), 1D (one-dimensional), 2D (two- dimensional) và 3D (three- dimensional)

16 [29]7URQJÿy7L22 dҥng 0D ÿѭӧc nghiên cӭu rӝng rãi bӣi diӋn tích bӅ mһt riêng lӟn, hiӋu quҧ hҩp thu ánh áng cao TiO2 dҥng 1D thích hӧp làm xúc tác quang bӣi tӹ lӋ diӋn tích bӅ mһt trên thӇ tích cao góp phҫn làm giҧm sӵ tái hӧp electron và lӛ trӕng quang sinh TiO2 dҥng 2D vӟi ÿӝ ÿөc thҩp, khҧ QăQJGtQKEiPWӕt, bӅ mһt nhҹn, có tiӅPQăQJ ӭng dөng trong vұt liӋu tӵ làm sҥch TiO2 dҥng 3D có thӇ ӭng dөng trӵc tiӃp mà không cҫn vұt liӋXÿӥ vӟLÿӝ xӕp cao và tӹ lӋ diӋn tích bӅ mһt trên thӇ tích lӟn

2.6.2 7LWDQÿLR[LW dҥng ӕng nano (TNTs)

TitDQÿLR[LW dҥng ӕng nano hay TNTs là TiO2 có cҩu trúc hình ӕng (thuӝc vұt liӋu 1D), có diӋn tích bӅ mһt lӟnÿӝ tái tә hӧp electron và lӛ trӕng thҩp KѫQVRYӟi tiӅn chҩt TiO2 WKѭѫQJPҥiÿӝ tinh thӇ và khҧ QăQJLRQKyDFDRWKtFKKӧp làm [~FWiFWK~Fÿҭy quá trình quang hóa Trên thӵc tӃ, thuұt ngӳ 717VGQJÿӇ chӍ cҧ titania, titanate và nhӳng vұt liӋu pha tҥp hoһc biӃn tính trên nӅn cӫa chúng a 3K˱˯QJSKiSFK͇ t̩o TNTs

Có nhiӅXSKѭѫQJSKiSFKӃ tҥo TNTs, phә biӃQKѫQFҧ làSKѭѫQJSKiSNKX{Qÿ~F (1996), SKѭѫng pháp sol-gel (1998), SKѭѫQJSKiSWKӫy nhiӋt (1999), và SKѭѫQJSKiS R[\KyDÿLӋn cӵc anot (2001) [30] ѬXQKѭӧFÿLӇm cӫDFiFSKѭѫQJSKiSQj\ÿѭӧc trình bày trong Bҧng 2.4

Bҧng 2.4 6RViQKFiFSKѭѫQJSKiSFKӃ tҥo TNTs [30]

3KѭѫQJ pháp ѬXÿLӇm 1KѭӧFÿLӇm Dҥng

KiӇPVRiWWѭѫQJÿӕi kích WKѭӟc ӕng nano tҥo thành TiӅPQăQJӭng dөng thӵc tӃ cao

Hình thái ӕng có thӇ bӏ phá hӫy trong quá trình chӃ tҥo Quá trình phӭc tҥp

Chi phí tiӅn chҩt cao, tính әn ÿӏnh kém

TiӅPQăQJӭng dөng thӵc tӃ cao, khҧ thi cho ӭng dөng rӝng rãi

Cҩu trúc tinh thӇ ÿѭӧc sҳp xӃp theo thӭ tӵ

Chi phí cao cho thiӃt bӏ chӃ tҥo

Khó tách TNTs khӓi tiӅn chҩt

3KѭѫQJ pháp ѬXÿLӇm 1KѭӧFÿLӇm Dҥng

Quá trình chӃ tҥRÿѫQJLҧn, có thӇ sҧn xuҩt quy mô lӟn Vұt liӋu tҥRWKjQKÿѭӧFWăQJ Fѭӡng thuӝc tính nhӡ các Eѭӟc chӃ tҥo linh hoҥt, có thӇ biӃQÿәi phù hӧp vӟi mөc ÿtFK

Tӹ lӋ chiӅXGjLWUrQÿѭӡng kính lӟn

Thӡi gian phҧn ӭng dài, nhiӋt ÿӝ không әQÿӏnh ҧQKKѭӣng lӟQÿӃn tính chҩt vұt liӋu Phҧi dùng kiӅPÿұPÿһc cho thӫy nhiӋt

.KyÿҥWNtFKWKѭӟFÿӗQJÿӅu

Theo Guo và cӝng sӵ [31], trong sӕ FiFSKѭѫQJSKiSFKӃ tҥRSKѭѫQJSKiSWKӫy nhiӋWWKѭӡQJÿѭӧc sӱ dөng bӣLWtQKÿѫQJLҧn trong quy trình và yêu cҫu thiӃt bӏ không quá phӭc tҥSFǊQJQKѭKLӋu quҧ chi phí, tiêu thө QăQJOѭӧng thҩp và có tiӅPQăQJӭng dөng vӟi quy mô lӟn Trong nghiên cӭXQj\SKѭѫQJSKiSWKӫy nhiӋt FǊQJÿѭӧc lӵa chӑQÿӇ tәng hӧp TNTs dӵa trên nhӳQJѭXÿLӇm cӫa nó và các thiӃt bӏ sҹn có Quá trình gӗPEѭӟc chính là thӫy nhiӋt, rӱa và nung Quá trình thӫy nhiӋt diӉn ra vӟi nhiӋWÿӝ [iFÿӏnh và áp suҩt cao giúp TiO2 phҧn ӭng vӟi NaOH tҥo thành muӕi titanat cӫa natri Quá trình rӱDWKѭӡQJÿѭӧc coi là mӝWEѭӟc quan trӑQJÿӇ tҥo cҩu trúc dҥng ӕng cho vұt liӋX7X\QKLrQFǊQJFyPӝt sӕ ý kiӃn cho rҵng quá trình thӫy nhiӋt mӟLOjJLDLÿRҥn quyӃWÿӏQK7URQJEѭӟc rӱDQѭӟc hoһc axit ÿѭӧc sӱ dөng Sӵ WUDRÿәi ion giӳa Na + và

H + diӉn ra tҥo thành axit polytitanic Các vұt liӋu dҥng tҩPÿѭӧc cuӝn lҥi tҥo thành ӕng FKRÿӃn kích nano dӵa trên liên kӃt cӝng hóa trӏ cӫa các nhóm chӭc Cҩu trúc ӕng nano sau Eѭӟc rӱa cho hiӋu quҧ quá trình quang xúc tác thҩp [32], vì vұy, biӃn tính nhiӋt bҵQJEѭӟc nung WKѭӡQJÿѭӧc tiӃn hành nhҵm hoҥt hóa vұt liӋu Quá trình nung có vai trò kӃt tinh axit titanic thành các tinh thӇ anatase Trong hҫu hӃWFiFWUѭӡng hӧp, cҩu trúc hình ӕng bӏ mҩt mӝt phҫn hoһFKRjQWRjQÿӇ hình thành dҥng que trong quá trình khӱ Qѭӟc ӣ nhiӋt ÿӝ cao &iFEѭӟc hình thành cҩu trúc nano dҥng ӕng cӫa TiO2 bҵng SKѭѫQJSKiSWKӫy nhiӋWÿѭӧc tóm tҳt trong Hình 2.4 Các yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃn viӋc hình thành TNTs bҵng quá trình thӫy nhiӋt (tiӅn chҩt sӱ dөng, rung VLrXkPWURQJEѭӟc tiӅn xӱ lý, nhiӋWÿӝ và thӡi gian thӫy nhiӋWKjPOѭӧng Na + trong vұt liӋu, và quá trình biӃn tính nhiӋWÿѭӧc thҧo luұn chi tiӃt trong các tәng quan [30] và [33] Trong nghiên cӭu này, ҧQKKѭӣng cӫa KjPOѭӧng Na + và quá trình biӃn tính nhiӋt ÿѭӧc quan tâm

Hình 2.4 &ѫFKӃ hình thành TNTs bҵQJSKѭѫQJSKiSWKӫy nhiӋt b ̪QKK˱ͧng cͯDKjPO˱ͫng Na +

Rӱa-lӑc hay xӱ lý axit có tác dөng loҥi bӓ Oѭӧng Na + Gѭ còn tӗQÿӑng trong vұt liӋu, giҧPOѭӧng natri titanat, hình thành axit polytitanic 4XiWUuQKÿѭӧc kiӇm soát bҵng giá trӏ pH cӫa hӛn hӧp tҥm gӑi là pH rӱa Tuy vүn còn nhiӅu tranh cãi vӅ vai trò cӫa Eѭӟc rӱa-lӑc trong viӋc hình thành cҩu trúc dҥng ӕng cӫa vұt liӋXQDQRQKѭQJFǊQJFy nhiӅu báo cáo ÿӗQJWuQKÿmÿѭӧc công bӕ ҦQKKѭӣng cӫa KjPOѭӧng Na + hay giá trӏ pH rӱDÿѭӧc tìm thҩy trong nghiên cӭu [34] và [35] .KLWăQJJLiWUӏ pH rӱDKjPOѭӧng Na trong vұt liӋXWăQJ Các thông sӕ QKѭGLӋn tích bӅ mһt riêng, thӇ tích lӛ rӛQJYjNtFKWKѭӟc lӛ rӛng cӫa vұt liӋu FǊQJWKD\ ÿәi Quan sát hình thái qua kӃt quҧ TEM (Tunneling Electron Microscopy) cho thҩy, tiӅn chҩt P25 có cҩu trúc dҥng hҥt CiF717Vÿѭӧc rӱa ӣ các pH khác nhau có sӵ khác biӋt rõ rӋt vӅ cҩu trúc Cҩu trúc dҥng ӕQJÿѭӧFTXDQViWU}KѫQӣ các mүu có pH rӱa thҩp (pH 1-4) và không tìm thҩy ӣ mүu có pH rӱa cao (pH 9) Bên cҥQKÿyӣ pH rӱa thҩp (pH 2), vұt liӋXÿҥt diӋn tích bӅ mһt riêng, thӇ tích lӛ rӛQJYjNtFKWKѭӟc lӛ rӛng lӟn nhҩt, lҫQOѭӧt là 395.1 m 2 /g, 1.31 cm 3 /g, và 13.3 nm Trong mӝt nghiên cӭu khác, vұt liӋu nano tӯ quá trình thӫy nhiӋt TiO2 vӟi 1D2+ÿѭӧc rӱa ӣ pH 1.6 cho diӋn tích bӅ mһt riêng lӟn nhҩt (~400 m 2 /g) [36] gҩp khoҧng 7.56 lҫn so vӟi vұt liӋu P25 Tuy nhiên, nӃXOѭӧng Na + bӏ loҥi bӓ hoàn toàn, cҩu trúc hình ӕng cӫa vұt liӋu sӁ bӏ phá vӥ, diӋn tích bӅ mһt riêng, kích lӛ rӛQJFǊQJQKѭWKӇ tích lӛ xӕp giҧm mҥnh Ngoài ra, pH rӱa còn ҧQKKѭӣQJÿӃn tính chҩt axit bӅ mһt cӫa vұt liӋu [34] Sӵ khác biӋWÿѭӧc quan sát rõ rӋt ӣ vұt liӋu TNTs rӱa ӣ pH 1 và 1.6 c ̪QKK˱ͧng cͯa nhi Wÿ͡ nung

NhiӋWÿӝ nung ҧQKKѭӣng ÿӃn hình thái và cҩu trúc tinh thӇ cӫD717VWK~Fÿҭy viӋc hình thành pha anatase, mӝt phҫn cҩu trúc hình ӕng mҩWÿLEӣi viӋc khӱ Qѭӟc ӣ nhiӋWÿӝ cao ҦQKKѭӣng này là khác nhau vӟi các vұt liӋX717VFyKjPOѭӧng Na + khác nhau Cө thӇ, sau khi thӫy nhiӋt, P25 dҥng hҥt vӟi sӵ có mһt cӫa 2 pha tinh thӇ

Thӫy nhiӋt Xӱ lý axit Nung

LWDQÿLR[LW7L2 2 )

BiӃn tính vұt liӋu xúc tác bҵng pha tҥp kim loҥi

Mөc tiêu chính cӫa viӋc biӃn tính vұt liӋu xúc tác nhҵm giҧPQăQJOѭӧng vùng cҩPWăQJNKҧ QăQJ[ӱ lý trong vùng ánh sáng nhìn thҩy, giҧm sӵ tái tә hӧp cӫa electron và lӛ trӕng BiӃn tính vұt liӋu nano nói chung có thӇ thӵc hiӋn theo nhӳng quy trình sҹn FyWKD\ÿәLFiFÿLӅu kiӋn tәng hӧSWKD\ÿәi tiӅn chҩWEDQÿҫu, thêm hoһc pha tҥp chҩt khác Trong nghiên cӭu này, ҧQKKѭӣng cӫa viӋc biӃn tính xúc tác bҵng kim loҥi hay FKtQK[iFKѫQOjLRQkim loҥLÿѭӧc quan tâm

7KHRQKѭtәng quan cӫa Salgado và các cӝng sӵ [37], Shayegan và các cӝng sӵ [38], viӋc biӃn tính vӟi ion kim loҥi có nhiӅXWiFÿӝQJÿӃn tính chҩt vұt liӋXQKѭÿһc tính hóa hӑc, vұt lý, tính chҩt quang hӑc và xúc tác quang cӫa vұt liӋu Các kӃt quҧ quan ViWÿѭӧc là tә hӧp tҩt cҧ các ҧQKKѭӣng phӭc tҥp cӫa viӋc biӃQWtQKÿӃn vұt liӋu ViӋc lӵa chӑn ion kim loҥi thích hӧp và tӕLѭX KyDQӗQJÿӝ cӫa nó trong vұt liӋu xúc tác quang là mӝt trong nhӳng giҧi pháp cҧi thiӋn hiӋu quҧ quá trình quang xúc tác Mӝt FiFKÿѫQJLҧn, kim loҥLÿѭӧc pha tҥp tҥo mӝWYQJ9%ÿӋm làm giҧPQăQJOѭӧng vùng cҩm cӫa vұt liӋu, cho phép vұt liӋu xúc tác có thӇ bӏ kích thích ӣ nhӳnJEѭӟc sóng lӟn KѫQ MӭFÿӝ ҧQKKѭӣng tùy thuӝc vào loҥi chҩt pha tҥp và nӗQJÿӝ cӫa nó Ngoài ra, viӋc pha tҥp vӟi các kim loҥi giúp duy trì sӵ phân tách electron và lӛ trӕng quang sinh, giӳ cho chҩt xúc tác ӣ trҥng thái kích thích trong thӡLJLDQOkXKѫQ Tuy nhiên, nӃu sӱ dөng nӗQJÿӝ tҭm quá cao sӁ khiӃn kim loҥi trӣ thành trung tâm tái tә hӧp, làm suy giҧm hiӋu quҧ quang xúc tác

Báo cáo cӫa Motola và các cӝng sӵ [39] cho thҩy, tӕc ÿӝ phân hӫy rhodamine B theo thӡi gian GѭӟLÿLӅu kiӋn chiӃu sáng UV, Mһt Trӡi, hay ánh sáng nhìn thҩ\ÿѭӧc cӫa các vұt liӋXÿѭӧc biӃn tính vӟi YDQDÿL vӟi tӹ lӋ 1% ÿӅu có hoҥt tính xúc tác quang

20 FDRKѫQFiFYұt liӋXNK{QJÿѭӧc pha tҥp Tác dөQJYѭӧt trӝi nà\ÿѭӧc lý giҧi bӣi cһp oxy hóa/khӱ V +5 /V +4 ÿyQJYDLWUzQKѭEӝ WiFKÿLӋn tӱ, hҥn chӃ viӋc tái tә hӧp e - /h + Ngoài ra, sӵ hiӋn diӋn cӫa các oxit cӫa YDQDÿL trên bӅ mһt tLWDQLDFǊQJÿѭӧFPRQJÿӧi WăQJFѭӡng khҧ QăQJTXDQJKyDFӫa xúc tác khi VO2 và V2O5 lҫn Oѭӧt FyQăQJOѭӧng vùng cҩm là 2.78 eV và 2.58 eV, thҩSKѫQQăQJOѭӧng vùng cҩm cӫa TiO2 (3.2 eV) ĈLӅXQj\FǊQJFyWiFGөng hҥn chӃ sӵ tái tә hӧp e - /h + nhӡ viӋc chuyӇQJLDRÿLӋn tӱ giӳa các vùng CB Mӝt nghiên cӭu vӅ ÿһc tính cӫa các TNTs pha tҥp V2O5 cӫa Gannoun và cӝng sӵ [40] cho thҩy, Eѭӟc sunfat hóa cҧi thiӋQÿiQJNӇ hiӋu suҩt cӫa xúc tác vì tính axit cӫa vұt liӋXWăQJYjNKҧ QăQJSKҧn ӭng cӫa các vӏ trí oxy hóa khӱ FǊQJÿѭӧFWăQJ Fѭӡng Nhóm nghiên cӭu cӫD*DQQRXQFǊQJNӃt luұn rҵQJSKѭѫQJSKiSSKDWҥp có ҧnh KѭӣQJÿӃn tính chҩt và hiӋu quҧ cӫa vұt liӋu ÿѭӧc pha tҥp

ViӋc pha tҥp PROLSÿHQ (Mo) vào TNTs bҵng nhiӅXSKѭѫQJSKiSNKiFQKDXYjӭng dөng trong quá trình xӱ lý NO2 và CO2 bҵng khӱ quang xúc tác ÿmÿѭӧc báo cáo [41] 7KHRÿy0RNhông ҧQKKѭӣQJÿӃn cҩu trúc hình thái, cҩu trúc vi mô, và cҩu trúc tinh thӇ cӫD717V7X\QKLrQQyOjPWKD\ÿәi vӯa phҧi cҩu trúc dҧLÿLӋn tӱ, tính chҩt axit- basic bӅ mһt vұt liӋu TNTs pha tҥp Mo bҵQJSKѭѫQJSKiSNӃt tӫa có khҧ QăQJNKӱ tӕt nhҩt có thӇ do trҥng thái oxy hóa hóa hӑc cӫa Mo +4 và Mo +5 ҦQKKѭӣng cӫa viӋc pha tҥp kӁm (Zn) bҵQJSKѭѫQJSKiSVRO-JHOÿӃn tính chҩt và khҧ QăQJTXDQJKyDFӫa các hҥt nano TiO2 ÿѭӧc tìm hiӇu [42] KӃt luұn viӋc pha tҥp

