BÌNH LỌC NƯỚC DI DỘNG SỬ DỤNG CHẤT QUANG XÚC TÁC TIO2 NANO ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN - HỖ TRỢ ĐỒNG BÀO VÙNG LŨ LỤT
TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ NỘI - AMSTERDAM BÌNH LỌC NƯỚC DI DỘNG SỬ DỤNG CHẤT QUANG XÚC TÁC TIO 2 NANO ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN - HỖ TRỢ ĐỒNG BÀO VÙNG LŨ LỤT Lĩnh vực: Khoa học môi trường MỞ ĐẦU Miền trung nằm ở khu vực giữa của đất nước, phần lớn là giáp biển Đông. Miền trung là nơi có lượng mưa cao nhất cả nước, có nơi lượng mưa trung bình lên đến 5000mm. Hằng năm có từ 200 - 220 ngày mưa ở các vùng núi, 150 - 170 ngày mưa ở khu vực đồng bằng duyên hải. Vào mùa mưa, mỗi tháng có 16 - 24 ngày mưa. Những đợt mưa kéo dài nhiều ngày trên diện rộng thường gây ra lũ lụt lớn. Địa hình phía Tây từ Hà Tĩnh đến Thừa Thiên - Huế bao gồm các dãy núi cao. Các dòng sông ở đây có dòng chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam đổ ra biển thường có lòng sông hẹp, độ dốc lớn, diện tích lưu vực nhỏ nên với lượng mưa tương đối lớn trút xuống sẽ sinh ra lũ, lên nhanh và gây lụt lội cho các khu vực đồng bằng thấp phía Đông. Ví dụ như Sông Hương - sông Bồ, có độ cao đầu nguồn là 1.318m, dài trên 100 km và diện tích lưu vực 2.690km2, chảy gần theo hướng Bắc Nam đổ ra biển ở cửa Thuận An. Vì toàn bộ diện tích lưu vực sông Hương có trên 80% là đồi núi, khu vực đồng bằng còn lại đa phần ở mức thấp hơn so với mực nước biển, nên hầu hết sẽ bị ngập khi có lũ trên báo động cấp 3 (tương ứng 3,5m). Mùa mưa lũ ở Bắc Trung Bộ thường xảy ra từ tháng 7 đến tháng 10, ở vùng Duyên hải Nam Trung Bộ thường xảy ra từ tháng 10 đến tháng 12. Những trận lũ lụt lớn đã xảy ra ở miền Trung vào các năm: 1952, 1964, 1980, 1983, 1990, 1996, 1998, 1999, 2001, 2003, Có lúc xảy ra lũ chồng lên lũ như các đợt lũ tháng 11, 12 năm 1999; tháng 10, 11 năm 2010. Với lượng mưa chiếm 68 - 75% lượng mưa trong năm, sẽ phát sinh lũ lụt lớn và gây thiệt hại sản xuất, tài sản, tính mạng cư dân, tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái. Miền trung giáp biển Đông, thường xuyên phải hứng chịu những cơn bão lớn, gần đây nhất là bão số 8 Sơn Tinh. Ước tính thiệt hại của các tỉnh này lên tới hàng nghìn tỷ đồng. Trong đó, Thái Bình đã thiệt hại 1.400 tỷ đồng (dù còn 3 huyện chưa thống kê xong), Nam Định gần 900 tỷ, Hải Phòng 400 tỷ đồng Hệ thống điện lưới và thông tin liên lạc ở các tỉnh Nam Định, Thái Bình, Thanh Hóa, Hải Phòng bị ảnh hưởng nặng nề, nhiều nơi gần như bị đánh sập hoàn toàn. Cơn bão đã gây thiệt hại lớn về tài sản khi giật sập 11 nhà, tốc mái hơn 13.000 nhà (nặng nhất là Thái Bình, Hải Phòng và Nam Định); gần 80.000 ha lúa và hoa màu bị ngập; hơn 2.000 mét kè bị sạt lở, gần 3.000 mét đê và 10.000 ha nuôi trồng thủy