Luận án tiến sĩ hóa học nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng và một số ứng dụng

LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với PGS. TS. Nguyễn Đình Tuyến, người đã hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành luận án này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Lê Thị Hoài Nam đã tận tình chỉ dẫn giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Tôi xin cảm ơn Ban l ãnh đạo và các nhà khoa học công tác tại Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện làm việc cũng góp ý trong quá trình học tập và hoàn thành luận án này. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của anh chị em trong phòng Xúc tác Ứng dụng Viện Hóa học trong suốt thời gian tôi làm việc tại đây. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể gia đình bạn bè, đồng nghiệp. Những người đã luôn ủng hộ, giúp đỡ tôi vượt qua những khó khăn trong thời gian thực hiện luận án này. Hà nội, ngày 26 tháng 01 năm 2015 112 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 4 I.I. ZEOLIT VÀ VẬT LIỆU MAO QUẢN TRUNG BÌNH CHỨA TITAN 7 I.I.1 Titanosilicat (TS-1) 7 I.1.2. Vật liệu mao quản trung bình trật tự chứa Titan 12 I.1.3. Vật liệu đa cấp mao quản chứa Ti 15 I.2. VẬT LIỆU TRÊN CƠ SỞ TITAN DIOXIT 18 I.2.1. Khái niệm titan đioxit 18 I.2.2. Tính chất của TiO 2 19 I.3. VẬT LIỆU KHUNG HỮU CƠ – KIM LOẠI 21 I.3.1. Vật liệu khung hữu cơ kim loại 22 I.3.2. MIL-101 22 I.3.3. Ứng dụng của vật liệu MOFs 23 I.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VẬT LIỆU CẤU TRÚC NANO CHỨA TITAN 24 I.4.1. Phương pháp thủy nhiệt (Hydrothermal treatment) 24 I.4.2. Phương pháp sol-gel (Sol-gel) 26 I.4.3. Phương pháp vi nhũ ( Micro-emulsion method) 27 I.4.4. Phương pháp biến tính sau tổng hợp (post-synthesis) 29 I.4.5. Tổng hợp zeolit và vật liệu mao quản trung bình chứa titan 30 I.4.6. Tổng hợp vật liệu đa cấp mao quản chứa titan MTS-9 32 I.4.7. Tổng hợp Titan dioxit và TiO 2 biến tính 33 I.4.8. Tổng hợp vật liệu khung hữu cơ kim loại (metal organic framworks - MOFs) 34 I.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VẬT LIỆU 35 I.5.1. Những cơ sở khoa học của việc phân tích định tính và định lượng vật liệu cấu trúc nano 35 I.5.2. Phương pháp phổ nhiễu xạ tia X (XRD) 36 I.5.3. Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) 37 I.5.4. Phương pháp phổ tán xạ Raman 41 113 I.5.5. Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại và khả kiến 43 I.5.6. Phương pháp hiển vi điện tử quét ( SEM) 44 I.5.7. Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 44 I.5.8. Phương pháp xác định diện tích bề mặt riêng (BET) 45 I.6. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ 4-NITROPHENOL VÀ CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY 47 I.6.1. p-nitrophenol và các dẫn xuất vòng thơm chứa nitro. 47 I.6.2. Độc tính của các hợp chất nitrophenol 47 I.6.3. Các phương pháp xử lý 48 CHƯƠNG II. THỰC NGHIỆM 51 II.1. TỔNG HỢP VẬT LIỆU 51 II.1.1. Các vật liệu mao quản trung bình trật tự chứa Titan 51 II.1.2. Vật liệu đa cấp mao quản chứa Titan 52 II.1.3. Vật liệu TiO 2 doping Ceri và doping Nitơ 53 II.1.4. Vật liệu mao quản trung bình trật tự chứa Titan đioxit (TiO 2 /SBA-15 , TiO 2 /MCM-41) 54 II.1.5. Vật liệu khung hữu cơ kim loại chứa Titan 55 II.2. ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU 55 II.2.1. Đặc trưng cấu trúc và hình thái mao quản trung bình trật tự cao 55 II.2.2. Đặc trưng trạng thái Titan trong và ngoài mạng tinh thể 55 II.2.3. Phân tích hàm lượng Titan trong mẫu vật liệu 56 II.3. XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH XÚC TÁC 59 II.3.1. Hoạt tính oxi hóa chọn lọc hợp chất hữu cơ 59 II.3.2. Hoạt tính quang xúc tác oxi hóa hoàn toàn hợp chất hữu cơ 59 II.3.2.2. Phản ứng oxi hóa hoàn toàn 4-NP 63 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 64 III.1. ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU 64 III.1.1. Vật liệu mao quản trung bình trật tự chứa Titan 64 III.1.2. Vật liệu đa cấp mao quản chứa Titan 71 III.1.3. Vật liệu TiO 2 /SBA-15 và TiO 2 /MCM-41 78 III.1.4. Vật liệu TiO 2 doping theo phương pháp sol-gel 83 114 III.1.5. Vật Liệu TiO 2 doping nitơ 88 III.1.6. Vật liệu khung hữu cơ kim loại chứa Titan 94 III.2. HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA CÁC VậT LIỆU TRÊN CƠ SỞ TIO 2 99 III.2.1. Hoạt tính các mẫu vật liệu doping bằng phương pháp sol-gel trong phản ứng phân hủy MB (Methylen Blue – Xanh Metilen) 99 III.2.2. Kết quả xử lý 2,4 D (Axit 2,4 diclophenoxyacetic). 101 III.2.3. Kết quả xử lý hoạt tính các mẫu vật liệu biến tính Nitơ với MB. 102 III.2.4. Hoạt tính quang xúc tác của TiO 2 -N4-600 xử lý MB. 103 III.3. PHẢN ỨNG QUANG XÚC TÁC OXI HÓA HOÀN TOÀN 4-NP 104 III.3.1. Hoạt tính quang xúc tác của các vật liệu cấu trúc nano chứa Ti trong phản ứng phân hủy 4-NP 104 III.3.2. Hoạt tính xúc tác của TiO 2 /MCM-41 106 III.3.3. Hoạt tính quang xúc tác của các vật liệu TiO 2 /MIL-101 107 KẾT LUẬN 110 115 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng I.1. Một số ứng dụng của TiO 2 tại Nhật Bản [23] 6 Bảng I.2. Độ chuyển hóa và độ chọn lọc phản ứng amoxy hóa trên các xúc tác chứa Titan 12 Bảng I.3. Kết quả một số phản ứng oxi hóa trên xúc tác MQTB chứa Titan 14 Bảng I.4. Các phản ứng oxi hóa trên MTS-9 so sánh với các vật liệu chứa titan khác 1 7 Bảng I.5. Các hằng số vật lý của TiO 2 19 Bảng I.6. Một số tính chất vật lí của TiO 2 dạng Anatase và Rutile 20 Bảng I.7. Các dao động IR đặc trưng 39 Bảng III.1. Kết quả đặc trưng các vật liệu mao quản trung bình chứa Titan 82 Bảng III.2. Các ký hiệu mẫu vật liệu theo phương pháp sol-gel 83 Bảng III.3. Bước sóng hấp thụ và năng lượng vùng cấm của các mẫu vật liệu xúc tác theo phương pháp sol-gel 84 Bảng III.4. Các ký hiệu mẫu vật liệu theo phương pháp xử lý nhiệt 88 Bảng III.5. Bước sóng hấp thụ và năng lượng vùng cấm của các mẫu vật liệu xúc tác theo phương pháp xử lý nhiệt 90 Bảng III.6. Hàm lượng TiO 2 của các mẫu phân tán trên MIL-101 bằng phương pháp EDX 97 Bảng III.7. Các đặc trưng cấu trúc vật liệu chứa Titan ở các trạng thái khác nhau 10 4 Bảng III.8. Đặc trưng cấu trúc các mẫu TiO 2 /MIL-101 khác nhau 107 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình I.1. Cấu trúc TS-1 7 Hình I.2. Dạng cấu trúc liên kết của titan trong mạng lưới tinh thể 9 Hình I.3. Sơ đồ cơ chế tâm Ti hoạt động trong mạng tinh thể TS-1 9 Hình I.4. Một số phản ứng oxi hóa sử dụng TS-1 làm xúc tác 10 Hình I.