=QWăQJFѭӡng sӵ hình thành pha aQDWDVHÿѭӧFÿѭDUD9ұt liӋu pha tҥSFyNtFKWKѭӟc 12-18 nm nhӓ KѫQFiFKҥt vұt liӋXEDQÿҫu 12.6-18.1 nm, diӋn tích bӅ mһWULrQJFDRKѫQ và khҧ QăQJTXDQJKyDWӕWKѫQQKӡ viӋc giҧPQăQJOѭӧng vùng cҩm DiӋn tích bӅ mһt cӫa các mүu TiO2 pha tҥp Zn 2+ FDRKѫQFiFPүu pha tҥp V 5+ trong nghiên cӭu cӫa Devi và cӝng sӵ [43] WURQJ NKL KuQK WKiL Oj WѭѫQJ Wӵ nhau qua kӃt quҧ SEM (Scanning Electron Microscopy) Hoҥt tính TiO2 pha tҥp Zn 2+ ÿѭӧFWăQJFѭӡng, hiӋu quҧ phân hӫy CRQJRUHGGѭӟi ánh sáng Mһt TrӡLFDRKѫQ3ÿӃn 5 lҫn nhӡ cҩXKuQKÿLӋn tӱ hoàn toàn cӫa Zn 2+

TiO2 pha tҥp ÿӗng (Cu) có khҧ QăQJORҥi bӓ &U9,WURQJQѭӟc bҵng quá trình khӱ quang xúc tác Gѭӟi ánh sáng UVA [44] Quá trình diӉQUDWXkQWKHRÿӝng hӑc phҧn ӭng bұc mӝt vӟi tӕFÿӝ nhanh gҩp 2 lҫn khi sӱ dөng TiO2 pha tҥp Cu vӟi tӹ lӋ 1.5% theo khӕLOѭӧng và nung ӣ 300 o C so vӟi TiO2 không biӃn tính (pH3) KӃt quҧ phân tích BET (Brunauer-Emmett-Teller) cho thҩy diӋn tích bӅ mһWOjWѭѫQJWӵ nhau vӟi vұt liӋu pha tҥp và không pha tҥp, trong khi phә XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) và XRD cho thҩy có sӵ kӃt hӧp cӫa Cu vào TiO2 Vì vұy, hiӋu quҧ TXDQJKyDWăQJFѭӡng ÿѭӧc kӃt luұn là do tӕFÿӝ tái tә hӧp e - /h + bӏ hҥn chӃ

21 Theo tәng quan cӫa Shayegan và cӝng sӵ [38], TiO2 pha tҥp sҳt (Fe) ÿѭӧc ӭng dөng phә biӃn bӣi khҧ QăQJEүy electron cӫa cһp hóa trӏ Fe +3 /Fe +2 và giҧPQăQJOѭӧng vùng cҩm Fe 3+ nhұQÿLӋn tӱ quang sinh, chuyӇQQyÿӃn phân tӱ Oxy, tҥo superoxide Bán kính Fe 3+ (0.64 Å) và Ti 4+ (0.cOjWѭѫQJWӵ QKDXGRÿyQyFyWKӇ dӉ dàng kӃt hӧp và phân bӕ ÿӗQJÿӅu vào mҥng tinh thӇ TiO2

HiӋu quҧ cҧi thiӋQÿһc tính quang hóa cӫa vұt liӋu TNTs khi pha tҥp kim loҥi so vӟi vұt liӋXEDQÿҫu ÿѭӧc nhiӅu nghiên cӭu chӭng minh Tuy nhiên, các nghiên cӭu so sánh khҧ QăQJTXDQJKyDFӫa TNTs pha tҥp các kim loҥi khác nhau không nhiӅu Trong nghiên cӭu này, mӝt sӕ kim loҥi chuyӇn tiӃSQKѭV, Mo, Zn, Cu, và Fe ÿѭӧc chú êÿӃn

&K~QJÿDSKҫn là nhӳng kim loҥi chuyӇn tiӃSÿDKyDWUӏ, có cҩXKuQKHOHFWURQÿһc biӋt hoһFÿmÿѭӧc biӃWÿӃn vӅ khҧ QăQJFҧi thiӋn phҧn ӭng quang hóa.

Quang xúc tác loҥi bӓ NO 2 và HCHO

Quang xúc tác loҥi bӓ HCHO

NhiӅu kӃt quҧ nghiên cӭXÿmÿѭӧc công bӕ cho thҩy vұt liӋu TiO2 và TiO2 biӃn tính có khҧ QăQJSKkQKӫy HCHO &ѫFKӃ quá trình phân hӫ\+&+2ÿmÿѭӧc Yang và các cӝng sӵ [21] ÿӅ xuҩt vӟL[XKѭӟQJR[\KyDÿyQJYDLWUzFKӫ ÿҥo khi sҧn phҭm cuӕi cùng là H2O và CO2 SKѭѫQJWUuQK2-18 ÿӃn 2-26) Tuy nhiên, khi quá trình oxy hóa diӉn ra không hoàn toàn, CO xuҩt hiӋn sau quá trình phân hӫ\ +&+2 QKѭ Pӝt sҧn phҭPWUXQJ JLDQÿm ÿѭӧc ghi nhұn trong nghiên cӭu cӫa Liu và cӝng sӵ vӟi xúc tác ÿѭӧc sӱ dөng là TiO2 tәng hӧp bҵQJSKѭѫQJSKiSVRO-gel, phӫ trên vұt liӋXÿӥ kính thӫy tinh [45] TiO2 ÿyQJYDLWUzQKѭPӝt chҩt hҩp phө và chҩt xúc tác quang loҥi bӓ HCHO trong nghiên cӭu cӫa Noguchi và cӝng sӵ [46] Ӣ nӗQJÿӝ thҩp, lӟp phim TiO2 có khҧ QăQJ[ӱ lý formandehit FDRKѫQaxetandehit 2.5 lҫn GѭӟLÿLӅu kiӋn chiӃu xҥ UV Ҧnh Kѭӣng cӫDÿLӅu kiӋn chiӃXViQJÿӃn khҧ QăQJTXDQJ[~FWiFFӫa vұt liӋu titania phӫ trên kính thӫ\ WLQK ÿm ÿѭӧc nghiên cӭu bӣi Yang và Liu [47] Li và cӝng sӵ sӱ dөng mesoporous TiO2 tәng hӧp bҵng EISA (evaporation induced self assembly) loҥi bӓ HCHO [48] KӃt quҧ cho thҩy hiӋu suҩt xӱ lý cӫa mesoporous TiO2 (95.FDRKѫQ P25 (66.4%) sau 90 phút vұn hành mô hình Theo Huang và cӝng sӵ [49], hiӋu quҧ loҥi bӓ HCHO bҵng PCO (Photocatalytic Oxidation) phө thuӝc vào rҩt nhiӅu yӃu tӕ, gӗm loҥi xúc tác sӱ dөng, vұn tӕc xӱ lý, nguӗQViQJKD\FѭӡQJÿӝ ánh sáng, nӗQJÿӝ ÿҫu YjRÿӝ ҭm, thӡi gian hoҥWÿӝng hiӋu quҧ hay thӡi gian sӕng cӫa [~FWiFô

Quang xúc tác loҥi bӓ NO 2

NOx nói chung hay NO2 nói riêng có thӇ bӏ loҥi bӓ bҵQJSKѭѫQJSKiSTXDQJ[~F WiFWKHRKѭӟng: khӱ hoһc oxy hóa Quá trình oxy hóa quang hóa ± PCO (photocatalytic oxidation) NOx vӟi TiO2 bao gӗPJLDLÿRҥn: (i) NOx ÿѭӧc hҩp phө trên bӅ mһt xúc tác, (ii) TiO2 ÿѭӧc ánh sáng kích thích, và (iii) quá trình oxy hóa NOx trên bӅ mһt xúc tác [50] Cuӕi cùng, NOx bӏ oxy hóa thành NO3 - bám trên bӅ mһt hҥn chӃ sӵ tiӃp xúc giӳD[~FWiFYjiQKViQJĈk\OjQJX\rQQKkQFKtQKOjPVX\JLҧm hiӋu quҧ xӱ lý NOx, vì vұy viӋc loҥi bӓ NO3 - ra khӓi bӅ mһt xúc tác là cҫn thiӃWÿӇ duy trì hiӋu quҧ quá trình oxy hóa quang hóa Trong nhiӅu nghiên cӭXÿmÿѭӧFEiRFiRQѭӟFÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ rӱa trôi NO3 - trên bӅ mһt xúc tác [51, 52] Tuy nhiên, SKѭѫQJSKiSQj\FKӍ có thӇ ӭng dөng trong mӝt sӕ WUѭӡng hӧp nhҩWÿӏnh KӃt quҧ XPS trong nghiên cӭu cӫa Dalton và cӝng sӵ cho thҩy NOx thӵc sӵ ÿmFKX\Ӈn hóa thành NO3 - và hoҥt tính quang xúc tác Yѭӧt trӝLÿѭӧc quan sát thҩy ӣ vұt liӋu TiO2 vӟi thành phҫn chӫ yӃu là pha anatase [52] Bên cҥQKÿyVӵ hiӋn diӋn cӫDQKyP2+WUrQEӅ mһt xúc tác sӁ OjPWăQJKLӋu quҧ cӫa quá trình NhұQÿӏQKWѭѫQJWӵ vӅ vai trò cӫDQKyP2+YjSKDaQDWDVHFǊQJÿѭӧFÿѭD ra trong nghiên cӭu cӫa Zhang và cӝng sӵ [53] Mӝt kӃt luұn quan trӑng rҵng các sҧn phҭm cӫa quá trình không phө thuӝc vào thӡi gian tiӃS[~FFǊQJQKѭQӗQJÿӝ NOx ÿҫu vào FǊQJÿѭӧFÿѭDUD1KѭYұy, có thӇ dӵ ÿoán rҵng, xúc tác sӱ dөng và thành phҫn khí ÿҫu vào chính là nhӳng yӃu tӕ then chӕt quyӃWÿӏnh quá trình quang xúc tác xӱ lý NOx diӉQUDWKHR[XKѭӟng khӱ hay oxy hóa

ViӋc loҥi bӓ NOx bҵng quá trình khӱ quang hóa ± PCR (photocatalytic reduction) thu K~Wÿѭӧc nhiӅu sӵ quan tâm nghiên cӭu vӟi mөc tiêu khӱ NOx thành N2, khҳc phөc ÿѭӧc hҥn chӃ do NO3 - gây ra trong PCO PCR có thӇ chia thành 2 nhóm: khӱ quang hóa trӵc tiӃp và khӱ quang húa cú mһt chҩt khӱ (NH3, CO, H2, CH492&Vô Khӱ quang hóa trӵc tiӃp NOx diӉn ra vӟi sӵ tham gia cӫDiQKViQJWURQJÿLӅu kiӋn có mһt xúc tác mà không cҫn O2, KѫLQѭӟc hay bҩt kì chҩt khӱ nào khác Nghiên cӭu vӅ mӕi quan hӋ

23 giӳa cҩu trúc cөc bӝ cӫa xúc tác quang TiO2 và các các phҧn ӭng cӫa chúng trong quá trình phân hӫy NO ÿѭӧc tiӃn hành [54]7KHRÿyFiFFKҩt xúc tác có liên quan ÿӃn TiO2 ÿѭӧc tәng hӧp bҵQJSKѭѫQJSKiSWUDRÿәi ion và ngâm tҭm vӟi vұt liӋXÿӥ là zeolite có tӹ lӋ Si/Al khác nhau Các chҩt xúc tác quang sӱ dөng zeolite có tӹ lӋ Si/Al thҩp cho hiӋu quҧ quang hóa cao vӟi khҧ QăQJ khӱ trӵc tiӃp NO thành N2 và O2 ӣ nhiӋWÿӝ thҩp (275 K) KӃt quҧ phân tích vұt liӋu cho thҩy, các dҥng TiO2 ÿѭӧc phân tán cao trong zeolite theo kiӇu phӕi trí tӭ diӋn TrҥQJWKiLQj\ÿyQJYDLWUzTXDQWUӑng trong viӋc phân hӫy NO thành N2 và O2 vӟLÿӝ chӑn lӑc cao, WURQJNKLFiF[~FWiFOLrQTXDQÿӃn TiO2 vӟi cҩu trúc bát diӋn thiên vӅ N2O Nghiên cӭu cӫa Zhang và cӝng sӵ [53] cho thҩy viӋc phân hӫy NO bҵng các xúc tác TiO2 ÿҥt hiӋu quҧ cao ӣ JLDLÿRҥQÿҫu vӟi các sҧn phҭm WKXÿѭӧc là N2, O2, và N2O

7URQJOƭQKYӵFP{LWUѭӡQJ[XKѭӟng khӱ trӵc tiӃp không cҫn các tác nhân khӱ khó có thӇ diӉn ra Bӣi vì, nguӗQNKtÿҫXYjRWKѭӡng có thành phҫn phӭc tҥp, ÿһc biӋt là sӵ xuҩt hiӋn hiӇn nhiên cӫa O2 và KѫLQѭӟc Vì vұ\TXiWUuQKTXDQJKyDWKѭӡng xҧy ra WKHR[XKѭӟng oxy hóa Khi có mһt nhӳng tác nhân khӱ, quá trình xӱ Oêÿѭӧc dӵ ÿRiQOjWә hӧp PCO và PCR Vӟi mөc tiêu xӱ Oêÿӗng thӡi HCHO và NO2 nên chҩt khӱ trong quá trình PCR-NOx ÿѭӧc quan tâm trong nghiên cӭu này là các hydrocacbon hay VOCs

Tính khҧ thi cӫa viӋc áp dөng công nghӋ TXDQJ[~FWiFÿӇ loҥi bӓ NO và VOCs trong không khí trong nhà vӟL3ÿmÿѭӧc khҧo sát trong nghiên cӭu cӫa Ao và cӝng sӵ [55]&iF92&Vÿѭӧc quan tâm bao gӗm: benzen, toluen, ethylbenzen, và o-xylen (viӃt tҳt là BTEX) NӗQJÿӝ các chҩt trong nghiên cӭXQj\ÿѭӧFGX\WUuGѭӟi 200 ppb vӟL12YjGѭӟi 100 ppb vӟi BTEX ҦQKKѭӣng cӫDÿӝ ҭPÿѭӧc khҧo sát vӟi ba mӭc: cao, trung bình, và thҩp KӃt quҧ cho thҩy viӋc có mһW12WK~Fÿҭy quá trình phân hӫy

%7(;WURQJÿLӅu kiӋQÿӝ ҭPFDRYjÿӝ ҭm thҩp Tuy nhiên, vӟi mӭFÿӝ ҭm trung bình, sӵ có mһt cӫa NO làm giҧm hiӋu quҧ phân hӫy BTEX Tӯ nghiên cӭu này có thӇ kӃt luұn rҵng, viӋFWăQJQӗQJÿӝ BTEX làm giҧm sӵ chuyӇn hóa NO thành NO2

Trong mӝt nghiên cӭu khác, quá trình xӱ Oêÿӗng thӡi HCHO và NO bҵng quang xúc tác vӟi tinh thӇ Zn2SnO4 PLFURFXEHVWURQJNK{QJNKtWURQJQKjÿmÿѭӧc báo cáo [56] 7KHRÿyFiFWLQKWKӇ Zn2SnO4 microcubes tәng hӧp bҵQJSKѭѫQJSKiSWKӫy nhiӋt vӟLNtFKWKѭӟc 0.8-1.ȝPFҩu tҥo tӯ các hҥt nano 10-QPQăQJOѭӧng vùng cҩm 3.25 eV cho hiӋu quҧ quang hóa tӕWKѫQFiF vұt liӋu tәng hӧSWѭѫQJWӵ (ZnO, SnO2, P25, và TiO2 pha tҥS&Gѭӟi chiӃu xҥ UV 7X\QKLrQFѫFKӃ, sҧn phҭm cӫDTXiWUuQKFǊQJQKѭWiFÿӝng qua lҥi giӳa sӵ có mһW+&+2Yj12WURQJGzQJNKtÿҫXYjRFKѭDÿѭӧc thҧo luұn chi tiӃt trong nghiên cӭu này

24 Quá trình tìm hiӇu các nghiên cӭu có liên quan cho thҩy, quang xúc tác vӟi vұt liӋu TiO2 hoһc TiO2 biӃn tính có khҧ QăQJR[\KyD+&+2KLӋu quҧ PCO-NOx có thӇ diӉQUDÿӗng thӡi vӟi PCR-NOx tùy thuӝc vào tӯQJÿLӅu kiӋn cө thӇ WURQJÿyYұt liӋu xúc tác và thành phҫQNKtÿҫXYjRÿyQJYDLWUzWKHQFKӕW;XKѭӟng PCR-NOx tӓ ra thích hӧp và cҫQÿѭӧFWăQJFѭӡQJKѫQWURQJOƭQKYӵFP{LWUѭӡng khi các sҧn phҭm khӱ có thӇ tӵ giҧi phóng khӓi bӅ mһt xúc tác không ҧQKKѭӣQJÿӃn viӋc tiӃp xúc giӳa ánh ViQJYj[~FWiFQKѭ123 - (sҧn phҭm chính cӫa quá trình PCO-NOx) Sӵ xuҩt hiӋQÿӗng thӡi HCHO và NO2 WURQJP{LWUѭӡng không khí trong nhà thұt sӵ là mӝt vҩQÿӅ ÿiQJ lo ngҥi, vì vұy viӋc quan tâm xӱ lý là cҫn thiӃt Các vұt liӋu xúc tác khác nhau cҫQÿѭӧc thӱ nghiӋm, ҧQKKѭӣQJWѭѫQJquan vӅ sӵ có mһt cӫa HCHO và NO2 ÿӃn hiӋu quҧ quang hóa FǊQJOjPӝt vҩQÿӅ cҫn phҧi bàn luұn