sản bị thiệt hại Nhưng quan trọng nhất là trong những trận bão, có nhiều người đã thiệt mạng, một phần là do thiếu nước sạch. Bão lũ làm tê liệt việc giao thông vận tải, nên khó có thể cung cấp nguồn nước sạch cho nhưng người dân ở những nơi bị cô lập trong lũ. Nước thì có khắp nơi nhưng lại không thể sử dụng. 2 Mục tiêu đề tài của chúng tôi là thiết kế một bình lọc nước có kích thước nhỏ gọn như một bình nước uống thông thường, có thể thả từ trực thăng xuống những vùng bị cô lập trong thời gian ngắn nhất. Bình có khả năng xử lý các nguồn nước nhiễm đục, chứa chất rắn lơ lửng, màu, mùi, phèn, độc tố, kim loại nặng, vi sinh thành nước đạt tiệu chuẩn Việt Nam (TCVN) phục vụ việc cung cấp nước sạch và nước tinh khiết. Bình được thiết kế có cấu tạo nhiều phần, mỗi phần có chức năng khác nhau phù hợp với mục đích lọc nước, đồng thời có giá thành hợp lý, phù hợp với việc cứu hộ cho vùng bão lũ miền trung. Một trong những vấn đề lớn nhất trong xử lý nước vùng lũ là diệt vi khuẩn, phòng tránh dịch bệnh bùng phát, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ con người. Trong khi đó, TiO2 nano là vật liệu có tính quang xúc tác, phân hủy chất hữu cơ và vi khuẩn mạnh. Đồng thời TiO2 nano rẻ, bền, dễ chế tạo, phù hợp với bình xử lí nước. 3 Chương 1. TỔNG QUAN 6 1.1. Các thông số xác định ô nhiễm nước 6 1.1.1. pH 6 1.1.2. Độ cứng 7 1.1.3. Độ đục 7 1.1.4. Độ màu 7 1.1.5. Hàm lượng chất rắn 7 1.1.6. Hàm lượng oxy hòa tan (DO – Dissolved Oxygen) 8 1.1.7. Nhu cầu oxy hóa sinh hóa (BOD – Biochemical Oxygen Demand) 8 1.1.8. Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD – Chemical Oxygen Demand) 8 1.1.9. Hàm lượng các chất 8 1.2. Vật liệu TiO2 nanomet 9 1.2.1. Tính chất quang xúc tác 9 1.2.2. Vật liệu TiO2 pha tạp 11 1.2.3. Hiệu suất quang hoá 12 12 1.3. Than hoạt tính 13 1.3.1. Cơ chế lọc nước của than hoạt tính 13 1.3.2. Hiệu suất lọc 14 1.4. Cationite 14 1.4.1. Trao đổi ion - nhựa trao đổi ion 14 1.4.2. Cationite 15 16 Chương 2. THỰC NGHIỆM 17 2.1. Chế tạo vật liệu TiO2 pha tạp Ni 17 2.1.1. Thí nghiệm chế tạo mẫu TiO2 pha tap Ni 17 2.1.2. Các kĩ thuật đo khảo sát tính chất của vật liệu TiO2 pha tạp Ni 23 2.2. Thiết kế bình lọc nước 24 2.3. Thí nghiệm khả năng xử lý vi khuẩn của TiO2 nano 27 2.3.1. Thí nghiệm khả năng xử lý vi khuẩn của TiO2 nano lần 1 27 2.3.2. Thí nghiệm khả năng xử lý vi khuẩn của TiO2 nano lần 2 28 2.4. Thí nghiệm khả năng xử lý của than hoạt tính và cationite 29 2.4.1. Thử nghiệm lớp than hoạt tính 29 2.4.2. Thử nghiệm lớp cationite 30 2.4.3. Thử nghiệm kết hợp lớp than hoạt tính và lớp cationite 30 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1. Kết quả đo mẫu 2 31 3.1.1. Kết quả nhiễu xạ tia X 31 3.1.2. Kết quả đo phổ hấp thụ 32 3.1.3. Kế hoạch khắc phục 33 3.2. Kết