Nghiên cứu sử dụng ZnO nano làm chất quang xúc tác phân hủy thuốc trừ sâu dimethoate dưới ánh sáng trông thấy

i          DIMETHOATE     2014 ii                                           :  : 60440120                  : TS.  PGS, TS.         - 2014 iii   TS. Đỗ Khắc Hải           -     PGS. TS. Nguyễn Đình Bảng-                          -       -           H      iv  Trang   iv   v  viii  1  2 1.1.  2 1.1.1. K 2  4  7 dimethoate 10  11  11  12  17  17  18  21  23  24  27 2.1 27 2.1u x tia X (XRD) 27 2.1 28 2.1.3.          n t  (SEM-EDX) 30 2.1 -VIS) 31 2.2. T  33 v 2.3  33 2.3. 33 2.3.2. - dimethoate 34 2.3 d 39   43  nano 43                 43    44 -EDX 44 -VIS 45   46 3.2.1.  46  49 3.2.3.  an 52  55  57  60  61 - 64 vi   TT   Trang 1.   14 2.   16 3.   19 4.   -EDX 45 5.    dimethoate  47 6.   ZnO nano 50 7. 4:  nano 53 8. 5:   55 9.     58 vii          TT         Trang 1.  m ca mt s chng 12 2.  n ra trong hn khi b chiu x 13 3.  C tinh h lu wurtzit 20 4.  C tinh h ln kiu halit 20 5.  C tinh h lu sphalerit 20 6.  a ckiu wurzit 22 7.  Ci xng ca ZnO 22 8.  S nhiu x tia X qua mng tinh th 28 9.  Thit b nhiu x tia X D8-Advance- Bruker- Germany 28 10.   cu to cn t SEM) 29 11.  Thit b hin t  32 12.   ng hunh quang tia X 32 13.   a h ghi nhu ph EDX trong n t  32 14.  Quang ph  34 15.   u to mt thit b GC 35 16.   nh dimethoate 38 17.   t MS cho ch  SIM 39 18.  ng chunh dimethoate (20 ppb- GC-MS 39 19.  T 40 20.  Gi XRD ca mu ZnO nano 43 21.  nh SEM vt liu ZnO nano 44 22.  nh SEM vt liu ZnO nano 44 viii TT         Trang 23.  Ph SEM-EDX ca ZnO nano 45 24.  Ph hp th t ngoi  kh kin (UV-VIS) ca ZnO nano 46 25. 3.6:              nano 48 26.  S GC-MS ca dimethoate trong mu G1 (0,02 g Zn0 nano, thy 240  48 27.  S GC-MS ca dimethoate trong mu G2 (0,04 g Zn0 nano, thy 240  49 28. 3.9:        50 29.  S GC-MS ca dimethoate trong mu P1 (pH = 5, t = 90  51 30.  S GC-MS ca dimethoate trong mu P2 (pH = 7, t = 90  51 31. 3.12:     a ZnO theo thi gian 53 32.  S GC-  u M1() ti y 54 33.  S GC-  u M1() ti y 54 34. 3.15:           56 35.  S GC-MS ca dimethoate trong mu CM1(C 0 =500 ppb) t 56 36. 3.17:            58 37.  S GC-MS ca dimethoate trong mu SDL3  59 38.  S GC-MS ca dimethoate trong mu SDL4  59 39.  S GC-MS ca dimethoate      64 40.  S GC-MS ca dimethoate trong mu G3 (0,06 g Zn0 nano, thy 240  64 ix TT         Trang 41.  S GC-MS ca dimethoate trong mu G4 (0,08 g Zn0 nano, thy 240  65 42.  S GC-MS ca dimethoate trong mu P3 (pH = 9, t = 90  65 43.  S GC-MS ca dimethoate trong mu P4 (pH = 10, t =  66 44.  S GC-MS ca dimethoate trong mu M1 (   ) t 66 45.  S GC-MS ca dimethoate trong mu M1 (    67 46.  S GC-MS ca dimethoate trong mu M1(   ) t 67 47.  S GC-MS ca dimethoate trong mu M3 (   ) t 68 48.  S GC-MS ca dimethoate trong mu M3 (   ) t 68 49.  S GC-MS ca dimethoate trong mu       ) t 69 50.  S GC-MS ca dimethoate trong mu       ) t 69 51.  S GC-MS ca dimethoate trong mu CM3  70 52.  S GC-MS ca dimethoate trong mu CM4  70 x     ABS :  hp th quang (Absorbance) BVTV :  C 0 (ppb) : dimethoate  C (ppb) : dimethoate   :  EDX : Ph (Energy-Dispersive X- rayspectroscopy) E bg : m (Band gap Energy) GC : S GC-MS : Si khi ph H% : Hiu suy H XT % : Hiu sut  NN & PTNT :  SEM : H        (Scanning Electron Microscopy) SEM-EDX : T   nh n t  TTS :  UV-VIS : T ngoi - Kh kin (Ultra Violet - Visible) XRD : N    (X Rays Diffraction) Photocat :  [...]