Hóa chҩt, thiӃt bӏ và mô hình thí nghiӋm

Hóa chҩt thiӃt bӏ

Hóa chҩt và thiӃt bӏ cҫn cho nghiên cӭu lҫQOѭӧWÿѭӧc liӋt kê trong Bҧng 3.1 và Bҧng 3.2 Ngoài ra, các dөng cө phөc vө viӋc phân tích, lҩy mүu trong phòng thí nghiӋm QKѭLPSLQJHUSLSHWEHFKHUSKӉXEuQKWLDEuQKÿӏnh mӭFô FǊQJÿѭӧc sӱ dөng

Bҧng 3.1 Danh sách hóa chҩt sӱ dөng

STT Tên hóa chҩt Công thӭc phân tӱ Nguӗn gӕc

3 Natri hydrosunfit NaHSO3 Trung Quӕc

5 Ĉӗng (II) nitrat Cu(NO3)2.3H2O Trung Quӕc

6 Sҳt (III) nitrat Fe(NO3)3.9H2O Trung Quӕc

7 KӁm nitrat Zn(NO3)2.6H2O Trung Quӕc

10 Natri hydroxit NaOH Trung Quӕc

11 Axit sunfuaric H2SO4 Trung Quӕc

12 Axit nitric HNO3 Trung Quӕc

13 Axit axetic CH3COOH Trung Quӕc

15 N-1-naphthyl ethylenediamine dihydrochloride C12H16Cl2N2 Merck

16 Natri nitrit NaNO2 Trung Quӕc

Bҧng 3.2 Danh sách thiӃt bӏ sӱ dөng

1 Máy khuҩy tӯ gia nhiӋt Model T.ARE Velp (Italia)

2 Máy rung siêu âm (OPDĈӭc)

3 Máy so màu UV/VIS 6000 Hach (Mӻ)

8 Bình khí nén NO2 Trung Quӕc

9 ĈqQ89$, Toshiba FL15BLB Toshiba (Nhұt Bҧn)

10 Bình thӫy nhiӋt Autoclave thӇ tích 200 mL Ĉӭc

11 Máy phân tích BET, ASAP 2020 Micromeritics (Mӻ)

12 Mỏy phõn tớch XRD, ;ả3HUW3UR05' PANalytical

13 Máy phân tích TEM, HT 7700 Hitachi (Nhұt Bҧn)

Cҩu tҥo mô hình thí nghiӋm

a Mô hình quang xúc tác dòng liên tͭc, quy mô phòng thí nghi m

Mô hình thí nghiӋm xӱ lý HCHO và NO2 bҵQJSKѭѫQJSKiSTXDQJ[~Ftác, dòng liên tөc quy mô phòng thí nghiӋm ÿѭӧc bӕ WUtQKѭHình 3.1 Mô hình gӗm có 3 phҫn chính: (i) cөm tҥo mүXÿҫu vào, (ii) cөm thiӃt bӏ xӱ lý, và (iii) cөm thu và phân tích mүu Dòng khí vào thiӃt bӏ xӱ lý có thӇ chӍ chӭa HCHO hoһc NO2 hoһc chӭa hӛn hӧp HCHO và NO2 tùy theo nӝi dung tӯng thí nghiӋm /ѭXOѭӧng và nӗQJÿӝ cӫa các dòng NKtÿѭӧFÿLӅu chӍnh bҵng thiӃt bӏ ÿLӅu chӍnh tҧLOѭӧng mass flow control (MFC) sao cho tәQJOѭXOѭӧng qua thiӃt bӏ xӱ lý là mӝt giá trӏ [iFÿӏnh tùy theo tӯng thí nghiӋm

Dòng 1 chӭa NO2 tӯ bình khí nén, dòng 2 chӭa HCHO khi cho dòng khí tӯ EѫP sөc qua dung dӏch formalin 37%, dòng 3 chӭa không khí sҥch FǊQJÿѭӧc cung cҩp tӯ EѫPGQJÿӇ pha loãng dòng 1 và GzQJWUѭӟc khi xӱ lý ThiӃt bӏ xӱ lý làm bҵng thùng xӕp (605 × 455 × 180 mm), bên trong bӕ tríÿqQ89$ Toshiba FL15BLB (15 W, 220V) vӟLFѭӡQJÿӝ cao nhҩt là 1.25 mW/cm 2 tҥLEѭӟc sóng 365 nm, reactor chӭa kính thӫy tinh nhám (50 cm 2 /tҩm) ÿmSKӫ xúc tác Quy trình chӃ tҥo và tҭm xúc tác lên kính thӫy WLQKÿѭӧc mô tҧ trong Mөc 3.2.3a Sau 60 phút әQÿӏQKGzQJNKtÿѭӧc dүn qua reactor GѭӟLÿLӅu kiӋn chiӃu xҥ UV, nӗQJÿӝ chҩt ô nhiӉm ÿѭӧc ghi nhұn tҥi cөm thiӃt bӏ lҩy mүu vӟi vӏ trí lҩy mүXÿҫXYjRYjÿҫu ra lҫQOѭӧWÿѭӧFÿiQKGҩu (1) ± không qua thiӃt bӏ xӱ lý và (2) ± qua thiӃt bӏ xӱ lý WUrQVѫÿӗ Hình 3.1 Các thông sӕ vұQKjQKQKѭVӕ ÿqQ ÿѭӧc bұt, sӕ tҩm kính ÿѭӧc sӱ dөngYjOѭXOѭӧng dòng khí tәQJÿѭӧFÿLӅu chӍnh tùy vào tӯng thí nghiӋm Vӟi thí nghiӋm có mһt 2 chҩt ô nhiӉm, mүu HCHO và NO2 sӁ

27 ÿѭӧc luân phiên thu thұp vӟi dung dӏch hҩp thө WѭѫQJӭQJWURQJÿӃn 15 phút tùy tӯng thí nghiӋm b Thi͇t b͓ oxy hóa quang xúc tác trong bu͛ng kín, quy mô pilot

Mӝt thiӃt bӏ R[\KyDTXDQJ[~FWiFÿѭӧc phát triӇn trong nghiên cӭXQj\ÿӇ xӱ lý HCHO trong buӗng kín Hai buӗng kín vӟLNtFKWKѭӟc 850 × 600 × 800 mm có bӕ trí cӱDÿyng mӣ và quҥWÿӇ +&+2ÿѭӧc khuӃch tán tӕWKѫQ0ӝt buӗng chӭa thiӃt bӏ xӱ lý (buӗng xӱ lý), mӝt buӗng không chӭa thiӃt bӏ xӱ lý (buӗQJÿӕi chӭng) ThiӃt bӏ xӱ lý là mӝt ӕng inox hình trө ÿѭӡng kính 60 mm, dài 40 cm vӟL[~FWiFÿѭӧc bӕ trí trên thành ӕng nhӡ mӝt tҩm sӧi thӫy tinh (200 × 400 × 2 mm)&iFEѭӟc phӫ xúc tác lên tҩm sӧi thӫ\WLQKÿѭӧc mô tҧ cө thӇ trong Mөc 3.2.3aĈqQUVA Toshiba FL15BLB (15 W, 220V) vӟLFѭӡQJÿӝ cao nhҩt là 1.25 mW/cm 2 tҥLEѭӟc sóng 365 nm ÿѭӧc bӕ trí tҥi tâm ӕQJLQR[/ѭXOѭӧQJGzQJNKtÿL vào thiӃt bӏ ÿѭӧFÿLӅu chӍnh bҵng quҥt hút, bӕ trí QKѭHình 3.2 TӕFÿӝ GzQJNKtÿLYjRWKLӃt bӏ có giá trӏ [iFÿӏnh tùy vào tӯng thí nghiӋm +jPOѭӧng HCHO trong buӗQJNtQÿѭӧc tҥo ra bҵQJFiFKED\KѫLGXQJGӏch formalin vӟi nӗQJÿӝ thích hӧp cho tӯng thí nghiӋm, hòa trӝn vӟi không khí trong buӗng bҵng quҥt

Hình 3.1 Mô hình quang xúc tác dòng liên tөc, quy mô phòng thí nghiӋm

Hình 3.2 ThiӃt bӏ xӱ lý quy mô pilot: (1) QuҥWK~WĈqQ89;~FWiF

9ӏWUtOҩ\PүXÿҫXYjR (2) VӏWUtOҩ\PүXÿҫXUD

Tham khҧo tài liӋu, nghiên cӭu có liên quan vӅ:

- Ô nhiӉm không khí trong nhà

- Tính chҩt HCHO và NO2SKѭѫQJSKiS[iFÿӏnh HCHO và NO2 trong không khí

- Phҧn ӭng quang xúc tác vӟi vұt liӋu TiO2

- 3KѭѫQJSKiSFKӃ tҥo vұt liӋu xúc tác quang TNTs, các yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃn quá trình chӃ tҥo và biӃQWtQK[~FWiFSKѭѫQJSKiSSKkQWtFKÿһFWUѭQJYұt liӋu

- Quá trình quang xúc tác xӱ lý HCHO và NO2 vӟi TNT và TNTs biӃn tính

Thӵc nghiӋm xӱ lý HCHO, NO2 bҵng quá trình quang hóa vӟi xúc tác TNTs và TNTs biӃn tính bҵng mô hình quang xúc tác dòng liên tөc, quy mô phòng thí nghiӋm Thӵc nghiӋm xӱ lý HCHO vӟi thiӃt bӏ oxy hóa quang xúc tác, quy mô pilot

3.2.3 3KѭѫQJSKiSWәng hӧp và phân tích vұt liӋu a 3K˱˯QJSKiSW͝ng hͫp v̵t li u xúc tác và phͯ lên v̵t li Xÿͩ

Vұt liӋu xúc tác TNTs trong nghiên cӭXÿѭӧc chӃ tҥRWKHRVѫÿӗ Hình 3.3 tham khҧo tӯ nghiên cӭu cӫa Nguyen và công sӵ [28] và biӃn tính WKHRFiFEѭӟc ӣ Hình 3.4

12 g TiO2 WKѭѫQJPҥi - 3ÿѭӧc hòa trӝn vӟi 180 mL NaOH 10 N trong 20 phút bҵng máy khuҩy tӯ Hӛn hӧSVDXÿyÿѭӧc siêu âm trong 20 phút WUѭӟc khi thӫy nhiӋt 24 giӡ ӣ 135 o C vӟi bình thӫy nhiӋt autoclave Sau phҧn ӭng ӣ nhiӋWÿӝ và áp suҩt cao, hӛn hӧSÿѭӧFÿӇ nguӝLÿӃn nhiӋWÿӝ phòng và rӱa-lӑc vӟL/Qѭӟc cҩt Dung dӏch HNO3 ÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ ÿLӅu chӍnh pH tәng hӧp vұt liӋX.KLÿҥWÿѭӧc pH mong muӕn, vұt liӋu ÿѭӧc siêu âm troQJSK~WWUѭӟc khi rӱa-lӑc vӟLQѭӟc cҩWÿӃn pH trung tính và sҩy ӣ

Quy trình biӃn tính TNTs diӉn ra vӟLFiFEѭӟc sau: cân chính xác khӕLOѭӧng muӕi kim loҥLKzDWDQWURQJP/Qѭӟc cҩt, khuҩ\ÿӅu vӟi 2 g TNT trong 15 phút, siêu âm hӛn hӧp trong 15 phút, khuҩy gia nhiӋt ӣ 80 o &ÿӃQNKLÿѭӧc hӛn hӧp sӋt, sҩy hӛn hӧp sӋWWKXÿѭӧc trong 12 giӡ ӣ 105 o C, nung vұt liӋu sau sҩy trong 2 giӡ ӣ nhiӋWÿӝ mong muӕn Tùy vào tӯng thí nghiӋm vӟi tӹ lӋ kim loҥi biӃn tính cө thӇ mà khӕLOѭӧng muӕi kim loҥi sӱ dөng ÿѭӧF[iFÿӏnh Khi tәng hӧp TNTs biӃn tính nhiӋWEѭӟc tҭm kim loҥi ÿѭӧc bӓ qua, vұt liӋu sau thӫy nhiӋt ÿѭӧc nung ӣ nhiӋWÿӝ mong muӕn trong 2 giӡ

Hình 3.3 &iFEѭӟc tәng hӧp TNTs tӯ tiӅn chҩt TiO 2

Hình 3.4 Các bѭӟc biӃn tính TNTs

Trong mô hình quang xúc tác dòng liên tөc, quy mô phòng thí nghiӋm, các Eѭӟc phӫ xúc tác lên vұt liӋXÿӥ (kính thӫ\WLQKQKѭVDXWUӝn mӝt khӕLOѭӧng xúc tác nhҩt ÿӏnh (tùy vào tӯng thí nghiӋm) vӟLP/Qѭӟc cҩWUXQJVLrXkPÿӃQNKLÿӇ yên trong

30 giây không có cһn lҳng xuӕng, hút hӛn hӧp trҧLÿӅu lên các tҩm kính nhám dày 2 mm, diӋn tích 50 cm 2 (sӕ tҩm kính sӱ dөng tùy vào tӯng thí nghiӋm), sҩ\NtQKÿmSKӫ xúc tác ӣ 105 o C trong 20 phút và bӕ trí vào reactor

QѭӟFFҩW ĈLӅXFKӍQKS+

5ӱDOӑFYӟLQѭӟFFҩW ÿӃQS+

1XQJ QKLӋWÿӝ[iFÿӏQK

30 Vӟi thiӃt bӏ oxy húa quang xỳc tỏc, tҩm sӧi thӫ\WLQKợFPÿѭӧc sӱ dөng làm vұt liӋXÿӥ;~FWiFÿѭӧc phӫ lên tҩm sӧi thӫ\WLQKWKHRFiFEѭӟc: cân và hòa trӝn mӝt khӕLOѭӧng xúc tác nhҩWÿӏnh (tùy vào tӯng thí nghiӋm) vӟLP/Qѭӟc cҩt, khuҩy tӯ và rung siêu âm hӛn hӧSÿӃQNKLÿӇ yên trong 30 giây không có cһn lҳng xuӕng, trҧi ÿӅu xúc tác lên tҩm sӧi thӫy tinh, sҩy tҩm sӧi thӫ\WLQKÿmWҭm xúc tác ӣ 105 o C trong

20 phút và bӕ trí vào thiӃt bӏ oxy hóa quang xúc tác b 3K˱˯QJSKiSSKkQWtFKY̵t li u

Vұt liӋu xúc tác sau khi chӃ tҥo xong sӁ ÿѭӧFÿRÿҥc kiӇm tra các thông sӕ kích WKѭӟc, hình dҥng, cҩu trúc và thành phҫn pha tinh thӇ bҵQJSKѭѫQJSKiSQKLӉu xҥ tia X (XRD - X-UD\GLIIUDFWLRQSKѭѫQJSKiSKҩp phө (BET - Brunauer, Emnet and Teller), và hiӇQYLÿLӋn tӱ truyӅn qua (TEM - Transmission Electron Microscopy) 3KѭѫQJSKiS BET vӟi nguyên lý dӵa trên lý thuyӃt hҩp phө BET, có thӇ [iFÿӏQKÿѭӧc diӋn tích bӅ mһt, thӇ tích lӛ rӛQJYjNtFKWKѭӟc lӛ rӛng cӫa vұt liӋu Trong nghiên cӭu này, phân WtFK%(7ÿѭӧc thӵc hiӋn trên máy ASAP 2020, hãng Micromeritics (Mӻ) Ĉӝ tinh thӇ và thành phҫn pha cӫa vұt liӋu có thӇ ÿѭӧc xáFÿӏnh bҵQJSKѭѫQJSKiS;5'Gӵa vào nhiӉu xҥ tia X trên mҥQJOѭӟi tinh thӇ Phә XRD cӫa vұt liӋu xúc tác trong nghiên cӭu Qj\ÿѭӧF[iFÿӏnh bҵng mỏy ;ả3HUW3UR05', hóng PANalytical sӱ dөQJWLDÿѫQVҳc CuKߙ vӟi tӕFÿӝ quét 4 o /phút, góc 2ștӯ ÿӃn 80 o 7(0OjSKѭѫQJSKiSKLӇQYLÿLӋn tӱ truyӅn qua có thӇ [HP[pWÿѭӧc cҩu trúc hình thái cӫa vұt liӋu vӟLÿӝ phân giҧi cao Trong nghiên cӭu này, SKpSSKkQWtFK7(0ÿѭӧc tiӃn hành trên máy HT 7700, hãng Hitachi

3.2.4 3KѭѫQJSKiS[iFÿӏnh HCHO và NO 2 trong không khí Ӣ thí nghiӋm xӱ lý HCHO trong buӗng kín bҵng thiӃt bӏ oxy hóa quang xúc tác, nӗQJÿӝ +&+2ÿѭӧF[iFÿӏnh bҵng máy FM 200 (Extech, Mӻ) dҧLÿR- SSPÿӝ phân giҧLSSPYjÿӝ chính xác ±5% Vӟi mô hình quang xúc tác dòng liên tөc, mүu HCHO và NO2 lҫQOѭӧWÿѭӧc thu thұp và phân tích theo PKѭѫQJSKiSFӫa ViӋn Quӕc gia vӅ An toàn và Sӭc khӓe NghӅ nghiӋp, Mӻ - NIOSH (National Institute of Occupational Safety and Health) và TCVN 6137:2009 vӅ [iF ÿӏnh nӗQJ ÿӝ khӕi Oѭӧng cӫa NO2 trong không khí xung quanh (PKѭѫQJSKiS*riess-Saltzman cҧi biên) ÿѭӧc công bӕ bӣi Bӝ Khoa và Công nghӋ ViӋt Nam Mүu HCHO và NO2 ÿѭӧc thu thұp luân phiên bҵng dung dӏch hҩp thө WѭѫQJӭng xen kӁ nhau khi tiӃn hành thí nghiӋm Thӡi gian lҩy mүu tӯ ÿӃn 15 phút tùy tӯng thí nghiӋm vӟLOѭXOѭӧng lҩy mүu 0.1 L/phút a Chu̱n b͓ hóa ch̭t