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ chuyển hóa H 2 O 2 và phần trăm sản phẩm 116 phụ 11 Hình I.6. Các dạng cấu trúc vật liệu MQTB 13 Hình I.7. Cấu trúc SBA-15 15 Hình I.8. Minh họa cấu trúc MTS-9 16 Hình I.9. Cấu trúc tinh thể của TiO 2 : A.Rutile B. Anatase C. Brookite 18 Hình I.10. Đa diện phối trí của TiO 2 . 19 Hình I.11. Các quá trình diễn ra trong hạt bán dẫn khi hấp thụ photon 21 Hình I.12. Cấu trúc tinh thể MIL-101 23 Hình I.13. Sự phụ thuộc áp suất hơi trong điều kiện đẳng tích 25 Hình I.14. Sơ đồ chung của phương pháp sol – gel điều chế vật liệu nano 26 Hình I.15. Sơ đồ biến tính TiO 2 bằng phương pháp sol-gel 26 Hình I.16. Cấu trúc hiển vi của vi nhũ ở một nồng độ chất hoạt động bề mặt cho trước với ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ nước 28 Hình I.17. Sơ đồ tạo hạt từ vi nhũ 29 Hình I.18. Quá trình hình thành zeolit 31 Hình I.19. Sơ đồ nguyên lý tổng hợp vật liệu MQTB 31 Hình I.20. Sơ đồ liên kết chất HĐBM và nguồn Silic 32 Hình I.21. Qui trình tổng hợp MTS-9 33 Hình I.22. Sơ đồ tổng hợp hạt nano TiO 2 theo phương pháp thuỷ nhiệt 33 Hình I.23. Sơ đồ tổng hợp MIL-101 34 Hình I.24. Các dạng đường đẳng nhiệt hấp phụ-khử hấp phụ theo phân loại IUPAC 4 6 Hình I.25. Sự phụ thuộc của P/V(P 0 - P) theo P/P 0 46 Hình I.26. Hợp chất nitrophenol phổ biến 47 Bảng II.1. Các mẫu vật liệu Ti-SBA-15. 51 Hình II.1. Qui trình tổng hợp Ti-MCM-41 51 Hình II.2. Sơ đồ tổng hợp vật liệu đa cấp mao quản chứa Titan 52 Hình II.3. Sơ đồ tổng hợp Ce-TiO 2 bằng phương pháp sol-gel 53 Hình II.4. Sơ đồ hệ thống biến tính Nitơ 54 Hình II.5. Công thức cấu tạo và phổ UV -vis của MB 59 Hình II.6. Độ chuyển hóa của MB phụ thuộc nồng độ xúc tác 60 117 Hình II.7. Đường cong hấp phụ MB theo thời gian 61 Hình II.8. Đường chuẩn nồng độ MB xác định bằng phương pháp đo quang 61 Hình II.9. Sơ đồ thiết bị thử hoạt tính xúc tác 62 Hình II.10. Độ chuyển hóa MB 5 mg/l, xúc tác P25 với công suất chiếu sáng khác nhau 6 2 Hình II.11. Đường chuẩn 4-NP bằng phương pháp đo quang 63 Hình II.12. Đường chuẩn của 4-NP xác định bằng phương pháp UV-vis 63 Hình III.1. Phổ XRD của các mẫu SBA-15 chứa Titan ở các nồng độ khác nhau 64 Hình III.2. Ảnh TEM của vật liệu Ti-SBA-15 64 Hình III.3. Ảnh SEM của vật liệu Ti-SBA-15 65 Hình III.4. Phổ hồng ngoại của các mẫu Ti-SBA-15 65 Hình III.5. Phổ Raman các mẫu Ti_SBA-15 so sánh với TiO 2 (anatas) 66 Hình III.7. Phổ nhiễu xạ tia X của vật liệu Ti-MCM-41 68 Hình III.8. Phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến của Ti-MCM-41 và P25 68 Hình III.9. Kết quả ảnh TEM của vật liệu 69 Hình III.10. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ N 2 của vật liệu Ti-MCM-41 7 0 Hình III.11. Đường cong phân bố kích thước mao quản của vật liệu Ti-MCM-41 70 Hình III.12. Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu vật liệu TS-1/SBA-15 71 Hình III.13. Minh họa cấu trúc mao quản kích thước đồng đều của SBA-15 và cấu trúc mao quản không đồng đều của TS-1/SBA-15 71 Hình III.14. Đường đẳng nhiệt hấp phụ, giải hấp phụ N 2 và đường cong phân bố kích thước mao quản của mẫu TS-1/SBA-15 72 Hình III.15. Ảnh TEM của mẫu TS-1/SBA-15 (a) và SBA-15 (b) 73 Hình III.16. Phổ hồng ngoại của các mẫu TS/SBA-15 a. (Si/Ti=80) b.(Si/Ti=60) 74 Hình III.17. Phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến của vật liệu 75 Hình III.18. Phổ nhiễu xạ tia X góc nhỏ của vật liệu TS-1/MCM-41 75 Hình III.19. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ Nitơ và đường cong phân bố kích thước mao quản của vật liệu TS-1/MCM-41 76 Hình III.20. Giản đồ t-plot xác định thể tích vi mao quản của vật liệu TS-1/MCM-41 118 7 7 Hình III.21. Ảnh hiển vi điện tử truyền qua của vật liệu TS-1/MCM-41 77 Hình III.22. Phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến của vật liệu TS-1/MCM-41 78 Hình III.23. Phổ nhiễu xạ tia X góc nhỏ 2θ = 1÷10 79 Hình III.24. Phổ nhiễu xạ tia X góc lớn 2θ = 10÷40 79 Hình III.25. Ảnh hiển vi điện tử truyền qua của các mẫu vật liệu TiO2/SBA-15 và TiO 2 /MCM-41 tương ứng từ trái qua phải 80 Hình III.26. Đường đẳng nhiệt hấp phụ và giải hấp phụ N 2 của các mẫu vật liệu TiO 2 /SBA-15 và TiO 2 /MCM-41 81 Hình III.27. Phổ UV-vis của các vật liệu TiO 2 /SBA-15, TiO 2 /MCM-41 và P25 81 Hình III.28. Phổ tán xạ Raman của mẫu TiO 2 /MCM-41 82 Hình III.29. Phổ UV-VIS rắn của các mẫu TiO 2 biến tính kim loại. 83 Hình III.30. Phổ XRD của TiO 2 (SG) 84 Hình III.31. Phổ XRD của Fe-TiO 2 85 Hình III.32. Phổ XRD của Ce -TiO 2 85 Hình III.33. Phổ XRD của hỗn hợp (Fe + Ce)- TiO 2 86 Hình III.34. Phổ Raman của SG (a) và Ce-TiO 2 (b) 86 Hình III.35. Ảnh SEM của Fe – TiO 2 (a) vật liệu SG(b) 87 Hình III.36. Phổ UV-VIS rắn của các mẫu TiO 2 biến tính nitơ theo thời gian gia nhiệt khác nhau. 88 Hình III.37. Phổ UV-VIS rắn của các mẫu TiO 2 biến tính nitơ theo nhiệt độ 89 Hình III.38. Phổ XRD của TiO 2 (HQ) 91 Hình III.39. Phổ XRD của TiO 2 -N4-600 0 C 91 Hình III.40. Phổ XRD của TiO 2 -N4-650 0 C 92 Hình III.41. Phổ raman của TiO 2 không biến tính và biến tính nitơ. 92 Hình III.42. Ảnh SEM của vật liệu TiO 2 không biến tính. 93 Hình III.43. Ảnh SEM của vật liệu TiO 2 biến tính nitơ ở 4h, 600 o C 93 Hình III.44. Phổ IR của vật liệu MIL-101 94 Hình III.45. Phổ XRD của vật liệu MIL-101 95 Hình III.46. Đường đẳng nhiệt hấp phụ/giải hấp phụ N 2 của MIL-101 95 Hình III.47. Đường cong phân bố lỗ của MIL-101 96 119 Hình III.48. Ảnh SEM của vật liệu MIL-101 96 Hình III.49. Phổ XRD của các mẫu vật liệu TiO 2 /MIL-101 98 Hình III.50. Ảnh SEM của các vật liệu TiO 2 /MIL-101 A. MIL-101, B.TiO 2 /MIL101(1), C.TiO 2 /MIL-101(3), D.TiO 2 /MIL-101(5), E.TiO 2 /MIL-101(I) 98 Hình III.51. Độ chuyển hóa của MB trên các mẫu vật liệu biến tính theo thời gian. 9 9 Hình III.52. Độ chuyển hóa 2.4 D trên xúc tác (Fe –Ce )-TiO 