quả đo mẫu 3 33 3.2.1. Kết quả nhiễu xạ tia X 34 3.2.2. Kết quả đo phổ hấp thụ 35 3.3. Kết quả xử lý vi khuẩn bằng TiO2 nano 36 4 3.3.1. Kết quả xử lý vi khuẩn bằng TiO2 nano lần 1 36 37 3.3.2. Kết quả xử lý vi khuẩn bằng TiO2 nano lần 2 38 3.4. Kết quả xử lý nước bằng than hoạt tính và cationite 40 3.5. Hướng nghiên cứu tiếp theo 41 Tài liệu tham khảo 42 5 Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Các thông số xác định ô nhiễm nước Nước vùng lũ lụt bị ô nhiễm nặng. Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu do phân, rác, nước thải, bãi thu gom, tập kết xử lý chất thải rắn, kho chứa hóa chất, kho chứa thuốc bảo vệ thực vật bị cuốn chung vào nguồn nước. Các công trình xử lý nước thải, hệ thống thoát nước thải bị phá hủy làm cho phân, rác, nước thải tồn đọng từ các nhà vệ sinh, hệ thống cống rãnh, chuồng trại chăn nuôi tràn trực tiếp ra môi trường. Để xử lý nước vùng lũ thành nước sạch, cần phải xử lý nguồn nước mặt nhiễm đục, chất rắn lơ lửng, màu, mùi, phèn, độc tố, kim loại nặng, vi sinh thành nước đạt tiệu chuẩn Việt Nam (TCVN) phục vụ việc cung cấp nước sạch và nước tinh khiết cho sinh hoạt ăn uống và mục đích y tế. Dựa vào tiêu chuẩn quốc gia TCVN hoặc các tiêu chuẩn quốc tế người ta quy định cho các loại nước những tiêu chuẩn, các thông số cần giám sát (loại A và B). Nước nguồn phải giám sát các thông số như độ pH, độ trong, độ cứng, màu, độ đục, hàm lượng oxy hòa tan, Fe, Mn và kim loại nặng…. Nước qua sử dụng phải giám sát: độ pH, độ kiềm, độ acid, COD, BOD, N, P, S, các hóa chất, dầu mỡ và kim loại nặng…. Các tiêu chuẩn cũng được quy định theo hai loại nước nói trên. 1.1.1. pH Nước trung tính có pH = 7; nếu pH < 7 là có tính acid, pH > 7 – tính kiềm. Nước ngầm thường có pH = 4-5; nước thải có pH dao động nhiều, đặc biệt trong các quá trình keo tụ, khử trùng, khử sắt, làm mềm nước, chống ăn mòn. pH là chỉ tiêu rất cần thiết cho phép xác định phương pháp xử lý nước thích hợp. Độ acid tự nhiên là do CO2 hoặc acid vô cơ gây ra, có thể ăn mòn kim loại. CO2 là do hấp thụ từ không khí hoặc từ hoạt động oxy hóa sinh học các chất hữu cơ. Acid vô cơ thường có trong nước ngầm khi chảy qua các vùng mỏ hoặc các lớp khoáng chất, thường thấy dưới dạng hợp chất lưu huỳnh. Độ kiềm tự nhiên là do 3 nhóm ion OH-, CO32- và HCO3- tạo nên. Một số muối như borat, silicat làm tăng độ kiềm. Vài acid hữu cơ khá bền với chất oxy hóa sinh học như humix; các muối của chúng gây tăng độ kiềm; tiêu thụ CO2 làm tăng độ pH. Độ kiềm cao gây ảnh hưởng xấu đến đời sống vi sinh vật. Nói chung cần giám sát độ kiềm để có biện pháp làm mềm nước hoặc tạo dung dịch đệm. 6 1.1.2. Độ cứng Thường có hai loại là nước cứng và nước mềm. Nước cứng không tạo bọt xà bông, dễ kết tủa do các ion hóa trị 2 như