Hóa ch̭t phân tích HCHO ဨ Dung dӏch hҩp thө NaHSO3 1%: cân 5.05 g bӝt NaHSO3, hòa tan trong 500 mL Qѭӟc cҩt, sӱ dөng trong ngày

- Dung dӏch axit chromotropic 1%: cân 0.5 g bӝt axit chromotropic, hòa tan trong P/Qѭӟc cҩt, lҫQOѭӧt khuҩy tӯ và siêu âm trong vòng 40 phút, lӑc lҩy dung dӏch màu vàng, bҧo quҧn trong tӕi, sӱ dөng trong 3 ngày

- Dung dӏch chuҭn HCHO 1 mg/mL (dung dӏch A): hút chính xác 3.3 mL formalin Yjÿӏnh mӭFÿӃn 1000 mL bҵQJQѭӟc cҩt

- Dung dӏch chuҭn HCHO 0.1 mg/mL (dung dӏch B): hút chính xác 10 mL dung dӏFK$Yjÿӏnh mӭFÿӃn 100 mL bҵng dung dӏch NaHSO3 1%

- Dung dӏch chuҭn HCHO 0.01 mg/mL (dung dӏch C): hút chính xác 10 mL dung dӏFK%Yjÿӏnh mӭFÿӃn 100 mL bҵng dung dӏch NaHSO3 1%

Hóa ch̭t phân tích NO 2

- Dung dӏch N-(1-naphty) etylendiamin dihydroclorua, dung dӏch gӕc 0.5 g/L: hòa tan 0,5 g N-(1-naphtyl)-etylendiamin dihydroclorua [C10H7NH(CH2)2NH2+&O@WURQJP/Qѭӟc cҩt, bҧo quҧn trong lӑ thӫy tinh màu nâu nút kín ӣ nhiӋWÿӝ Gѭӟi 5 o C, dung dӏch bӅn trong vài tháng

- Dung dӏch hҩp thө NO2: hòa tan 5.0 g axit sunfanilic (C6H4SO3HNH2) trong khoҧQJP/Qѭӟc cҩt và 50 mL axit axetic làm nóng nӃu cҫQWURQJEuQKÿӏnh mӭc có dung tích 1000 mL, làm nguӝi dung dӏFKÿӃn nhiӋWÿӝ phòng, thêm 100 ml dung dӏch N-(1-naphty)-etylendiamin dihydroclorua, lҳFÿӅXYjOjPÿҫ\ÿӃn vҥch mӭc bҵQJQѭӟc cҩt, bҧo quҧn trong lӑ thӫy tinh màu nâu nút kín ӣ nhiӋWÿӝ Gѭӟi 5 o C, dung dӏch bӅn trong 2 tuҫn

- Dung dӏch chuҭn NO2 0.25 mg/mL (dung dӏch D): hòa tan 0.375 g NaNO2 trong P/Qѭӟc cҩt

- Dung dӏch chuҭn NO2 0.025 mg/mL (dung dӏch E): hút chính xác 10 mL dung dӏch D vjÿӏnh mӭFÿӃn 100 mL bҵQJQѭӟc cҩt

- Dung dӏch chuҭn NO2 0.0025 mg/mL (dung dӏch F): hút chính xác 10 mL dung dӏFK(Yjÿӏnh mӭFÿӃn 100 mL bҵQJQѭӟc cҩt b &iFE˱ͣc l̵p ÿ˱ͥng chu̱n Ĉ˱ͥng chu̱n HCHO

- Chuҭn bӏ 7 ӕng nghiӋm có nҳp, kí hiӋu tӯ ÿӃn 6

- Hút chính xác 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 1 và 1.5 mL dung dӏch chuҭn HCHO 0.01 mg/L cho vào mӛi ӕng nghiӋm

- Thêm dung dӏch NaHSO3 1% sao cho tәng thӇ tích mӛi ӕng là 4 mL

- Thêm vào mӛi ӕng 6 mL dung dӏch H2SO4 98% và 0.1 mL dung dӏch axit chromotropic 1%

- Ĉұp nҳp, lҳFÿӅu ӕng nghiӋm và nung cách thӫy ӣ 80 o C trong 15 phút

- ĈӇ nguӝLÿӃn nhiӋWÿӝ phòng và so màu ӣ Eѭӟc sóng 580 nm

- Ghi nhұQÿӝ hҩp thu quang phә, tính toán SKѭѫQJWUuQKÿѭӡng chuҭn, hӋ sӕ WѭѫQJ quan bҵng Excel, dӵQJÿѭӡng chuҭQQKѭ Hình 3.5 Ĉ˱ͥng chu̱n NO 2

- Chuҭn bӏ EuQKÿӏnh mӭc 25 mL, kí hiӋu tӯ ÿӃn 9

- Hút chính xác 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5 mL dung dӏch chuҭn NO2

0.0025 mg/mL cho vào mӛi bình

- Ĉӏnh mӭc mӛi bìnKÿӃn vҥch bҵng dung dӏch hҩp thө NO2

- LҳFÿӅu và so màu ӣ Eѭӟc sóng 543 nm

- Ghi nhұQÿӝ hҩp thu quang phәWtQKWRiQSKѭѫQJWUuQKÿѭӡng chuҭn, hӋ sӕ WѭѫQJ quan bҵng Excel, dӵQJÿѭӡng chuҭQQKѭ Hình 3.5 Ĉѭӡng chuҭn HCHO và NO2 ÿѭӧc xây dӵng và có dҥng y = Ax vӟL\Ojÿӝ hҩp thu quang phә$%6Yj[OjKjPOѭӧng chҩt ô nhiӉm (ȝJ), A là hӋ sӕ WuPÿѭӧc tӯ ÿѭӡng chuҭn (Hình 3.5) c &iFE˱ͣc thu m̳u và phân tích

- Chuҭn bӏ 12 mL dung dӏch NaHSO3 1% cho vào 2 impinger mҳc nӕi tiӃp

- Sөc dòng khí cҫn phân tích vӟLOѭXOѭӧng 100 mL/phút qua 2 impinger trong 10 ÿӃn 15 phút

- Trích 4 mL dung dӏch mүu cho vào ӕng nghiӋm có nҳp

- Thêm 6 mL dung dӏch H2SO4 98% và 0.1 mL dung dӏch axit chromotropic 1%

- Ĉұp nҳp, lҳc ÿӅu ӕng nghiӋm và nung cách thӫy ӣ 80 o C trong 15 phút

- ĈӇ nguӝi ÿӃn nhiӋWÿӝ phòng và so màu ӣ Eѭӟc sóng 580 nm

- Ghi nhұQÿӝ hҩp thu quang phә và tính toán nӗQJÿӝ theo công thӭc (3-1)

- Chuҭn bӏ 25 mL dung dӏch hҩp thө NO2 cho vào impinger mҳc nӕi tiӃp

- So màu dung dӏFKWKXÿѭӧc (màu hӗng) ӣ Eѭӟc sóng 543 nm

Hình 3.5 Ĉѭӡng chuҭn HCHO và NO 2 d Tính toán

NӗQJÿӝ HCHO và NO2 WURQJSKDNKtÿѭӧF[iFÿӏnh bҵng công thӭc 3-1: ܥ ൌ ݕ ܣൈܸ ݒൈ ͳ ݐ ൈ ݍ (3-1)

7URQJÿy ဨ C: nӗQJÿӝ chҩt ô nhiӉm (mg/m 3 ) ဨ \ÿӝ hҩp thu quang phә cӫa mүu ဨ A: hӋ sӕ góc cӫDÿѭӡng chuҭn ဨ V: thӇ tích dung dӏch hҩp thө thu mүu (mL) ဨ v: thӇ tích dung dӏch hҩp thө phân tích (mL) ဨ t: thӡi gian lҩy mүu (phút) ဨ TOѭXOѭӧng lҩy mүu (L/phút)

Phép chuyӇQÿәi nӗQJÿӝ chҩt ô nhiӉm tӯ ÿѫQYӏ ppm thӇ WtFKVDQJÿѫQYӏ mg/m 3 ÿѭӧc thӵc hiӋn theo công thӭc 3-2: ܥ ௣௣௠ ൌܥ ௠௚Ȁ௠ య ൈ ʹʹǤͶ ܯܹ ൈݐ ൅ ʹ͹͵Ǥͳͷ ʹ͹͵Ǥͳͷ (3-2)

34 ဨ MW: phân tӱ khӕi cӫa chҩt ô nhiӉm (kg/kmol) ဨ t: nhiӋWÿӝ dòng khí ( o C)

HiӋu suҩt xӱ lý chҩt ô nhiӉPÿѭӧF[iFÿӏnh theo công thӭc 3-3 hoһc 3-4 ܪ ൌ ܥ ௜௡ െ ܥ ௢௨௧ ܥ ௜௡ ൈ ͳͲͲ (3-3) ܪ ൌܥ ௗ௖ െ ܥ ௫௟ ܥ ௗ௖ ൈ ͳͲͲ (3-4)

Nӝi dung nghiên cӭu

Nӝi dung 1: Ӭng dөng vұt liӋu xúc tác TNTs xӱ lý HCHO

Vұt liӋu TNT và TNTs biӃQWtQKÿѭӧc sӱ dөQJÿӇ loҥi bӓ HCHO bҵng mô hình quang xúc tác dòng liên tөc, quy mô phòng thí nghiӋm ĈҫXWLrQFiFÿLӅu kiӋn vұn hành QKѭWKӡi gian xӱ lý cҫn thiӃt, sӕ ÿqQVӱ dөng, diӋn tích vұt liӋXÿӥ, khӕLOѭӧng xúc tác, nӗQJÿӝ +&+2ÿҫu vào, YjOѭXOѭӧng xӱ Oêÿѭӧc khҧo sát vӟi xúc tác TNT tәng hӧp ӣ pH1.6, nung 500 o C Ӣ các thí nghiӋPÿҫu tiên, tUѭӟc khi các thông sӕ vұn hành tӕt nhҩt ÿѭӧc tìm thҩy, có 0.11 g xúc tác và 3 tҩm kính vӟi diӋn tích tiӃp xúc khoҧng 150 cm 2 ÿѭӧc sӱ dөQJOѭXOѭӧng dòng khí là 0.62 L/phút, và nӗQJÿӝ +&+2ÿҫXYjRÿѭӧc duy trì khoҧng 7 mg/m 3 Cө thӇ, phҥm vi giá trӏ khҧo sát cӫa các yӃu tӕ QKѭVDX

TiӃp theo, ҧQKKѭӣng cӫa nhiӋWÿӝ biӃn tính và pH tәng hӧp vұt liӋXÿӃn hiӋu quҧ xӱ Oê+&+2ÿѭӧc khҧRViWĈҫXWLrQÿLӅu kiӋQS+ÿѭӧc cӕ ÿӏnh ӣ giá trӏ 1.6 [36], nhiӋt ÿӝ biӃQWtQKWKD\ÿәi trong khoҧng 200 - 900 o C TiӃSWKHRÿiӅu kiӋQS+ÿѭӧc khҧo sát tҥi nhiӋWÿӝ biӃn tính mà TNT có hiӋu quҧ xӱ lý HCHO tӕt nhҩt Các giá trӏ pH khҧo sát GDRÿӝng trong khoҧng tӯ ÿӃn 9

Dӵa trên nhӳng kӃt quҧ nghiên cӭu WUѭӟFÿyYjFiFEiRFiRFyOLrQTXDQWKLӃt bӏ oxy hóa quang xúc tác ÿѭӧc thiӃt kӃ Thӱ nghiӋm xӱ lý HCHO vӟi TNT tәng hӧp và biӃn tính ӣ ÿLӅu kiӋn tӕt nhҩt trong thí nghiӋPWUѭӟFÿѭӧc tiӃn hành, bao gӗm: ဨ KiӇm tra hiӋu quҧ xӱ lý HCHO cӫa thiӃt bӏ vӟi TNT và P25 ဨ Khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ +&+2ÿҫu vào (0.09 - 4.63 mg/m 3 ), tӕFÿӝ dòng khí (0.2 - 1.4 m/s)YjOѭӧng xúc tác sӱ dөng (0.2 - 1 g) ÿӃn khҧ QăQJ[ӱ lý HCHO

Nӝi dung 2: ҦQKKѭӣng cӫa viӋc biӃn tính TNT vӟi các kim loҥi khác QKDXÿӃn khҧ QăQJ[ӱ lý HCHO và NO 2

Trong nӝi dung này, xúc tác TNTs cӕ ÿӏnh pH rӱa và nhiӋWÿӝ QXQJÿѭӧc biӃn tính vӟi các ion kim loҥi Cu, Fe, Zn, Mo, và V ӣ tӹ lӋ mol kim loҥi/Ti là 1% ҦQKKѭӣng cӫa viӋc biӃn tính kim loҥLÿӃn khҧ QăQJ[ӱ lý HCHO và NO2 cӫD717Vÿѭӧc khҧo sát Bên cҥQKÿyFiFWKtQJKLӋm mà dòng vào chӍ có HCHO hoһc NO2 FǊQJÿѭӧc tiӃn hành ҦQKKѭӣng khi có hoһc không có HCHO/NO2 ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý NO2+&+2ÿѭӧc xem xét BҳWÿҫu tӯ nӝLGXQJQj\ÿӇ dӉ dàng pha trӝn 2 dòng khí HCHO và NO2OѭX Oѭӧng dòng khí tәng vào thiӃt bӏ xӱ OêÿѭӧFWăQJOrQWKjQK/SK~WĈӇ ÿҧm bҧo cung cҩSÿӫ ánh sáng và diӋn tích tiӃS[~FFyÿqQ89$YjWҩt cҧ 4 tҩPNtQKÿѭӧc sӱ dөng KhӕLOѭӧng xúc tác vүQÿѭӧc giӳ nguyên là 0.11 g Xem xét sӵ WKD\ÿәi hiӋu quҧ xӱ lý cҧ HCHO và NO2, mӝt kim loҥi duy nhҩWÿѭӧc lӵa chӑQÿӇ thӵc hiӋn nӝi dung tiӃp theo.

Nӝi dung 3: ҦQKKѭӣng cӫDKjPOѭӧng ion kim loҥLÿӃn khҧ QăQJORҥi bӓ ÿӗng thӡi HCHO và NO 2

Ӣ nӝi dung này, nӗQJÿӝ kim loҥi biӃQWtQK717Vÿѭӧc xem xét vӟi pham vi tӹ lӋ mol kim loҥi/Ti khҧo sát tӯ 0 - 2% HiӋu quҧ TXiWUuQKÿѭӧc ghi nhұn, kӃt luұn lӵa chӑn nӗQJÿӝ biӃn tính thích hӧSÿѭӧFÿѭDUDÿӇ tiӃn hành các thí nghiӋm tiӃp theo

Nӝi dung 4: ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ +&+2ÿӃn quá trình quang xúc tác xӱ lý NO 2

Trong nӝi dung này, nӗQJÿӝ +&+2ÿҫXYjRÿѭӧFWKD\ÿәi trong khoҧng tӯ ÿӃn

5 ppm trong khi nӗQJÿӝ NO2 ÿѭӧc cӕ ÿӏnh ӣ mӭc 1.67 ± 0.13 ppm KӃt quҧ thí nghiӋm cho cái nhìn sѫEӝ vӅ sӵ ҧQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ +&+2ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý NO2.

Nӝi dung 5: Thӱ nghiӋm pha tҥp 2 kim loҥi

Hai kim loҥi cho hiӋu quҧ xӱ lý HCHO và NO2 tӕt nhҩWWURQJÿLӅu kiӋn dòng vào chӍ có mӝt chҩt ô nhiӉPÿѭӧc lӵa chӑQÿӇn biӃQWtQKÿӗng thӡi TNT, tҥm gӑi là kim loҥi Me(1) và Me(2) Tӹ lӋ PROH0H7LYj0H7LWKD\ÿәi sao cho tәng cӫa hai giá trӏ này là mӝt sӕ NK{QJÿәi KӃt quҧ thӱ nghiӋPÿѭӧc ghi nhұn nhҵm chӍ ra ҧnh

Kѭӣng cӫa viӋc pha tҥp hai kim loҥi lên cùng mӝW[~FWiFÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý HCHO và

Nӝi dung 6: Phân tích TEM, BET, và XRD cho mӝt vài vұt liӋu

Sau khi hoàn thành các thí nghiӋm xӱ lý, mӝt vài vұt liӋXÿѭӧc lӵa chӑQÿӇ thӵc hiӋQFiFSKpSSKkQWtFK7(0%(7Yj;5'ÿӇ WuPUDFiFÿһFWUѭQJYӅ hình thái, diӋn tích bӅ mһWNtFKWKѭӟc lӛ rӛng, thӇ tích xӕp và thành phҫQSKDFǊQJQKѭÿӝ tinh thӇ

&+ѬѪ1* KӂT QUҦ VÀ THҦO LUҰN

Ӭng dөng vұt liӋu xúc tác TNTs xӱ lý HCHO

ҦQKKѭӣng cӫDFiFÿLӅu kiӋn vұn hành

Thí nghiӋm ÿѭӧc thӵc hiӋn nhҵm khҧo sát ҧQKKѭӣng cӫDFiFÿLӅu kiӋn vұn hành ÿӃn khҧ QăQJ[ӱ lý HCHO cӫa mô hình quang xúc tác dòng liên tөc7URQJÿyWKӡi gian xӱ lý cҫn thiӃt, sӕ ÿqQVӱ dөng, diӋn tích vұt liӋXÿӥ, khӕLOѭӧng xúc tác, nӗQJÿӝ +&+2 ÿҫX YjR Yj OѭX Oѭӧng xӱ lý là nhӳng yӃu tӕ ÿѭӧc quan tâm Trong các thí nghiӋm này, vұt liӋu TNT tәng hӧp ӣ pH 1.6, nung ӣ 500 o &ÿѭӧc sӱ dөng [28, 57, 58] Khi chѭDWuPÿѭӧc giá trӏ tӕt nhҩt, 0.11 g xúc tác, 3 tҩm kính (50 cm 2 /tҩPÿѭӧc lӵa chӑQÿӇ vұn hành mô hình ӣ OѭX Oѭӧng 0.62 L/phút và nӗQJ ÿӝ +&+2ÿҫu vào ~ 7 mg/m 3 KӃt quҧ các thí nghiӋPÿѭӧc thӇ hiӋn trong Hình 4.1