... số chất bán dẫn thông thƣờng Gần đây, ZnO đã nhận đƣợc sự quan tâm của nhiều nhà khoa học Do có khả năng xúc tác cho phản ứng quang xúc tác dƣới tác dụng của ánh sáng trông thấy và cơ chế của phản ứng quang xúc tác của nó giống nhƣ TiO2 Chính vì khả năng hấp thụ vùng ánh sáng trông thấy rộng hơn của TiO2 nên ZnO là chất quang xúc tác phù hợp nhất cho quá trình oxi hóa quang xúc tác các hợp chất. .. quan tâm nghiên cứu Thuật ngữ xúc tác quang đã đƣợc dùng từ những năm 1920 để mô tả các phản ứng đƣợc thúc đẩy bởi sự tham gia đồng thời của ánh sáng và chất xúc tác Vào giữa năm 1920, chất bán dẫn ZnO đƣợc sử dụng làm chất nhậy sáng trong phản ứng quang hóa phân hủy các hợp chất hữu cơ và vô cơ Ngay sau đó TiO 2 cũng đã đƣợc nghiên cứu về đặc điểm phân hủy quang này [14] Hầu hết các nghiên cứu trong... đề cơ bản về xúc tác quang hóa 1.2.1 Khái niệm về xúc tác quang Chất xúc tác là chất tham gia vào các quá trình trung gian và làm thay đổi năng lƣợng hoạt hóa của các quá trình, dẫn đến làm thay đổi tốc độ phản ứng Trong thực tế, ngƣời ta dùng nhiều loại xúc tác khác nhau nhƣ: xúc tác nhiệt, xúc tác axitbazơ, xúc tác oxi hóa khử, xúc tác enzim,… Trong đó xúc tác quang là một loại xúc tác đặc biệt,... điều kiện ánh sảng trông thấy Xuất phát từ thực tế và những cơ sở khoa học trên, chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu sử dụng ZnO nano làm chất quang xúc tác phân hủy thuốc trừ sâu dimethoate dƣới ánh sáng trông thấy Quá trình thực nghiệm phân hủy dimethoate và phân tích xác định hàm lƣợng dimethoate trong các mẫu thực nghiệm đƣợc thực hiện tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Kiểm định môi trƣờng... cấ p không mong muố n Trong những năm gần đây, việc sử dụng các vật liệu bán dẫn làm xúc tác quang đang đƣợc quan tâm nghiên cứu để xử lý ô nhiễm môi trƣờng bởi các hợp chất hữu cơ nói chung và các thuốc trừ sâu nói riêng Một số chất bán dẫn dạng nano đã đƣợc nghiên cứu sử dụng làm chất xúc tác quang nhƣ nhƣ TiO2, ZnO, CdS, Fe2O3,… Cấu trúc nano của vật liệu bán dẫn có khả năng tạo ra các gốc... với môi trƣờng ZnO là chất bán dẫn thuộc loại BIIAVI, có vùng cấm rộng ở nhiệt độ phòng cỡ 3,2 eV, chuyển rời điện tử thẳng, exiton tự do có năng lƣợng liên kết lớn (cỡ 60 meV) Ở Việt Nam, những nghiên cứu về xử lý thuốc trừ sâu tồn dƣ trong môi trƣờng còn hạn chế và chƣa có nghiên cứu nào về phân hủy dimethoate bằng sử dụng ZnO nano làm chất quang xúc tác trong điều kiện ánh sảng trông thấy Xuất phát... vực hóa quang bán dẫn diễn ra vào những năm 1960, dẫn đến việc ra đời pin hóa điện quang sử dụng TiO2 và Pt làm điện cực để thực hiện quá trình phân chia nƣớc vào đầu những năm 1970 Đầu những năm 1980, TiO2 đƣợc sử dụng lần đầu tiên xúc tác cho các phản ứng quang phân hủy các hợp chất hữu cơ Từ đó, các nghiên cứu trong lĩnh vực xúc tác quang chủ yếu tập trung vào lĩnh vực oxi hóa các hợp chất hữu... quan tâm trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và ứng dụng Vật liệu ZnO nano hiện nay đang đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm do 1 những đặc tính vật lý mới mà vật liệu khối không có đƣợc, trong đó có đặc tính quang xúc tác Theo một số kết quả nghiên cứu ban đầu cho thấy, so với các chất xúc tác quang khác, ZnO nano thể hiện ƣu điểm vƣợt trội do giá thành thấp, hiệu năng xúc tác quang cao, bền hóa học và... (3,5 eV) (xem Hình 1.1) đều có thể sử dụng làm chất quang xúc tác trong quá trình xúc tác dị thể Các sunfua kim loại thƣờng bị ăn mòn điện hóa trong quá trình phản ứng quang xúc tác TiO2 đƣợc biết đến là chất 11 quang xúc tác phổ biến vì nó trơ về mặt hóa học, có hoạt tính xúc tác cao, bền quang hóa, không độc hại, Tuy nhiên, TiO2 chỉ xúc tác hiệu quả với các bức xạ vùng tử ngoại [14], [21], [28],... nhiều tính chất mới rất phong phú Vì thế việc nghiên cứu và chế tạo vật liệu ZnO kích thƣớc nano có ý nghĩa đặc biệt quan trọng Vật liệu ZnO có thể tồn tại 2 dạng: Bột và màng, trong đó mỗi loại có những ứng dụng khác nhau Màng ZnO nano có nhiều ứng dụng trong đời sống: Chế tạo pin mặt trời do màng ZnO có độ dẫn điện và độ truyền qua cao; chế tạo diot phát quang do ZnO có khả năng tránh tác dụng của . mu ZnO nano 43 21.  nh SEM vt liu ZnO nano 44 22.  nh SEM vt liu ZnO nano 44 viii TT         Trang 23.  Ph SEM-EDX ca ZnO. ca ZnO nano 45 24.  Ph hp th t ngoi  kh kin (UV-VIS) ca ZnO nano 46 25. 3.6:              nano 48.  S GC-MS ca dimethoate trong mu G1 (0,02 g Zn0 nano, thy 240  48 27.  S GC-MS ca dimethoate trong mu G2 (0,04 g Zn0 nano, thy