Ca+ +, Mg++ hoặc Fe++, Mn++, Zn++. Thường chủ yếu do Ca++ và Mg++. Giám sát độ cứng qua hàm lượng CaCO3 quy đổi. Nước mềm có CaCO3 < 50 mg/l. Nhìn chung nước cứng không độc hại nhưng ảnh hưởng không tốt đến sinh hoạt và công nghiệp vì không có bọt, giặt lâu sạch, hấp thụ Ca, Mg làm cho vải mau mục, dòn hoặc tạo thành màng cứng trên thành ống, nồi hơi dễ gây nổ. 1.1.3. Độ đục Độ đục là do các hạt rắn lơ lửng, các chất hữu cơ phân rã hoặc do động thực vật chết gây nên. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng vào nước, giảm quang hợp và đặc biệt giảm tính thẩm mỹ. Các hạt rắn có thể mang theo vi sinh vật và mầm bệnh. Giám sát độ đục thông qua hàm lượng SiO2 trong 1 lít nước. Đơn vị độ đục là 1 mg SiO2/lít nước. 1.1.4. Độ màu Nước tự nhiên không có màu; độ màu là do các chất như mùn, vụn chất hữu cơ (xác thực vật phân hủy), các hạt lơ lửng vô cơ, các tanin, acid humic phân hủy, thường có nguồn gốc từ nước thải công nghiệp đặc biệt là giấy, bông, nhuộm hoặc do Fe, có màu nâu đặc trưng. Người ta phân biệt màu thực và màu biểu kiến. Màu thực là do các dạng hữu cơ, thực vật dạng keo, khó xử lý ví dụ mùn humic có màu vàng; thủy sinh, rong tảo có màu xanh. Màu biểu kiến là do các hạt rắn vô cơ có màu, xử lý đơn giản hơn. Nước thải công nghiệp thường có màu hỗn hợp vừa thực, vừa màu biểu kiến. Đôi khi nước có màu không gây độc hại đáng kể cho sinh vật nhưng làm giảm vẻ thẩm mỹ hoặc làm giảm phẩm chất trong chế biến thực phẩm, công nghiệp nhuộm 1.1.5. Hàm lượng chất rắn Các chất rắn bao gồm các chất vô cơ hòa tan (các muối) hoặc không hòa tan (đất đá dạng huyền phù) và các chất hữu cơ như vi sinh vật (kể cả động vật nguyên sinh và tảo), các chất hữu cơ tổng hợp (phân bón, chất thải). Người ta thường giám sát hàm lượng chất rắn qua các thông số sau: Tổng chất rắn (TS) là trọng lượng khô (mg/l) của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít nước, sấy khô ở 103oC. Chất rắn lơ lửng (SS) là trọng lượng khô phần rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh 1 lít nước, sấy khô ở 103-105oC. Chất rắn hòa tan (DS) là hiệu số (TS – SS) = DS. 7 1.1.6. Hàm lượng oxy hòa tan (DO – Dissolved Oxygen) Tất cả các sinh vật hiếu khí đều cần O2 cho hô hấp. Động vật trên cạn sử dụng O2 của không khí (khoảng 21% trong khí quyển), động vật dưới nước sử dụng O2 hòa tan (trung bình 4 mg/l); O2 hòa tan có nhiều hơn trên phần nước mặt, hoặc ở vùng có thực vật xanh. Hàm lượng O2 hòa tan phụ thuộc vào áp suất riêng phần O2 trong không khí; vào nhiệt độ nước và quang hợp, vào hàm lượng muối trong nước. O2 hòa tan giảm là dấu hiệu ô nhiễm nước. Khi hàm lượng O2 hòa tan gần bằng 0 thì nước ô nhiễm nặng. Nước sạch thì O2 bão hòa. toC = 0oC; p = 1 atm thì DO = 14,6 mg/l toC = 20oC; p = 1 atm thì DO = 9,2 mg/l toC = 35oC; p = 1 atm thì DO = 7 mg/l 1.1.7. Nhu cầu oxy hóa sinh hóa (BOD – Biochemical Oxygen Demand) Đó là lượng O2 cần thiết để vi sinh vật thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ bị phân hủy. Đơn vị là mg O2/l. Chỉ số BOD cao thì ô nhiễm nặng. Nước sạch thì BOD < 2 mg O2/l Nước thải sinh hoạt thường có BOD = 80-240 mg O2/l Thông thường phải có thời gian dài khoảng 20 ngày thì 80-90% lượng chất hữu cơ mới bị oxy hóa hết. Người ta quy ước để 5 ngày vì vậy gọi là BOD5. 1.1.8. Nhu cầu oxy hóa hóa học (COD – Chemical Oxygen Demand) Đó là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ tạo thành CO2 và nước. Vì BOD không tính đến các chất hữu cơ bền vững vốn không bị oxy hóa sinh hóa, còn COD thì có tác dụng với mọi chất hữu cơ, nên COD được coi là đặc trưng hơn trong giám sát ô nhiễm nước. Nước thải ô nhiễm có tỉ lệ BOD/COD là 0,7 - 0,5. 1.1.9. Hàm lượng các chất Sulfat SO 4 2- ảnh hưởng đến sự tạo thành H 2 S gây mùi khó chịu, rất độc cho cá; gây cặn cứng ở thành nồi hơi, nồi nấu nước, làm mòn kim loại, gây bệnh tiêu chảy. Nitơ và hợp chất nitơ: Chủ yếu bắt nguồn từ quá trình phân hủy chất hữu cơ do vi sinh vật. Nitrit – NO 2 là giai đoạn trung gian trong quá trình đạm hóa. Nitrat – NO 3 là giai đoạn oxy hóa cao nhất cũng là giai đoạn sau cùng của oxy hóa sinh học. Phosphat PO 4 3- : Đó là nguồn dinh dưỡng giúp sinh vật và hệ sinh thái nước phát triển. Nhưng nếu nhiều quá sẽ sinh ra thiếu O 2 tạo nên hiện tượng thối rữa. Các kim loại và kim loại nặng: Các kim loại thường được lưu ý giám sát bởi tính độc hại và tác động gây ô nhiễm của chúng như: đồng, sắt, mangan, kẽm, chì, crom, nhôm, 8 1.2. Vật liệu TiO2 nanomet 1.2.1. Tính chất quang xúc tác Hiện tượng quang điện trong: Khi bán dẫn được chiếu bằng chùm ánh sang có bước song thích hợp, thì một số êlectron liên kết trong bán dẫn có thể bứt ra khỏi các nguyên tử bán dẫn và chuyển động tự do trong khối bán dẫn đó. Đồng thời có một số lượng như vậy các lỗ trống được tạo ra và tham gia vào quá trình dẫn điện. Năm 1930, khái niệm quang xúc tác ra đời. Trong hoá học nó dùng để nói đến những phản ứng xảy ra dưới tác dụng đồng thời của ánh sáng và chất xúc tác, hay nói cách khác, ánh sáng chính là nhân tố kích hoạt chất xúc tác, giúp cho phản ứng xảy ra. Khi có sự kích thích của ánh sáng có năng lượng lớn hơn năng lượng vùng cấm, một số êlectron liên kết trong vùng hóa trị có thể bứt ra khỏi các nguyên tử bán dẫn và chuyển lên vùng dẫn thành các điện tử tự do trong khối bán dẫn đó, trong chất bán dẫn sẽ tạo ra cặp điện tử - lỗ trống (e-/h+). Cặp điện tử - lỗ trống đó khuếch tán ra bề mặt, phản ứng với H 2 O và O 2 tạo ra các gốc có khả năng oxy hóa khử các chất hữu cơ. Các chất hữu cơ được hấp phụ ở bề mặt bị oxy hóa