KӃt quҧ trong Hình 4.1a minh hӑa hiӋu suҩt xӱ lý HCHO Vӟi thӡi gian khҧo sát

60 phút, hiӋu suҩt xӱ OêWăQJÿiQJNӇ WURQJSK~Wÿҫu tiên và әQÿӏQKKѫQӣ nhӳng phút tiӃp theo Vì vұy, mô hình cҫQ ÿѭӧc vұn hành ít nhҩW SK~W ÿӇ ÿiQK JLi ҧnh Kѭӣng cӫa các yӃu tӕ vұQKjQKÿѭӧFFKtQK[iFKѫQ

&ѭӡQJÿӝ ánh sáng ҧQKKѭӣng trӵc tiӃSÿӃn hiӋu quҧ quá trình quang hóa và viӋc lӵa chӑQFѭӡQJÿӝ ánh sáng phù hӧp còn giúp tiӃt kiӋPQăQJOѭӧng, giҧm chi phí cho quá trình xӱ lý [47] ҦQKKѭӣng cӫDFѭӡQJÿӝ ánh sáng thông qua viӋFWKD\ÿәi sӕ ÿqQ ÿѭӧc thӇ hiӋn trong Hình 4.1b ChӍ OѭӧQJ+&+2ÿѭӧc xӱ lý WURQJÿLӅu kiӋn không ÿqQĈk\FyWKӇ là kӃt quҧ cӫa quá trình hҩp phө HiӋu quҧ xӱ lý bҳWÿҫXWăQJOrQNKL WăQJVӕ ÿqQVӱ dөQJNKLÿyTXiWUuQKTXDQJ[~FWiFGLӉn ra, sӕ Oѭӧng photon truyӅn tӟi bӅ mһW[~FWiFÿѭӧFWăQJFѭӡng [59, 60]'RFѭӡQJÿӝ iQKViQJNK{QJÿѭӧc cung cҩp ÿҫ\ÿӫ cho phҧn ӭng quang xúc tác, nên trong thí nghiӋm sӱ dөQJÿqQKLӋu quҧ xӱ lý HCHO chӍ ÿҥt 75% KKLÿqQÿѭӧc bұt, hiӋu quҧ WăQJOrQÿiQJNӇ và ÿҥt 91% Tuy nhiên, khi tiӃp tөFWăQJVӕ ÿqQVӱ dөng lên 3 ÿqQ, hiӋu quҧ xӱ lý chӍ WăQJQKҽ tӯ 91 lên

;XKѭӟQJQj\WѭѫQJWӵ QKѭQJKLrQFӭu cӫa Zhu và cӝng sӵ [60] khi hiӋu quҧ chuyӇQKyD+&+2WăQJFKұPYjVDXÿytWWKD\ÿәLNKLWăQJFѭӡQJÿӝ ánh sáng Nhóm nghiên cӭu cӫa Zhu còn kӃt luұn, bѭӟc sóng ánh sáng ҧQKKѭӣQJÿӃn hiӋu quҧ quá trình TXDQJKyDKѫQFѭӡQJÿӝ ánh sáng1KѭYұy, viӋc sӱ dөQJÿqQ89ÿmFXQJFҩSÿӫ QăQJOѭӧng hoҥt hóa cho phҧn ӭQJTXDQJ[~FWiFWURQJNKLÿҧm bҧo GѭWKӯa nӃu sӱ dөQJÿqQ ҦQKKѭӣng cӫa diӋn tích tiӃp xúc ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý +&+2ÿѭӧc khҧo sát nhӡ vào viӋFWKD\ÿәi sӕ tҩm kính sӱ dөng tӯ ÿӃn 4 tҩP1KѭNӃt quҧ thҩ\ÿѭӧc trong Hình 4.1c, hiӋu quҧ xӱ lý +&+2WăQJOrQNKLGLӋn tích vұt liӋXÿӥ WăQJ+&+2

38 ÿѭӧc xӱ lý khi sӱ dөng 1 hoһc 2 tҩm kính HiӋu quҧ là 97% vӟi 3 tҩm kính và 99% vӟi

4 tҩm kính Có thӇ thҩy rҵQJ[~FWiFNK{QJÿѭӧc tiӃp [~Fÿҫ\ÿӫ vӟi ánh sáng khi diӋn tích vұt liӋXÿӥ nhӓ, làm quá trình xӱ OêNK{QJÿҥt hiӋu quҧ FDRQKѭPRQJPXӕn Bên cҥQKÿyFic sҧn phҭPQKѭ&22 và H2O có thӇ bám trên bӅ mһt cҧn trӣ sӵ tiӃp xúc cӫa

UV vӟi các lӟp vұt liӋXVkXKѫQ 7URQJÿLӅu kiӋn thí nghiӋm này, viӋc sӱ dөng 3 hoһc

4 tҩm kính sӁ ÿҧm bҧo cung cҩSÿҫ\ÿӫ diӋn tích tiӃp xúc giӳa xúc tác và ánh sáng, giúp QăQJOѭӧng SKRWRQÿѭӧc sӱ dөng mӝt cách hiӋu quҧ

Hình 4.1d là ҧQKKѭӣng cӫa khӕLOѭӧQJ[~FWiFÿӃn hiӋu quҧ quang hóa KӃt quҧ cho thҩy hiӋu quҧ quang hóa phө thuӝc vào khӕLOѭӧng xúc tác quang sӱ dөng Khӕi Oѭӧng xúc tác sӱ dөQJTXitWJTXiWUuQKTXDQJKyDÿҥt hiӋu quҧ thҩp (79%) Khi WăQJNKӕLOѭӧng xúc tác lên 0.11 g, hiӋu quҧ xӱ lý +&+2WăQJÿiQJNӇÿҥt 95% Không có sӵ khác biӋt vӅ hiӋu suҩt khi sӱ dөng 0.11 g và 0.15 g xúc tác Cuӕi cùng vӟLOѭӧng xúc tác là 0.2 g, chӍ +&+2ÿѭӧc xӱ lýĈLӅu này có thӇ là do vӟLOѭӧng nhiӅXKѫQ ÿӝ dày lӟp vұt liӋXWUrQNtQKWăQJOӟp trên cùng có thӇ QJăQiQKViQJWUX\Ӆn xuӕng lӟp Gѭӟi Vì vұy, khҧ QăQJTXDQJKyDFӫa vұt liӋu giҧP1KѭYұy, 0.11 g xúc tác là khӕi Oѭӧng thích hӧp vӟi sӕ Oѭӧng kính tҭm là 4 cho phҧn ӭng quang xúc tác WURQJÿLӅu kiӋn nghiên cӭu này

TҧLOѭӧng xӱ lý có ҧQKKѭӣng trӵc tiӃSÿӃn hiӋu quҧ xӱ Oêÿӗng thӡi nӗQJÿӝ +&+2WURQJNK{QJNKtWURQJQKjFǊQJWKD\ÿәi tùy thuӝc vào nhiӅu yӃu tӕ ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ ÿҫXYjR ÿӃn hiӋu quҧ TXDQJ[~FWiF ÿѭӧc khҧo sát vӟi phҥm vi 3 ± 46 mg/m 3 KӃt quҧ trong Hình 4.1e cho thҩ\NKLWăQJQӗQJÿӝ ÿҫu vào tӯ 3 lên 7 mg/m 3 , hiӋu suҩWWăQJWӯ OrQĈLӅu này có thӇ là do sӵ giDWăQJWӕFÿӝ phҧn ӭng ӣ mӭc nӗQJÿӝ ÿҫu vào thҩp Khi nӗQJÿӝ WKD\ÿәi trong phҥm vi tӯ ÿӃn 25 mg/m 3 , hiӋu suҩt giӳ ӣ mӭc әQÿӏQKNK{QJWKD\ÿәL'RÿyFyWKӇ kӃt luұQÿk\OjSKҥm vi nӗQJÿӝ hiӋu quҧ cho viӋc xӱ Oê+&+2WURQJÿLӅu kiӋn thí nghiӋm này TiӃp tөFWăQJQӗQJÿӝ lên 40 mg/m 3 và 46 mg/m 3 , hiӋu quҧ xӱ lý HCHO bҳWÿҫu giҧm Dӵ ÿRiQFӫD[XKѭӟng này có thӇ là do sӵ cҥnh tranh các vӏ trí hҩp phө giӳa HCHO và các sҧn phҭm sinh ra, bӅ mһt hoҥWÿӝng cӫD[~FWiFNK{QJÿӫ thӡLJLDQÿӇ tái sinh Ӣ thӱ nghiӋm tiӃp theo, tҧLOѭӧQJ+&+2ÿѭӧc cӕ ÿӏQKWURQJNKLOѭXOѭӧng và nӗQJÿӝ GzQJNKtWKD\ÿәi ҦQKKѭӣng cӫa thӡLJLDQOѭXOrQKLӋu quҧ xӱ Oêÿѭӧc thӇ hiӋn trong Hình 4.1f.KLWăQJWKӡLJLDQOѭXWӯ 16 lên 29 giây thì hiӋu suҩt xӱ lý WăQJ tӯ OrQĈLӅu này hӧSOêYuNKLWăQJWKӡLJLDQOѭX+&+2FyFѫKӝi tiӃp xúc vӟi chҩW[~FWiFOkXKѫQFҧi thiӋn hiӋu quҧ xӱ lý Tuy nhiên, khi tiӃp tөc WăQJWKӡi gian tӯ 29 giây lên 40 giây thì hiӋu quҧ xӱ lý giҧm còn 90% KӃt quҧ này có thӇ ÿѭӧc giҧi thích bӣi sӵ tích tө các sҧn phҭm chính và sҧn phҭm trung gian trên bӅ mһt xúc tác do

39 vұn tӕc dòng khí nhӓ, nӗQJÿӝ FDROjPFK~QJNK{QJÿѭӧc giҧi phóng khӓi bӅ mһt xúc tác mӝWFiFKQKDQKFKyQJ7KrPYjRÿyYұn tӕc dòng khí thҩp làm quá trình truyӅn khӕi tӯ pha khí sang pha rҳn chұm, ҧQKKѭӣQJÿӃn tӕFÿӝ quá trình

Hình 4.1 ҦQKKѭӣng cӫa các ÿLӅu kiӋn vұQKjQKÿӃn khҧ QăQJ[ӱ lý HCHO: (a) thӡi gian xӱ lý cҫn thiӃt, (b) sӕ ÿqQVӱ dөng (c) sӕ tҩm kinh sӱ dөng, (d) khӕLOѭӧng xúc tác,

(e) nӗQJÿӝ +&+2ÿҫXYjRYjIOѭXOѭӧng dòng khí xӱ lý

4.1.2 ҦQKKѭӣng cӫa nhiӋWÿӝ QXQJÿӃn khҧ QăQJ[ӱ lý HCHO cӫa TNTs

1KѭÿmWKҧo luұn ӣ Mөc 2.6.2c, nhiӋWÿӝ biӃn tính có ҧQKKѭӣng lӟQÿӃn tính chҩt vұt liӋu TNTs Trong thí nghiӋm này, nhiӋWÿӝ biӃn tính TNT tәng hӧp ӣ pH1.6 [57] ÿѭӧFWKD\ÿәi tӯ ÿӃn 900 o C Các vұt liӋXÿѭӧc kí hiӋu theo dҥng TNT-xxx vӟi xxx là nhiӋWÿӝ biӃn tính Có 0.11 g xúc tác TNT-xxx và 4 tҩm kính thӫy tinh ÿѭӧc sӱ dөng Quá trình quang xúc tác diӉQUDGѭӟi chiӃu xҥ UV tӯ ÿqQ89$/ѭXOѭӧng dòng khí xӱ lý duy trì ӣ ~0.62 L/phút NӗQJÿӝ +&+2ÿҫu vào trong khoҧng 6.13 ± 0.16 mg/m 3 ViӋc lӵa chӑQÿqQ UVA và 4 tҩm kính (WKD\YuÿqQYjWҩm kính khi xét ÿӃn khía cҥnh kinh tӃ) nhҵm ÿҧm bҧo cung cҩSÿҫ\ÿӫ QăQJOѭӧng hoҥt hóa và diӋn tích tiӃp xúc cho quá trình quang hóa KӃt quҧ thí nghiӋm trong vòng 75 phút (Hình 4.2) cho thҩy, vұt liӋu TNT-400 có hiӋu quҧ xӱ lý HCHO Yѭӧt trӝLQJD\VDXÿyOj717-500, TNT-

600 và TNT-300 theo thӭ tӵ giҧm dҫn Nhìn chung, vӟi khoҧng nhiӋW ÿӝ biӃn tính khoҧng 300-700 o C, vұt liӋu TNTs cho khҧ QăQJxӱ lý HCHO әn ÿӏQKYjFDRKѫQYұt liӋX3EDQÿҫu Vұt liӋXÿѭӧc biӃn tính ӣ nhiӋWÿӝ quá thҩp (200 o C) và quá cao (trên

700 o &ÿӅu cho hiӋu quҧ quang xúc tác xӱ lý HCHO thҩp, và thҩSKѫQYұt liӋXEDQÿҫu P25

KӃt quҧ tính toán hiӋu quҧ xӱ lý trung bình cho thҩy, vұt liӋu TNT-400 có khҧ QăQJxӱ lý HCHO cao nhҩt, ÿҥt 98% mһc dù dù diӋn tích bӅ mһt riêng nhӓ KѫQ717-

300 Tham khҧo kӃt quҧ phân tích TEM, XRD, và BET cӫa mӝt sӕ vұt liӋu sӱ dөng trong thí nghiӋm này ӣ Phө lөc 1 Nhӳng kӃt luұn này phù hӧp vӟi kӃt quҧ nghiên cӭu cӫa Yu và cӝng sӵ [61] vӅ khҧ QăQJR[\KyDDFHWRQHFӫa TNTs trong không khí TNTs biӃn tính ӣ 400 và 500 o C có hiӋu quҧ quang hóa cao vӟi khҧ QăQJ[ӱ lý acetone tӕt nhҩt Trong nghiên cӭu cӫa Jiang và cӝng sӵ [58], TNTs biӃn tính ӣ 400 o &FǊQJFKR hiӋu quҧ xӱ lý methylene blue tӕt nhҩt NhiӋWÿӝ biӃn tính ҧQKKѭӣQJÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý HCHO do sӵ WKD\ÿәLÿӝ tinh thӇ và hình thái cӫa vұt liӋu Các nghiên cӭXÿmFKӍ ra rҵng, nhiӋWÿӝ ҧQKKѭӣng mҥQKÿӃn sӵ hình thành pha tinh thӇ anatase cӫa TNTs [28,

62, 63] Trong quá trình xӱ lý nhiӋt, titanic axit, thành phҫn chính cӫD717VVDXEѭӟc rӱa-lӑFÿѭӧc kӃt tinh thành pha anataseÿk\OjSha tinh thӇ cho hiӋu quҧ cao trong phҧn ӭng quang xúc tác Ӣ nhiӋWÿӝ 400 o C717VFyÿӝ kӃt tinh tҥo pha anatase cao, có kích WKѭӟc nano, và hình thái hӛn hӧp giӳa dҥng ӕng và dҥng que, cho hiӋu quҧ xӱ lý HCHO cao Vұt liӋu TNT-FǊQJFyQKӳQJÿһFÿLӇm Wѭѫng tӵÿҥt hiӋu quҧ xӱ lý HCHO cao thӭ 2 (90%)

Hình 4.2 HiӋu suҩt xӱ lý HCHO theo thӡi gian vӟi xúc tác TNTs biӃn tính ӣ các nhiӋWÿӝ

ҦQKKѭӣng cӫa pH rӱDÿӃn khҧ QăQJ[ӱ lý HCHO cӫa TNTs

Sau quá trình thӫy nhiӋt, rӱa-lӑc hay xӱ lý axit là mӝWEѭӟc quan trӑng hình thành cҩu trúc dҥng ӕng cӫa TNTs QKѭÿmWKҧo luұn trong Mөc 2.6.2b Trong thí nghiӋm này, TNTs tәng hӧp ӣ nhӳng pH khác nhau (1-9) và nung ӣ 400 o &ÿѭӧc sӱ dөng Các vұt liӋXÿѭӧc kí hiӋu TNT-pHy vӟi y là giá trӏ pH rӱa

0{KuQKÿѭӧc vұn hành vӟi nhӳng thông sӕ WѭѫQJWӵ QKѭWKtQJKLӋm ӣ Mөc 4.1.2 HiӋu quҧ xӱ lý HCHO trong 75 phút cӫa các TNT-S+\ÿѭӧc thӇ hiӋn trong Hình 4.3 Theo thӡi gian, các vұt liӋu tәng hӧp ӣ pH thҩp (1-4) cho hiӋu quҧ xӱ lý HCHO cao, әn ÿӏnh trên 70% Trong khi ÿy các vұt liӋu tәng hӧp ӣ pH cao không hiӋu quҧ trong viӋc xӱ lý HCHO MӝWÿiӅu ÿiQJFK~êlà hiӋu suҩt xӱ lý HCHO cӫa TNT-pH9 giҧm dҫn 0

42 vӅ 0 sau 60 phút xӱ lý ĈLӅu này cho thҩy rҵng, tҥi pH9, vұt liӋu TNT vӟLKjPOѭӧng

Na + Yѭӧt trӝi chӍ có khҧ QăQJKҩp phө HCHO Trong sӕ các vұt liӋu khҧo sát, TNT-pH1 và TNT-pH1.6 cho hiӋu suҩt әQÿӏQKÿҥt gҫn 100% sau 30 phút xӱ lý Có thӇ vì ӣ các giá trӏ pH nà\KjPOѭӧng Na + trong vұt liӋu hҫXQKѭÿѭӧc xӱ lý hoàn toàn, titanic axit chiӃPѭXWKӃWăQJFѭӡng pha anatase kӃt tinh khi biӃn tính nhiӋt Ngoài ra, tính axit bӅ mһt cӫa nhӳng TNTs tәng hӧp ӣ pH thҩSFǊQJOjPӝt yӃu tӕ ҧQKKѭӣQJÿӃn viӋc xӱ lý HCHO Theo Lewis, axit là chҩt có khҧ QăQJQKұn cһp electron Sau quá trình rӱa lӑc, titanic axit hình thành tӯ phҧn ӭQJWUDRÿәi ion giӳa Na + và H + ViӋc biӃn tính nhiӋt giúp quá trình khӱ hydrate diӉn ra, nguyên tӕ O trong cҩXWU~F717Fy[XKѭӟng nhұn electron Vì vұy, các vұt liӋu TNTs tәng hӧp ӣ pH thҩp có khҧ QăQJWK~Fÿҭy quá trình oxy hóa HCHO nhӡ vào tính axit bӅ mһt Xem thêm kӃt quҧ phân tích ICP (inductively coupled plasma) và TPD (temperature programmed desorption) cӫa mӝt sӕ vұt liӋu trong thí nghiӋm này ӣ Phө lөc 1

Hình 4.3 HiӋu suҩt xӱ lý HCHO theo thӡi gian vӟi xúc tác TNTs tәng hӧp ӣ các pH khác nhau

ViӋF[iFÿӏnh hiӋu suҩt trung bình cho thҩy, hiӋu quҧ xӱ lý HCHO giҧPNKLWăQJ giá trӏ axit rӱa TNTs tәng hӧp ӣ pH thҩp (1-4) có hiӋu quҧ xӱ OêFDRTNT-

43 pH1 xӱ lý ÿѭӧc 99% HCHO sau 75 phút xӱ lý, thҩSKѫQPӝt chút là TNT-pH1.6 vӟi 98% Sau 75, TNT-S+GѭӡQJQKѭkhông còn khҧ QăQJhҩp phө, vұt liӋXÿѭӧc bão hòa

Khi xét thêm các khía cҥQKNKiFWURQJOƭQKYӵFP{LWUѭӡng và kinh tӃ, viӋc tiêu tӕn thêm mӝWOѭӧng lӟn axit ÿӇ ÿLӅu chӍQKS+YjVDXÿyOjQѭӟFÿӇ rӱa axit thӯDÿӇ cҧi thiӋn hiӋu quҧ xӱ lý tӯ OrQÿѭӧc xem là không hӧp lý Vì vұy, vұt liӋu TNT- pH1.6, nung ӣ 400 o C ÿѭӧc lӵa chӑn là xúc tác quang thích hӧSÿӇ xӱ lý HCHO trong nghiên cӭu này.

Thӵc nghiӋm xӱ lý HCHO bҵng thiӃt bӏ oxy hóa quang xúc tác trong buӗng kín

Trong phҫn này, khҧ QăQJ[ӱ lý HCHO trong buӗng kín cӫa thiӃt bӏ sӱ dөng công nghӋ TXDQJ[~FWiFÿѭӧc khҧo sát Cҩu tҥo thiӃt bӏ và cách tiӃn hành các thí nghiӋm ӣ nӝLGXQJQj\ÿmÿѭӧc mô tҧ chi tiӃt trong Mөc 3.1.2 và Mөc 3.3.1 Dӵa vào kӃt quҧ cӫa nhӳng thí nghiӋPWUѭӟc, TNTs tәng hӧp ӣ pH1.6 và nung ӣ 400 o &ÿѭӧc sӱ dөng làm vұt liӋu xúc tác chính 7X\QKLrQWUѭӟFÿyPӝt thí nghiӋm so sánh vӟi vұt liӋX3ÿѭӧc tiӃn hành nhҵm kiӇm tra hoҥWÿӝng cӫa thiӃt bӏ ҦQKKѭӣng cӫa nӗnJÿӝ HCHO ban ÿҫu, tӕFÿӝ dòng khí, và khӕLOѭӧng xúc tác sӱ dөQJÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý HCHO ÿѭӧc khҧo sát Ӣ các thí nghiӋPÿҫXWLrQNKLÿLӅu kiӋn hoҥWÿӝng tӕt nhҩt cӫa thiӃt bӏ FKѭD ÿѭӧc tìm ra, vұn tӕFGzQJNKtÿѭӧc cӕ ÿӏnh ӣ 1 m/s và khӕLOѭӧng xúc tác sӱ dөng là 1 g Các thí nghiӋPÿѭӧc theo dõi và ghi nhұn kӃt quҧ trong 120 phút ĈӇ kiӇm chӭng chҳc chҳn hoҥWÿӝng cӫa thiӃt bӏ xӱ lý, thí nghiӋm so sánh hiӋu quҧ NKLWKD\ÿәL[~FWiFÿѭӧc tiӃn hành Hình 4.4a thӇ hiӋn hiӋu quҧ xӱ lý HCHO khi sӱ dөng P25 và TNT (pH1.6, 400 o C) KӃt quҧ cho thҩy thiӃt bӏ oxy hóa quang xúc tác hoҥWÿӝng hiӋu quҧ vӟi cҧ 2 xúc tác, hiӋu suҩt әQÿӏnh trên 80% sau 100 phút xӱ lý Trùng khӟp vӟi kӃt quҧ trong các thí nghiӋPWUѭӟc, TNT (pH1.6, 400 o C) cho hiӋu quҧ xӱ OêFDRKѫQ36DXSK~W[ӱ Oê[~FWiF717ÿҥt hiӋu quҧ xӱ lý +&+2OrQÿӃn 95.06% so vӟi buӗQJÿӕi chӭng Nguyên nhân cӫa viӋFQj\ÿmÿѭӧc thҧo luұn rõ ràng ӣ các thí nghiӋm 4.1.2 và 4.1.3 Trong mӝt nghiên cӭu khác, mesoporous TiO2 ÿѭӧc tәng hӧp tӯ 3FǊQJFKRWKҩy hiӋu quҧ TXDQJKyDÿѭӧFWăQJFѭӡng so vӟi vұt liӋu ban ÿҫu, vӟi hiӋu suҩt xӱ Oê+&+2ÿҥWGѭӟi ánh sáng UV sau 90 phút xӱ lý [48] 1KѭYұy, kӃt quҧ thí nghiӋPÿҫu tiên này cho thҩy thiӃt oxy hóa quang xúc tác hoҥt ÿӝng hiӋu quҧÿ~QJQKѭ[XKѭӟng U~WUDÿѭӧc tӯ các thӱ nghiӋPWUѭӟc

Hình 4.4 HiӋu quҧ xӱ lý HCHO cӫa thiӃt bӏ quang xúc tác trong buӗng kín khi thay dәi: (a) xúc tác khác nhau, (b) nӗQJÿӝ ÿҫu vào, (c) vұn tӕc dòng khí, và (d) khӕLOѭӧng xúc tác

NӗQJÿӝ +&+2ÿҫXYjRÿѭӧFWKD\ÿәi trong khoҧng 0.09-4.63 ppm, kӃt quҧ thí nghiӋm ÿѭӧc ghi nhұn trong Hình 4.4b Khi nӗQJÿӝ +&+2ÿҫXYjRFjQJWăQJKLӋu quҧ xӱ lý cӫa thiӃt bӏ FjQJÿѭӧc cҧi thiӋn Cө thӇ, ӣ nӗQJÿӝ thҩp (~0.09 ppm), hiӋu quҧ xӱ Oê+&+2ÿҥWÿѭӧc sau 2 giӡ chӍ là 28% TrRQJNKLÿyKLӋu quҧ xӱ lý HCHO cӫa TNT nung ӣ 400 o &ÿҥt 95.06% vӟi nӗQJÿӝ ÿҫu vào 4.SSPĈLӅu này có thӇ ÿѭӧc lý giҧi bӣi hai nguyên nhân chính Thӭ nhҩWÿӇ có thӇ ÿѭӧc xӱ lý, HCHO (pha khí) cҫQÿѭӧc gҳn/tiӃp xúc vӟi xúc tác (pha rҳn) Quá trình truyӅn khӕLQj\OjEѭӟc giӟi hҥn tӕFÿӝ cӫa quá trình xӱ lý Khi nӗQJÿӝ chҩt ô nhiӉPÿҫu YjRWăQJÿӝng lӵc cӫa quá trình truyӅn khӕLWăQJYuYұy hiӋu quҧ xӱ Oêÿѭӧc cҧi thiӋn Thӭ hai, quá trình xӱ lý HCHO sӁ ÿѭӧFWK~Fÿҭy vӅ phía sҧn sinh nhiӅu CO2 YjQѭӟc khi nӗQJÿӝ HCHO WăQJ'RÿyKLӋu quҧ xӱ Oêÿѭӧc cҧi thiӋn khi nӗQJÿӝ ÿҫXYjRWăQJ 1KѭYұ\[XKѭӟng WKD\ÿәi hiӋu quҧ xӱ lý +&+2NKLWăQJQӗQJÿӝ ÿҫu vào trong thí nghiӋPQj\FǊng gҫn 0

0.09 ppm 0.24 ppm 0.40 ppm 1.20 ppm 2.53 ppm 4.63 ppm

45 giӕQJQKѭ[XKѭӟQJÿmWuPWKҩy trong thí nghiӋm 4.1.1 Tuy nhiên, vүQFKѭDWuPÿѭӧc giӟi hҥn cӫa khoҧng nӗng ÿӝ HCHO mà thiӃt bӏ hoҥWÿӝng hiӋu quҧ, chӍ có thӇ kӃt luұn rҵng, khi nӗQJÿӝ HCHO vào khoҧng 4.63 ppm, thiӃt bӏ oxy hóa quang xúc tác vүn hoҥt ÿӝng hiӋu quҧ và әQÿӏnh vӟi hiӋu suҩt trên 80% sau 60 phút xӱ lý Bên cҥQKÿyGLӋn tích tiӃp xúc giӳa ánh sáng Yj[~FWiFFǊQJQKѭFѭӡQJÿӝ iQKViQJÿѭӧc cung cҩp trong thiӃt bӏ xӱ OêOjÿӫ ÿiSӭng cho quá trình quang hóa trong phҥm vi nӗQJÿӝ khҧo sát

7URQJOƭQKYӵFP{LWUѭӡng, tӕFÿӝ OѭXFKҩt xӱ lý là mӝt thông sӕ thiӃt kӃ quan trӑng ҧQKKѭӣQJÿӃn thӡi gian xӱ OêFǊQJQKѭNtFKWKѭӟc thiӃt bӏ Vì vұy, ҧQKKѭӣng tӕFÿӝ GzQJNKtÿLYjRWKLӃt bӏ xӱ OêÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý +&+2ÿmÿѭӧc khҧo sát Vұn tӕFGzQJNKtÿѭӧFÿLӅu chӍnh bҵng van lá trong khoҧng 0.2-1.4 m/s KӃt quҧ thí nghiӋm Hình 4.4c cho thҩy, khi tӕFÿӝ dòng khí qua thiӃt bӏ xӱ OêWăQJKLӋu quҧ xӱ OêFǊQJ WăQJWKHRÿӃn giá trӏ cao nhҩt và bҳWÿҫu giҧm nӃu tiӃp tөFWăQJYұn tӕc Trong thí nghiӋm này, hiӋu quҧ xӱ lý cao nhҩWÿҥWÿѭӧc vӟi vұn tӕc 1 m/s, tiӃSWKHRÿyOj.5 m/s và 1.4 m/s, và cuӕi cùng là 0.2 m/s Theo lý thuyӃt truyӅn khӕi, vұn tӕc lӟn giúp dòng khí chҧy rӕi và thӵc hiӋn quá trình truyӅn khӕi tӕWKѫQWK~Fÿҭy quá trình xӱ lý Tuy nhiên, nӃu vұn tӕc dòng khí lӟn, thӡLJLDQOѭXQJҳQNK{QJÿӫ ÿӇ quá trình xӱ lý diӉn ra hoàn toàn, làm giҧm hiӋu quҧ xӱ Oê1KѭYұy, vӟi nghiên cӭu này, vұn tӕc dòng khí tӕt nhҩt cho quá trình xӱ Oêÿѭӧc lӵa chӑn là 1 m/s ĈӇ ÿҧm bҧR[~FWiFÿѭӧc sӱ dөng hiӋu quҧ và thiӃt bӏ ÿҥWÿѭӧc hiӋu quҧ xӱ lý cao, ҧQKKѭӣng cӫa khӕLOѭӧng xúc tác TNT (pH1.6, 400 o &ÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý +&+2ÿѭӧc khҧo sát trong phҥm vi tӯ ÿӃn 1 g Sau 2 giӡ xӱ lý, kӃt quҧ trong Hình 4.4d cho thҩy hiӋu quҧ xӱ OêWKD\ÿәi khi khӕLOѭӧng xúc tác tha\ÿәi Vӟi 0.53 g xúc tác, thiӃt bӏ cho hiӋu quҧ xӱ lý cao nhҩtÿҥt trên 90% sau 120 phút xӱ Oê;XKѭӟQJWKD\ÿәi hiӋu suҩWNKLWKD\ÿәi khӕLOѭӧng xúc tác sӱ dөng hoàn toàn giӕng vӟi thí nghiӋm 4.1.1 HiӋu quҧ quá trình thҩp khi khӕLOѭӧQJ[~FWiFNK{QJÿӫ lӟn Vӟi khӕLOѭӧng xúc tác quá nhiӅu, hiӋu quҧ quang hóa giҧm do ánh sáng không tiӃS[~Fÿѭӧc vӟi nhӳng lӟp xúc tác bên trong

1KѭYұy, thiӃt bӏ oxy hóa quang xúc tác EѭӟFÿҫu chӭng minh hiӋu quҧ xӱ lý HCHO ӣ nӗQJÿӝ thҩp vӟi các thông sӕ nӗQJÿӝ ÿҫu vào, tӕFÿӝ dòng khí, và khӕLOѭӧng xúc tác sӱ dөng ÿmÿѭӧc khҧo sát Khi sӱ dөng xúc tác TNT tәng hӧp ӣ pH1.6 và nung ӣ nhiӋWÿӝ 400 o C vӟi nӗng ÿӝ HCHO ÿҫu vào ~ 4.63 ppm, tӕFÿӝ GzQJNKtÿLTXDWKLӃt bӏ 1 m/s, và khӕLOѭӧng xúc tác sӱ dөng 0.53 g/800 cm 2 tҩm sӧi thӫy tinh, hiӋu suҩt xӱ lý +&+2ÿҥt giá trӏ cao nhҩWOrQÿӃn 95.06 % 7X\QKLrQÿӇ tiӃp tөc phát triӇn và hoàn thiӋn thiӃt bӏ xӱ lý, bӝ sӕ liӋXWKXÿѭӧc tӯ nӝi dung này cҫQÿѭӧc phân tích thӕng kê mô tҧ ÿӇ WuPUDÿLӅu kiӋn vұn hành tӕt nhҩt tӯ ÿyWtQKWRiQÿѭӧc các thông sӕ thiӃt kӃ cho

46 thiӃt bӏ+ѫQWKӃ nӳDÿӇ có thӇ ӭng dөng xӱ OêNK{QJNKtWURQJQKjFiFÿӕLWѭӧng ô nhiӉm khác cҫQÿѭӧc quan tâm và các yӃu tӕ P{LWUѭӡQJFǊQJSKҧLÿѭӧc khҧo sát

4.2 ҦQKKѭӣng cӫa viӋc biӃn tính TNT vӟi các kim loҥi khác nhau ÿӃn khҧ QăQJ xӱ lý HCHO và NO 2

Ngoài HCHO, mӝWÿӕLWѭӧng gây ô nhiӉPNK{QJNKtWURQJQKjNKiFÿѭӧc nghiên cӭXQj\Kѭӟng tӟi chính là NO23KѭѫQJSKiSTXDQJ[~FWiFWLӃp tөFÿѭӧc lӵa chӑn và khҧ QăQJxӱ lý NO2 vӟLFiFÿiӅu kiӋn khác nhau lҫQOѭӧWÿѭӧc khҧo sát

Các kӃt quҧ trình bày tiӃSWKHRÿѭӧc thӵc hiӋn vӟi xúc tác TNTs tәng hӧp ӣ pH1.6 và nung ӣ 500 o C thay vì 400 o C Có 2 lý do cho sӵ WKD\ÿәLQj\Ĉҫu tiên, mӝt thӱ nghiӋm nhӓ vӅ ҧQKKѭӣng cӫa nhiӋWÿӝ biӃQWtQKÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý NO2 ÿmÿѭӧc tiӃn hành vӟLÿӕLWѭӧng là TNT-400 và TNT-500 KӃt quҧ cho thҩy nhiӋWÿӝ 500 o C cho hiӋu quҧ xӱ lý NO2 Yѭӧt trӝLKѫQ.Ӄt quҧ nghiên cӭu cӫa Nguyen và cӝng sӵ [28] cӫng cӕ nhұQÿӏnh nhiӋWÿӝ TNT-500 cho hiӋu quҧ xӱ lý NOx tӕWKѫQ717-400 Thӭ hai, xét vӅ hiӋu suҩt xӱ lý HCHO, mһF GNpPKѫQ 717- QKѭQJKLӋu suҩWÿҥWÿѭӧc cӫa TNT-500 FǊQJUҩt cao (khoҧng 90%) Vì vұy, viӋc lӵa chӑn TNT-500 cho nhӳng thí nghiӋm tiӃp theo ÿѭӧc ӫng hӝ vӟLÿӕLWѭӧng nghiên cӭu NO2 ÿѭӧc chú trӑQJKѫQ Ĉҫu tiên, cҫn phҧi nhҳc lҥi rҵng xúc tác là mӝt trong nhӳng yӃu tӕ then chӕt, quyӃt ÿӏnh hiӋu quҧ xӱ lý chҩt ô nhiӉm trong phҧn ӭng quang xúc tác Vì vұy, ӣ nӝi dung tiӃp theo này, hiӋu quҧ xӱ lý HCHO và NO2 cӫa xúc tác TNT và Me-TNTs vӟi Me là kim loҥLÿѭӧc tҭm vào TNT vӟi tӹ lӋ mol Me/Ti = 1%, nung ӣ 500 o C ÿѭӧc khҧo sát vӟi 2 WUѭӡng hӧSLGzQJNKtÿҫu vào chӍ chӭa HCHO hoһc NO2LLGzQJNKtÿҫu vào chӭa cҧ HCHO và NO2 Trong cҧ hai WUѭӡng hӧp, nӗQJÿӝ HCHO và NO2 ÿӅXÿѭӧc duy trì