thành CO 2 và H 2 O. TiO 2 (h+) + H 2 O OH * + H + + TiO 2 9 TiO 2 (e-) + O 2 TiO 2 + O 2- Để 1 vật có khả năng xúc tác quang cần có hoạt tính quang hóa và có độ rộng vùng cấm thích hợp để hấp thụ ánh sang tử ngoại hoặc ánh sáng nhìn thấy. Vật liệu Titan Dioxide (TiO 2 ) cho thấy có triển vọng: - Khả năng oxy hóa mạnh của lỗ trống được sản sinh bởi photon khi hấp thụ ánh sáng có bước sóng ngắn hơn 380nm (vùng ánh sáng tử ngoại, UV) - TiO 2 là chất trơ về mặt hóa học và sinh học, do đó mà 1 lượng dư TiO 2 còn lại sau quá trình xử lý các chất ô nhiễm môi trường không gây tác động xấu đến sinh quyển và sức khỏe con người. - Không cần các chất phụ gia hóa học - TiO 2 bền, không bị ăn mòn quang học và hóa học, do đó việc sử dụng mang lại hiệu quả cao. - Chất xúc tác quang có thể được tái tạo cho việc tái sử dụng - Hiệu suất phân hủy cao tại nhiệt độ phòng 10 [...]... biệt lớn nhất với các thiết kế bình lọc nước di động khác Lớp TiO2 dưới sự chiếu sáng của hệ thống đèn chiếu có khả năng tiêu di t vi khuẩn, virus, các tác nhân hữu cơ gây bệnh như prion và viroid Nhược điểm duy nhất của TiO2 là để xử lý một khối lượng vi khuẩn, virus lớn và có kích thước nhỏ cần thời gian khoảng 1 tiếng Tuy nhiên với nguồn nước trong tự nhiên, lượng vi khuẩn có kích thước lớn chiếm... số khuẩn lạc trên các đĩa petri, tính hiệu suất xử lý E.Coli của phản ứng quang xúc tác 28 2.4 Thí nghiệm khả năng xử lý của than hoạt tính và cationite Dụng cụ: - Ống kim tiêm 50ml (mô phỏng ống lọc nước) - Than hoạt tính - Cationite - Nước sông Hồng - Giấy lọc, bông 2.4.1 Thử nghiệm lớp than hoạt tính Lớp than hoạt tính 2 mẫu nước trước và sau khi lọc bằng lớp than hoạt tính ( mẫu 1 ở bên phải) -. .. Thí nghiệm khả năng xử lý vi khuẩn của TiO2 nano 2.3.1 Thí nghiệm khả năng xử lý vi khuẩn của TiO2 nano lần 1 Quy trình thí nghiệm: Ngày thứ nhất: Chuẩn bị dụng cụ: Mẫu TiO2 : Ni Nano Dung dịch nước muối sinh lý NaCl 0.85% Máy khuấy từ + Con từ Ống ly tâm, máy ly tâm Pipet Đèn dây tóc 220V-40W (ánh sáng vàng) Giá đỡ Hộp kín Đĩa petri đổ sẵn thạch Agar + que trang Bình eclen 100ml Các dụng cụ được tiệt... tinh thể VNU-HN-SIEMENS D5005 - Mau TiO2 - Ni 250 240 d=3.513 230 220 210 200 190 180 170 160 130 120 110 100 d=1.8869 60 d=1.4786 80 70 d=1.6970 d=1.6732 90 d=2.3739 Lin (Cps) 150 140 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: Phu-DHSP -TiO 2- Ni.