< 5 ppm Các thí nghiӋPÿѭӧc tiӃn hành trong 165 phút vӟi HCHO và 180 phút vӟi

NO2 hoһFÿӃn khi mӝWÿӕLWѭӧng xӱ lý có nӗQJÿӝ ÿҫu ra gҫn vӅ 0 Các muӕi kim loҥi sӱ dөng bao gӗm Cu(NO3)2.3H2O, Fe(NO3)3.9H2O, ZnNO3.6H2O, (NH4)6Mo7O24.4H2O, và NH4VO3 Ĉk\ÿӅu là nhӳng muӕi cӫa các kim loҥLÿDKyDWUӏ hoһc có cҩXKuQKÿLӋn tӱ ÿһc biӋt, ÿѭӧc nhiӅu nghiên cӭu chӭng minh có hiӋu quҧ quang hóa cao

4.2.1 'zQJNKtÿҫu vào chӍ chӭa HCHO hoһc NO 2

'zQJNKtFyOѭXOѭӧng 1 L/phút chӍ chӭa HCHO vӟi nӗQJÿӝ 3.90 ± 0.86 ppm hoһc chӍ 2.31 ± 0.22 ppm NO2 ÿѭӧc dүn vào thiӃt bӏ xӱ lý J[~FWiFÿѭӧc sӱ dөng

Sӕ tҩm kính dùng làm vұt liӋXÿӥ là 4 Có ÿqQ89$QPP:FP 2 ÿѭӧc sӱ dөQJ&iFÿLӅu kiӋQOѭXOѭӧng, khӕLOѭӧng xúc tác, diӋn tích vұt liӋXÿӥ, và sӕ ÿqQVӱ

47 dөng trong thí nghiӋm này ÿѭӧc giӳ nguyên cho tҩt cҧ các thí nghiӋm còn lҥi cӫa nghiên cӭu HiӋu suҩt xӱ lý HCHO hoһc NO2 ÿѭӧc ghi nhұn và thӇ hiӋn trong Hình 4.5

Hình 4.5 HiӋu quҧ xӱ lý HCHO (a) hoһc NO 2 (b) theo thӡi gian cӫa TNT và các

TNT Cu/TNT Mo/TNT

V/TNT Zn/TNT Fe/TNT

TNT Cu/TNT Mo/TNT

V/TNT Zn/TNT Fe/TNT

;pWWUѭӡng hӧp chӍ có HCHO trong GzQJNKtÿҫu vào (Hình 4.5a), hiӋu suҩt xӱ OêÿѭӧFGX\WUuWѭѫQJÿӕi әQÿӏnh ӣ hҫu hӃt các xúc tác, ngoҥi trӯ Mo/TNT và Fe/TNT Xúc tác Zn/TNT cho hiӋu quҧ xӱ lý +&+2Yѭӧt trӝLWUrQFDRKѫQ[~FWiF717 trong suӕt thӡi gian tiӃn hành thí nghiӋm Nhìn chung, viӋc pha tҥp vӟi các kim loҥLÿm lӵa chӑn không cҧi thiӋQÿѭӧc hiӋu quҧ xӱ lý HCHO so vӟi vұt liӋXEDQÿҫu (ngoҥi trӯ Zn) Fe/TNT, V/TNT, và Cu/TNT có hiӋu quҧ xӱ lý gҫQQKѭWѭѫQJWӵ nhau trong thӱ nghiӋm này Tuy nhiên, Fe/TNT lҥLFy[XKѭӟng giҧm hiӋu quҧ quang hóa trong 165 phút thí nghiӋm, tӯ 62.07% còn 21.75% giӕQJQKѭ[XKѭӟng cӫa Mo/TNT Sau 165 phút, xúc tác Mo/TNT gҫn QKѭNK{QJFzQNKҧ QăQJxӱ lý HCHO khi hiӋu suҩt chӍ ÿҥt 2.22%

Trong thí nghiӋm mà ÿҫu vào chӍ chӭa NO2, kӃt quҧ WKXÿѭӧc hoàn toàn khác biӋt KӃt quҧ trong Hình 4.5b cho thҩy, các xúc tác biӃn tính kim loҥi ÿѭӧc thӱ nghiӋm có [XKѭӟng WK~Fÿҭy khҧ QăQJTXDQJKyD122 so vӟi TNT ChӍ sau 105 phút vұn hành, TNT ÿmNK{QJFzQNKҧ QăQJxӱ lý NO2 WURQJNKLÿyFiF[~FWiFFzQOҥi, dù hiӋu suҩt ÿҥWÿѭӧc rҩt thҩSQKѭQJNKҧ QăQJTXDQJKyDYүQFzQÿѭӧFGX\WUuÿӃn hӃt thӡi gian thӱ nghiӋm Tҩt cҧ FiF [~F WiF ÿӅu có hiӋu quҧ quang hóa giҧm theo thӡi gian Xúc tác Mo/TNT cho hiӋu quҧ xӱ lý NO2 tӕt nhҩt, tiӃSWKHROj[~FWiF&X7177URQJNKLÿy các xúc tác Fe/TNT, Zn/TNT, và V/TNT có hiӋu quҧ xӱ lý NO2 kém, < 10% sau 180 phút xӱ lý

1KѭYұy có thӇ thҩy rҵQJW\ÿӕLWѭӧng ô nhiӉm mà vұt liӋu xúc tác trong phҧn ӭng quang hóa cho hiӋu quҧ xӱ lý QKѭWKӃ nào Xúc tác TNT tҭm các kim loҥi Cu, V, và Fe tuy có nhiӅu nghiên cӭXÿmFKӭng minh hiӋu quҧ TXDQJKyDQKѭQJYӟLÿӕLWѭӧng xӱ lý là HCHO hoһc NO2 trong ÿLӅu kiӋn thí nghiӋm này lҥi không cҧi thiӋQÿѭӧc hiӋu quҧ cӫa xúc tác ban ÿҫu ViӋFWăQJFѭӡng hiӋu quҧ xӱ lý HCHO cӫa Zn/TNT có thӇ là nhӡ vào cҩu hình HOHFWURQÿLӋn tӱ ÿҫ\ÿӫ, әQÿӏnh ӣ phân lӟp d cӫa Zn ([Ar]3d 10 4s 2 ) sӁ tҥRFiF³Eү\ÿLӋQWtFK´QKDQKKѫQVRYӟi cҩu hình phân lӟSGFKѭDÿҫ\ÿӫJL~Sÿҭy nhanh quá trình di chuyӇn electron và lӛ trӕQJÿӃn bӅ mһt xúc tác, giҧm khҧ QăQJWiLWә hӧp cӫa cһp electron và lӛ trӕng [43] Ngoài ra, diӋn tích bӅ mһt cӫa mүu TiO2 pha tҥp

Zn 2+ ÿѭӧFEiRFiRFDRKѫQPүu pha tҥp V 5+ [43] Tuy nhiên, Zn/TNT lҥi không phù hӧSÿӇ xӱ lý NO2 ĈLӅXQj\ÿѭӧc dӵ ÿRiQGRYLӋc R[\KyDYѭӧt trӝi nên sӵ tích tө NO3 - trên bӅ mһt Zn/TNT trong quá trình oxy hóa NO2 ÿѭӧc xem là nguyên nhân chính làm giҧm hiӋu quҧ quang hóa Ӣ chiӅXKѭӟQJQJѭӧc lҥi, Mo/TNT tӓ ra không phù hӧp oxy KyD+&+2QKѭQg lҥi cho hiӋu quҧ xӱ lý NO2 Yѭӧt trӝLKѫQQKӳng xúc tác còn lҥLĈLӅu này có thӇ OjGR[XKѭӟng khӱ ÿѭӧc WăQJFѭӡng khi 717ÿѭӧc biӃn tính Mo [41] ViӋc hiӋu quҧ xӱ lý NO2 cӫa Mo/TNT giҧm theo thӡi gian có thӇ là do sӵ tích tө trên bӅ mһt

49 cӫa NO3 - vì bҧn thân tiӅn chҩt TNT có khҧ QăQJR[\KyDFKҩt ô nhiӉm Tӯ ÿyFyWKӇ kӃt luұn rҵng, hiӋu quҧ xӱ lý NO2 TXDQViWÿѭӧc là tә hӧp cӫa cҧ quá trình khӱ và oxy hóa ĈӇ OjPU}FѫFKӃ quá trình, sҧn phҭPÿҫu ra cҫQÿѭӧc phân tích và làm rõ thành phҫn, cҫn nhӳng nghiên cӭXFKX\rQVkXKѫQ ĈӅ tài này chӍ dӯng lҥi ӣ mөc tiêu quan sát sӵ suy giҧPÿӕLWѭӧng HCHO và NO2 sau quá trình xӱ lý và dӵ ÿRiQQJX\rQQKkQGӵa vào nhӳng kӃt quҧ và các nghiên cӭXÿmF{QJEӕ

ҦQKKѭӣng cӫa nӗQJÿӝ +&+2ÿӃn quá trình quang xúc tác xӱ lý NO 2

Nhҵm tìm hiӇu xem HCHO có thұt sӵ ҧQKKѭӣQJÿӃn hiӋu quҧ quang hóa NO2 và ҧQKKѭӣng ӣ mӭc ÿӝ QKѭWKӃ nào, thí nghiӋPWKD\ÿәi nӗQJÿӝ +&+2ÿѭӧc tiӃn hành NӗQJÿӝ +&+2ÿѭӧFWKD\ÿәi trong khoҧng tӯ 1-5 ppm, trong khi nӗQJÿӝ NO2 ÿѭӧc duy trì ӣ 1.67 ± 0.13 ppm Quan sát kӃt quҧ trong Hình 4.12 cho thҩyNKLWKD\ÿәi nӗng ÿӝ HCHO và nӗQJÿӝ NO2 ÿѭӧc duy trì ӣ mӭFWѭѫQJÿӕi әQÿӏnh, hiӋu quҧ xӱ lý cҧ HCHO và NO2 ÿӅu có sӵ WKD\ÿәi rõ rӋt qua tӯng thí nghiӋm VӟLÿӕLWѭӧng là HCHO,

56 hiӋu quҧ xӱ lý ÿҥt thҩp nhҩt ӣ nӗng ÿӝ HCHO ÿҫu vào ~ 3 ppm (tӹ lӋ mol HCHO/NO2

~ 1.67), chӍ +&+2ÿѭӧc xӱ lý1Jѭӧc lҥi tҥi giá trӏ nӗQJÿӝ ÿҫu vào này cӫa HCHO, hiӋu quҧ xӱ lý NO2 ÿҥt cao nhҩt, 92.94% NӃX[HP[pWÿӃn hiӋu quҧ xӱ lý cҧ KDLÿӕLWѭӧng ô nhiӉm, nӗQJÿӝ +&+2ÿҫu vào ~ 4.5 ppm (tӹ lӋ mol HCHO/NO2 ~ 2.91) cho thҩy sӵ thích hӧp khi hiӋu quҧ xӱ lý cҧ HCHO và NO2 ÿӅu ӣ mӭc cao, lҫn Oѭӧt là 80.84% và 75.92% 1KѭYұy, viӋc kӃt luұn tҥi tӹ lӋ mol HCHO/NO2 nào là tӕt nhҩt cho quá trình xӱ lý cҫn ÿѭӧc xem xét dӵa trên mөFWLrXKѭӟQJÿӃn là xӱ lý NO2, HCHO hay cҧ NO2 và HCHO

Quan sát sӵ WKD\ÿәi hiӋu suҩt xӱ lý ÿӗng thӡi HCHO và NO2 trong thí nghiӋm này và các kӃt quҧ WUѭӟFÿyYӟi thí nghiӋm sӱ dөng V1.0/TNT có thӇ dӵDÿRiQ rҵng, ӣ nӗQJÿӝ thҩp (< 5ppm) không có hoһc có rҩt ít sӵ cҥnh tranh tâm phҧn ӭng giӳa HCHO và NO2 HiӋu quҧ xӱ lý NO2 trung bình khi có mһt HCHO tҥi các nӗQJÿӝ HCHO khҧo ViWÿӅu cho kӃt quҧ FDRKѫQWUѭӡng hӧp dòng vào chӍ có NO2 (29.62%) KӃt quҧ này cho thҩy, HCHO không nhӳng không cҥnh tranh mà còn hӛ trӧ quá trình xӱ lý NO2 NhiӅu khҧ QăQJTXiWUuQKTXDQJ[~FWiFxӱ lý NO2 diӉn ra vӟi phҧn ӭQJWKHRKѭӟng PCR chiӃPѭXWKӃ Theo Zhang và cӝng sӵ [53], sҧn phҭm cӫa quá trình quang xúc tác xӱ lý NO2 không bӏ ҧnh Kѭӣng bӣi nӗQJÿӝ NO2 Mһt khác, nguyên nhân chính suy giҧm hiӋu quҧ quang hóa NO2 là viӋc không giҧLSKyQJÿѭӧc sҧn phҭm oxy hóa NO3 - ra khӓi bӅ mһt xúc tác, ҧQKKѭӣQJÿӃn diӋn tích tiӃp xúc giӳa xúc tác và ánh sáng 1Kѭ vұ\FyFѫVӣ dӵ ÿRiQUҵng, nӗQJÿӝ HCHO trong thí nghiӋm này ҧQKKѭӣQJÿӃn hiӋu suҩt xӱ lý NO2 thông qua viӋc ҧQKKѭӣQJÿӃQFѫFKӃ quá trình phҧn ӭQJWK~Fÿҭy xu Kѭӟng khӱ - PCR (sҧn phҭm tӵ giҧi phóng khӓi bӅ mһt xúc tác) hoһF[XKѭӟng oxy hóa

- PCO (sҧn phҭm lҳQJÿӑng trên bӅ mһt xúc tác) 7KHRQKѭJLҧ thiӃt trên, khi bӅ mһt tiӃp xúc giӳD[~FWiFÿѭӧc tái tҥo kӏp thӡi, hiӋu quҧ xӱ lý NO2 FDRFѫFKӃ PCR chiӃm ѭXWKӃ1Jѭӧc lҥi, nӃu hiӋu quҧ xӱ lý NO2 thҩSFѫFKӃ PCO chiӃPѭXWKӃ

Giӳa thí nghiӋPWKD\ÿәi nӗQJÿӝ +&+2WURQJÿLӅu kiӋn có mһt và vҳng mһt NO2 cho thҩy sӵ khác biӋt thú vӏ khi sӵ WKD\ÿәi hiӋu quҧ xӱ lý HCHO theo chiӅXWăQJQӗng ÿӝ ÿҫu vào diӉQUDWKHR[XKѭӟQJWUiLQJѭӧc nhau (Hình 4.1e và Hình 4.127Uѭӡng hӧp chӍ Fy+&+2WURQJGzQJNKtÿҫXYjRNKLWăQJQӗQJÿӝ xӱ Oêÿѭӡng cong hiӋu hiӋu suҩWÿӗng biӃQÿҥt cӵFÿҥi rӗi nghӏch biӃQ7Uѭӡng hӧp có thêm NO2 vӟi nӗQJÿӝ әQÿӏQKWURQJGzQJNKtÿҫu vào, hiӋu suҩt xӱ lý HCHO biӃn thiên vӟL[XKѭӟng nghӏch biӃQÿҥt cӵc tiӇXYjÿӗng biӃn theo chiӅXWăQJQӗQJÿӝ HCHO Tuy sӵ so sáQKFyKѫL khұp khiӉng khi thí nghiӋm chӍ Fy+&+2ÿѭӧc tiӃn hành vӟi TNT còn thí nghiӋm có thêm NO2 lҥi sӱ dөng xúc tác V1.0717QKѭQJVӵ khác biӋt hoàn toàn này là mӝt kӃt quҧ ÿiQJNLQKQJҥc, cҫQÿѭӧFÿһc biӋt chú ý Có thӇ nhұn xét rҵng, ҧQKKѭӣng cӫa viӋc

57 có mһt NO2 vӟi hiӋu quҧ xӱ lý HCHO tҥi nhӳng nӗQJÿӝ HCHO khác nhau là khác nhau Sӵ xuҩt hiӋn NO2 có thӇ WK~Fÿҭy viӋc phân hӫ\+&+2FǊQJFyWKӇ cҧn trӣ quá trình này Tuy nhiên, so sánh có phҫQKѫLNKұp khiӉng này cҫQÿѭӧc kiӇm chӭng trong nhӳng nghiên cӭu tiӃp theo.

Thӱ nghiӋm pha tҥp 2 kim loҥi

Ӣ nӝi dung này, Mo và Zn là 2 kim loҥLÿѭӧc lӵDÿӇ pha tҥSÿӗng thӡi trên TNT nhҵm khҧo sát hiӋu quҧ xӱ lý HCHO và NO2 Nguyên nhân cӫa viӋc lӵa chӑn này là do Zn/TNT và Mo/TNT lҫQOѭӧt cho hiӋu quҧ tӕt nhҩt trong thí nghiӋm dòng vào chӍ có HCHO hoһc NO2 trong Mөc 4.2.1 Tӹ lӋ PRO0R7LYj=Q7LWKD\ÿәi tӯ 0 ÿӃn 1% sao cho tәng cӫa 2 tӹ sӕ này là 1 Vұt liӋXÿѭӧc kí hiӋu ZnxMoy/TNT vӟi x, y lҫQOѭӧt là tӹ lӋ mol Zn/Ti và Mo/Ti (x + y = 1) Các thí nghiӋPÿѭӧc tiӃn hành vӟi nhӳQJÿLӅu kiӋn WѭѫQJWӵ QKѭFiFQӝLGXQJWUѭӟc NӗQJÿӝ HCHO và NO2 lҫQOѭӧWÿѭӧc duy trì ӣ giá trӏ 4.04 ± 0.97 ppm và 3.19 ± 1.34 ppm KӃt quҧ vұn hành mô hình trong vòng 120 phút ÿѭӧc ghi nhұn, hiӋu quҧ xӱ OêWUXQJEuQKÿѭӧc tính toán và thӇ hiӋn trong Hình 4.13

Hình 4.13 HiӋu quҧ xӱ lý ÿӗng thӡi HCHO và NO 2 khi pha tҥp 2 kim loҥi Ĉҫu tiên, xét vӅ khҧ QăQJxӱ lý HCHO, khi WăQJKjPOѭӧng Zn trong xúc tác, hiӋu quҧ xӱ lý +&+2WăQJĈLӅu này cho thҩy, vӟi cҩu hình electron phân lӟSGÿҫ\ÿӫ, Zn làm tӕt vai trò oxy hóa HCHO trong quá trình quang xúc tác Tuy nhiên, so vӟi viӋc chӍ biӃn tính TNT vӟi Zn hoһc Mo, hiӋu quҧ xӱ lý HCHO cӫa các ZnxMoy/TNT bӏ suy giҧm KӃt quҧ này không ӫng hӝ viӋc biӃQWtQKÿӗng thӡi hai kim loҥi Zn và Mo Xúc tác biӃn tính bҵng hai kim loҥi ҧQKKѭӣQJÿӃn khҧ QăQJxӱ lý NO2 không theo quy luұt

Sӵ WăQJJLҧm là không әQÿӏQKNKLWKD\ÿәi tӹ lӋ biӃn tính Khi tӹ lӋ biӃn tính vӟi Zn là 0.75% và Mo là 0.25%, xúc tác cho hiӋu quҧ xӱ lý NO2 Yѭӧt trӝi (> 90%)

Khi xem xét hiӋu quҧ xӱ lý ÿӗng thӡi HCHO và NO2, các xúc tác biӃn tính hai kim loҥi không tӓ ra hiӋu quҧ KѫQ=Q1.0/TNT dù hiӋu quҧ xӱ lý NO2 FyFDRKѫQ ӣ xúc tác Zn0.75Mo0.2717!QKѭQJKLӋu quҧ xӱ lý HCHO lҥi thҩSKѫQUҩt nhiӅX!ĈLӅu này có thӇ do Zn và Mo vӕQGƭNK{QJSKKӧp cho viӋc biӃQWtQKÿӗng thӡi vӟi TNTs Các kӃt quҧ phân tích vұt liӋu và thӱ nghiӋm quang xúc tác trong mӝt vài nghiên cӭXÿmF{QJEӕ ӫng hӝ viӋc biӃn WtQKÿӗng thӡi hai kim loҥi ViӋc biӃQWtQKÿӗng thӡi Zn +2 và Fe +3 trên nӅn TiO2 cho thҩy khҧ QăQJSKkQKӫy phenol tӕWKѫQ=Q7L22, Fe/TiO2 và TiO2 EDQÿҫu [66] TiO2 ÿѭӧc pha tҥSÿӗng thӡi Zn và Mn trong nghiên cӭu cӫa Wattanawikkam và cӝng sӵ cho thҩy vӏ trí Ti +4 trong cҩu trúc tinh thӇ cӫa TiO2 ÿѭӧc thay thӃ thành công bӣi Mn và Zn, tӕFÿӝ phân hӫy thuӕc nhuӝm

59 Rhodamine B cӫa xúc tác pha tҥp nhanh gҩp 10 lҫn các mүu TiO2 tinh khiӃt [67] Tuy nhiên, trong nghiên cӭu này, viӋc biӃQWtQKÿӗng thӡi TNT vӟi Zn và Mo lҥi cho hiӋu quҧ xӱ lý HCHO và NO2 NK{QJQKѭPRQJÿӧi.

ҦQKKѭӣng cӫD+&+2ÿӃn sӭc khӓHFRQQJѭӡi theo nӗQJÿӝ [2]

NӗQJÿӝ HCHO (ppm) 7iFÿӝQJҧQKKѭӣQJ

0.1-25 Ktch thtFKÿѭӡng hô hҩp

2.3 NO x , VOCs và khói mù quang hóa

1KѭYұy, sӵ có mһt cӫa NOx và VOCs không nhӳng gây bҩt lӧLFKRP{LWUѭӡng bӣi tác hҥi cӫa FKtQKQyPjFzQWѭѫQJWiFOүn nhauWѭѫQJWiFYӟi các yӃu tӕ có sҹn WURQJP{LWUѭӡng, gây ra nhӳng vҩQÿӅ nghiêm trӑQJKѫQYӟi tҫm ҧQKKѭӣng lӟQKѫQ QKѭNKyLPTXDQJKyDPѭDaxit, hiӋu ӭQJQKjNtQK'RÿyYLӋc áp dөng các biӋn pháp tӯ quҧQOêÿӃn kӻ thuұt nhҵm giҧPWiFÿӝng tiêu cӵc cӫa NOx Yj92&VÿӃQP{LWUѭӡng và sӭc khӓe cӝQJÿӗng là hӃt sӭc cҫn thiӃt

2.4 NO 2 và HCHO trong không khí trong nhà

10 khӓe Tuy nhiên vӏ trí các nguӗn gây ô nhiӉm cҫQÿѭӧFFK~êÿӇ tránh thông gió trӣ thành viӋc phát tán chҩt ô nhiӉPÿѭDFK~QJTXDQKTXҭn trong nhà kK{QJWKRiWUDÿѭӧc Trong mӝWYjLWUѭӡng hӧp, các nguӗn ô nhiӉm bên ngoài cҫQÿѭӧFFK~êÿӇ hӋ thӕng thông gió hoҥWÿӝng hiӋu quҧ Cuӕi cùng, các thiӃt bӏ thanh lӑFNK{QJNKtÿѭӧc xem QKѭ Oj Pӝt giҧi pháp hiӋu quҧ ÿѭӧc nhiӅX QJѭӡi tin dùng Vӟi sӵ phát triӇn không ngӯng, các công nghӋ làm sҥFKNK{QJNKtWURQJQKjÿѭӧFWKѭѫQJPҥi hóa vӟi các thiӃt bӏ ÿDGҥQJPDQJÿӃn nhiӅu sӵ lӵa chӑQFKRQJѭӡi tiêu dùng Mӝt sӕ công nghӋ ÿѭӧc ӭng dөng phә biӃn trong các thiӃt bӏ lӑc không khí có thӇ kӇ ÿӃQQKѭKҩp phө bҵng than hoҥt tớnh, plasma nguӝi/núng, lӑc bөLWƭQKÿLӋQô7X\QKLrQFiFWKLӃt bӏ này cҫn ÿѭӧc vӋ sinh và bҧRWUuÿ~QJFiFKWUiQKYLӋc biӃQFK~QJWKjQKQѫLWtFKWө bөi bҭn và vi sinh vұt gây hҥi cho sӭc khӓe

Trên thӃ giӟi, các biӋn pháp làm sҥch không khí WURQJQKjÿѭӧc quan tâm tӯ rҩt sӟm GҫQQăPSKiWWULӇn kӇ tӯ nhӳQJQăPEӭc tranh công nghӋ xӱ lý ô nhiӉm không khí trong nhà ngày càng hoàn thiӋn Bҧng 2.2 tóm tҳt ѭXYjQKѭӧFÿLӇm cӫa mӝt sӕ công nghӋ xӱ lý ô nhiӉm không khí trong nhà Ӣ ViӋt Nam, chҩWOѭӧng không khí trong nhà ÿmYjÿDQJ ÿѭӧc chú trӑng nhiӅXKѫQ, tuy nhiên viӋc nghiên cӭu tìm ra công nghӋ phù hӧp vӟi tính chҩt và mӭFÿӝ ô nhiӉm vӟLÿLӅu kiӋQWURQJQѭӟc cҫn có thӡi gian

Bҧng 2.2 ĈһFÿLӇm mӝt sӕ công nghӋ xӱ lý ô nhiӉm không khí trong nhà [20]

Wѭӧng ѬXÿLӇm 1KѭӧFÿLӇm

Bөi thô Kӻ thuұWÿѫQJLҧn, giӳ ÿѭӧc các hҥWOѫOӱQJNtFKWKѭӟc lӟn trong không khí, mӝt sӕ WUѭӡng hӧp có thӇ giӳ ÿѭӧc vi sinh vұWNtFKWKѭӟc màng lӑc) và khí ô nhiӉm (hҩp phө)

HiӋu quҧ lӑc giҧm theo thӡi gian, màng lӑc cҫQÿѭӧc thay thӃ; thiӃt bӏ có thӇ OjQѫLWtFK tө vi sinh vұt; kém hiӋu quҧ vӟi bөi mӏn

Bөi mӏn Xӱ Oêÿѭӧc bөi mӏn, không tích tө vi sinh vұt, cho hiӋu quҧ xӱ lý cao, tәn thҩt áp lӵc chұPKѫQOӑFFѫKӑc

TӕQQăQJOѭӧng, có thӇ sinh ra các chҩt ô nhiӉm thӭ cҩp không mong muӕn, hiӋu suҩt xӱ lý bӏ ҧQKKѭӣng bӣi hóa

Wѭӧng ѬXÿLӇm 1KѭӧFÿLӇm chҩWFyWURQJP{LWUѭӡng, sol khí hoһFÿӝ ҭm cao

Vұt liӋu hҩp phө ÿѫQJLҧn, hiӋu quҧ xӱ lý cao vӟi hҫu hӃt VOCs (Toluene, Benzen, o-Xylene, 1-Butanol,

Limonene, Undecane và FormandehitôYұt liӋu hҩp phө biӃn tính có khҧ QăQJ kháng khuҭn, có thӇ xӱ lý chҩt ô nhiӉm ӣ nӗQJÿӝ thҩp ҦQKKѭӣng cӫDÿӝ ҭm QJѭQJWө trên bӅ mһt chҩt hҩp phө), tҧLOѭӧQJWKD\ÿәi ҧQKKѭӣQJÿӃn hiӋu quҧ (nӗQJÿӝ quá cao, hiӋu quҧ giҧm), chҩt bӏ hҩp phө phҧi WѭѫQJWKtFKYӟi chҩt hҩp phө, chi phí tái sinh vұt liӋu cao, bҧn chҩt là chuyӇn chҩt ô nhiӉm tӯ pha khí sang pha rҳn, liên kӃt giӳa chҩt ô nhiӉm và vұt liӋu có thӇ bӏ phá vӥ làm tái phát sinh chҩt ô nhiӉm, tích tө vi sinh vұt trên bӅ mһt vұt liӋu

Ozone là tác nhân oxy hóa mҥQKR[\KyDÿѭӧc nhiӅu chҩt ô nhiӉm

2]RQHFǊQJOjPӝt tác nhân gây ô nhiӉm, ӣ KjPOѭӧng thҩp (50 ± 100 ppbv) không có tác dөng, hình thành các sol hӳXFѫWKӭ cҩSÿһc biӋt là WHUSHQWKѭӡng có trong chҩt tҭy rӱa và khӱ mùi)

Hóa chҩt, vi sinh vұt, bөi, nҩm mӕFô

DiӋt khuҭn, khӱ trùng bӅ mһt vӟi hiӋu suҩt cao vӟi giá cҧ phҧLFKăQJ

TӕQQăQJOѭӧng, có thӇ sinh ra Ozone và các chҩt gây hҥi

Oxy hóa quang xúc tác

Có thӇ diӉn ra ӣ nhiӋWÿӝ phòng, ít tӕQQăQJOѭӧng và

HiӋu quҧ xӱ lý bӏ ҧQKKѭӣng bӣi ÿӝ ҭPWѭѫQJÿӕi, nӗng ÿӝ chҩt ô nhiӉm, tӕc ÿӝ dòng

Wѭӧng ѬXÿLӇm 1KѭӧFÿLӇm sinh vұtô giá cҧ hӧp lý so vӟi các công nghӋ WѭѫQJÿӗng, ít bҧo trì khí xӱ lý, tӕFÿӝ tҥo các gӕc oxy hóa tӵ GRFѭӡQJÿӝ ánh sáng kích thích, xúc tác (xúc tác, chҩt mang và vұt liӋu ÿӥ), tҥo sҧn phҭm phө có hҥi tӯ xúc tác Plasma nguӝi

1ăQJOѭӧng thҩSKѫQSODVPD nhiӋt, giҧm hình thành

HiӋu quҧ QăQJOѭӧng kém trong xӱ lý VOCs nӗng dӝ thҩp, hình thành Ozone và các hӧp chҩt oxit cӫa Nitrogen, hình thành chҩt trung gian gây hҥi, ҧnh Kѭӣng bӣLÿӝ ҭPWѭѫQJÿӕi ÿѭӧFWăQJFѭӡng hoһc triӋt tiêu)

Thân thiӋn vӟi môi tUѭӡng, hiӋu quҧ xӱ lý cao

Phө thuӝFYjRÿӝ tan cӫa chҩt ô nhiӉm, giҧi phóng vi sinh vұt, thӡi gian xӭ lý dài Lӑc bҵng thӵc vұt

VOCs Tұn dөng chҩt ô nhiӉm làm

GLQKGѭӥng cho cây, thân thiӋQP{LWUѭӡng

Mӛi thӵc vұt thích hӧp xӱ lý các chҩt ô nhiӉm khác nhau, tӕFÿӝ xӱ lý chұm

Ghi chú: Tác giҧ [20] tәng hӧp thông tin tӯ nhiӅu tài liӋu khác.

2.5 Giӟi thiӋu vӅ quá trình quang xúc tác

ViӋc phát hiӋQUDSKѭѫQJSKiSTXDQJ[~FWiFQăPӭng dөng trong sҧn xuҩt

H2 bҵQJFiFKWiFKQѭӟFÿm gҫQQKѭ WKXK~Wÿѭӧc ngay lұp tӭc sӵ quan tâm cӫa giӟi khoa hӑc [21] Mӝt phҫn là do ҧQKKѭӣng cӫa hai cuӝc khӫng hoҧQJQăQJOѭӧQJQJD\VDXÿy khӫng hoҧng dҫu mӓ QăP và khӫng hoҧQJQăQJOѭӧQJQăP 3KѭѫQJSKiS quang xúc tác có thӇ ӭng dөng trong nhiӅXOƭQKYӵc, tuy nhiên khҧ QăQJFҥnh tranh vӟi FiFÿӕi thӫ trong TXiWUuQKWKѭѫQJPҥi hóa gһp nhiӅXNKyNKăQ vì công nghӋ ÿDQJWURQJ quá trình hoàn thiӋn7URQJOƭQKYӵFP{LWUѭӡng hay cө thӇ là xӱ lý khí thҧi, quang xúc tác tӓ ra lép vӃ vӟi nhӳng công nghӋ truyӅn thӕQJQKѭKҩp thө, hҩp phө, sinh hӑc hay FiFSKѭѫQJSKiS oxy hóa bұc cao khác bӣi tuәLÿӡi non trҿ và không thích hӧp xӱ lý

13 nhӳng chҩt ô nhiӉm nӗQJÿӝ cao Tuy nhiên, trong bӕi cҧnh chҩWOѭӧng không khí trong QKjQJj\FjQJÿѭӧc chú trӑng, vӟLѭXWKӃ xӱ Oêÿѭӧc các chҩt ô nhiӉm ӣ nӗQJÿӝ ÿӝ thҩp mӝt cách nhanh chóng, hiӋu quҧ4XDQJ[~FWiFÿmÿѭӧc mӝt sӕ tài liӋXÿiQKJLi cao trong xӱ lý NOx [8], VOCs [9, 10], SO2 [11] và mùi [12] Ngoài ra, quang xúc tác còn có khҧ QăQJNKӱ trùng, diӋt khuҭn nhӡ quá trình biӃn tính xúc tác [13] NhӳQJFѫ sӣ ÿyFKRWKҩ\SKѭѫQJSKiSTXDQJ[~FWiFÿӫ tiӅPQăQg trӣ thành mӝt công nghӋ xӱ lý xӱ lý các nguӗn ô nhiӉm phӭc tҥp, nӗQJÿӝ thҩp vӟi thiӃt bӏ nhӓ gӑn, ÿҥt hiӋu quҧ cao trong thӡi gian ngҳn, và tiêu tӕn chi phí thҩp

Quang xúc tác ÿѭӧFÿӏQKQJKƭD OjTXiWUuQKWăQJFѭӡng phҧn ӭng quang hóa bҵng xỳc tỏc WKѭӡng là cỏc chҩt bỏn dүQQKѭ TiO2, ZnO, Fe2O3&G6ôKhi xỳc tỏc tiӃp xỳc vӟi ánh sáng có Eѭӟc sóng thích hӧSHOHFWURQÿѭӧc kích thích nhҧy tӯ vùng hóa trӏ -

Danh sách hóa chҩt sӱ dөng

STT Tên hóa chҩt Công thӭc phân tӱ Nguӗn gӕc

3 Natri hydrosunfit NaHSO3 Trung Quӕc

5 Ĉӗng (II) nitrat Cu(NO3)2.3H2O Trung Quӕc

6 Sҳt (III) nitrat Fe(NO3)3.9H2O Trung Quӕc

7 KӁm nitrat Zn(NO3)2.6H2O Trung Quӕc

10 Natri hydroxit NaOH Trung Quӕc

11 Axit sunfuaric H2SO4 Trung Quӕc

12 Axit nitric HNO3 Trung Quӕc

13 Axit axetic CH3COOH Trung Quӕc

15 N-1-naphthyl ethylenediamine dihydrochloride C12H16Cl2N2 Merck

16 Natri nitrit NaNO2 Trung Quӕc

Danh sách thiӃt bӏ sӱ dөng

1 Máy khuҩy tӯ gia nhiӋt Model T.ARE Velp (Italia)

2 Máy rung siêu âm (OPDĈӭc)

3 Máy so màu UV/VIS 6000 Hach (Mӻ)

8 Bình khí nén NO2 Trung Quӕc

9 ĈqQ89$, Toshiba FL15BLB Toshiba (Nhұt Bҧn)

10 Bình thӫy nhiӋt Autoclave thӇ tích 200 mL Ĉӭc

11 Máy phân tích BET, ASAP 2020 Micromeritics (Mӻ)

12 Mỏy phõn tớch XRD, ;ả3HUW3UR05' PANalytical

13 Máy phân tích TEM, HT 7700 Hitachi (Nhұt Bҧn)

3.1.2 Cҩu tҥo mô hình thí nghiӋm a Mô hình quang xúc tác dòng liên tͭc, quy mô phòng thí nghi m