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1.0 s - Temp.: 25.0 °C (Room) - Anode: Cu - Creation:... sáng đạt 90 phút 27 Ngày thứ ba: Đếm số khuẩn lạc trên các đĩa petri, tính hiệu suất xử lý E.Coli của phản ứng quang xúc tác 2.3.2 Thí nghiệm khả năng xử lý vi khuẩn của TiO2 nano lần 2 Quy trình thí nghiệm: Ngày thứ nhất: Chuẩn bị dụng cụ: Mẫu TiO2 : Ni Nano Dung dịch nước muối sinh lý NaCl 0.85% Máy khuấy từ + Con từ Ống ly tâm, máy ly tâm Pipet Đèn compact 220V-20W (ánh sáng trắng) Giá đỡ Hộp kín Đĩa... trước đây và bờ hấp thụ dịch hoàn toàn về vùng ánh sáng nhìn thấy Đây là những cơ sở quan trọng cho các thử nghiệm về sau 3.3 Kết quả xử lý vi khuẩn bằng TiO2 nano 3.3.1 Kết quả xử lý vi khuẩn bằng TiO2 nano lần 1 Mẫu Đối chứng Vi khuẩn + TiO2 (không sáng) Vi khuẩn + TiO2 (có sáng) Thời gian 0 30 60 90 0 30 60 90 0 30 60 90 CFU/Petri 144 182 161 162 152 168 192 167 144 182 113 111 144 104 90 93 144... nhỏ của TiO2 :Ni (2.755 eV) cho thấy khả năng quang xúc tác của vật liệu trong vùng ánh sáng nhìn thấy có thể đã được nâng cao đáng kể Ta biết rằng, trong 3 dạng thù hình chính của TiO2, pha anatase có hiệu suất quang xúc tác lớn nhất Bên cạnh đó, từ cơ chế quang xúc tác của vật liệu TiO2 , ta thấy kích thước hạt giảm xuống cỡ nano sẽ làm tăng di n tích bề mặt và dẫn đến làm tăng hiệu quả quang xúc của... phạm Hà Nội 23 2.2 Thiết kế bình lọc nước 24 25 Bản vẽ 3D thiết kế của bình lọc nước Cấu tạo của bình lọc nước gồm có: nắp bình, lõi lọc, vỏ bình, nắp đáy, ống bơm và bơm tay Lõi lọc là thành phần quan trọng nhất của thiết kế này Lõi lọc thiết kế được hy vọng có khả năng lọc được màu, mùi, vị, đa số độc tố của nước bẩn được cho vào Cấu tạo sơ bộ của lõi lọc Cấu tạo lõi lọc (từ trong ra ngoải): Bán kính... nhận được Cụ thể, đó là sự trao đổi ion giữa một chất rắn ( nhựa trao đổi ) với một chất lỏng, ở đây chủ yếu là nước uống và nước cấp thậm chí sử dụng rong xử lý nước thải, ví dụ nước thải ngành xi mạ Trao đổi ion là quá trình trao đổi qua lại giữa ion trong chất lỏng và nhựa trao đổi Quá trình này thường được sử dụng để loại bỏ các ion không mong muốn từ chất lỏng và thay thế bằng các ion khác có thể.. .TiO2 anatase có năng lượng vùng cấm là 3,2 eV, tương đương với một lượng tử ánh sáng có bước sóng 388 nm TiO2 rutile có năng lượng vùng cấm là 3,0 eV tương đương với một lượng tử ánh sáng có bước sóng λ = 413 nm 1.2.2 Vật liệu TiO2 pha tạp Với độ rộng vùng cấm khoảng 3.2eV - 3.8eV, vật liệu TiO2 chỉ có thể cho hiệu ứng quang xúc tác trong vùng ánh sáng UV Tuy nhiên, hiệu suất quang xúc tác ngoài . TRƯỜNG THPT CHUYÊN HÀ NỘI - AMSTERDAM BÌNH LỌC NƯỚC DI DỘNG SỬ DỤNG CHẤT QUANG XÚC TÁC TIO 2 NANO ĐỂ XỬ LÝ VI KHUẨN - HỖ TRỢ ĐỒNG BÀO VÙNG LŨ LỤT Lĩnh vực: Khoa học môi trường . 35 3.3. Kết quả xử lý vi khuẩn bằng TiO2 nano 36 4 3.3.1. Kết quả xử lý vi khuẩn bằng TiO2 nano lần 1 36 37 3.3.2. Kết quả xử lý vi khuẩn bằng TiO2 nano lần 2 38 3.4. Kết quả xử lý nước bằng than. 27 2.3.1. Thí nghiệm khả năng xử lý vi khuẩn của TiO2 nano lần 1 27 2.3.2. Thí nghiệm khả năng xử lý vi khuẩn của TiO2 nano lần 2 28 2.4. Thí nghiệm khả năng xử lý của than hoạt tính và cationite