2 theo thời gian. 101 B Hình III.53. Phổ HPLC mẫu 2,4-D sau 1h xử lý (A) và mẫu 2,4-D 40 ppm (B).101 Hình III.54. Độ chuyển hóa MB trên các mẫu vât liệu biến tính nitơ theo thời gian. 10 2 Hình III.55. Độ chuyển hóa MB trên các mẫu vât liệu biến tính nit ơ theo nhiệt độ. 10 2 Hình III.56. Phổ UV-vis các dung dịch MB theo thời gian xử lý trên xúc tác TiO 2 - N4- 600 0 C 103 Hình III.57. Đồ thị độ chuyển hóa 4-NP theo thời gian 4-NPcác mẫu vật liệu chứa Titan khác nhau 105 Hình III.58. Đồ thị xác định hoạt tính quang xúc tác của vật liệu TiO 2 /MCM-41 ở các điều kiện khác nhau. 106 Hình III.59. Phổ UV-vis của dung dịch phản ứng phân hủy 4-NP trên mẫu TiO 2 /MIL-101(1) làm xúc tác 107 Hình III.60. Phổ UV-vis của dung dịch phản ứng phân hủy 4-nitrophenol trên vật liệu TiO 2 /MIL-101(3) làm xúc tác 108 Hình III.61. Phổ UV-vis của dung dịch phản ứng phân hủy 4-nitrophenol vật liệu TiO 2 /MIL-101(5) làm xúc tác 108 Hình III.62. Đồ thị khảo sát hoạt tính quang hóa phân hủy 4-NP 50 mg/l của các vật liệu khác nhau 109 1 MỞ ĐẦU Sự phát triển các vật liệu chứa Titan làm xúc tác phát triển liên tục và ngày càng phát hiện nhiều tính chất quí báu. Đầu thập niên 90 cho tới nay, một hệ xúc tác chứa titan trên cơ sở silica ứng dụng cho phản ứng oxi hóa xúc tác có tính chất chọn lọc hình dạng, thân thiện môi trường như: TS-1, ETS-10, Ti-beta TS-1 là zeolit chứa titan đã được thương mại hóa áp dụng trong quá trình sản xuất quinon và oxim [1]. Mặc dù TS-1 có hoạt tính rất cao, có độ bền thủy nhiệt lớn nhưng với hệ thống mao quản nhỏ (0,5 – 0,6 nm), TS-1 không có hoạt tính đối với các phản ứng có các phân tử lớn không thể thâm nhập vào hệ thống mao quản. Vì vậy, các vật liệu mao quản trung bình chứa Titan (đường kính > 2 nm) đã được nghiên cứu phát triển, điển hình là Ti-MCM-41, Ti-SBA-15…. Các vật liệu mao quản trung bình chứa Titan như trên thích hợp với các phản ứng oxi hóa các phân tử hữu cơ có kích thước lớn. Tuy nhiên, do bản chất vô định hình của thành mao quản nên chúng có nhược điểm lớn là độ bền thủy nhiệt thấp. Những năm gần đây, một dòng vật liệu chứa Titan mới ra đời trên cơ sở tinh thể hóa thành tường mao quản trung bình silica bằng các hạt nano vi tinh thể TS-1 nhằm thỏa mãn đồng thời yêu cầu về độ lớn mao quản cũng như độ bền thủy nhiệt, điển hình là: MTS-9 (hoặc TS-1/SBA-15). Tuy nhiên, phương pháp công nghệ để tổng hợp MTS-9 chưa được nghiên cứu đầy đủ, chủ yếu là sử dụng phương pháp kết tinh thủy nhiệt, thời gian kết tinh kéo dài, chưa tìm được điều kiện tối ưu để tổng hợp MTS-9 [2-4]. Một hợp chất chứa Titan khác được nghiên cứu nhiều thời gian rất gần đây trong lĩnh vực quang xúc tác là TiO 2 và vật liệu trên cơ sở TiO 2 . Tính cho đến nay (2011) đã có khoảng 14000 bài báo nghiên cứu được công bố có liên quan đến tính chất quang xúc tác TiO 2 , một con số kỉ lục đối với một vật liệu (số liệu thống kê các bài báo trong danh sách ISI - webofknowledge). Tuy nhiên bản thân TiO 2 có hoạt tính quang xúc tác không cao ở vùng ánh sáng có bước sóng lớn hơn 400 nm. Để nâng cao hoạt tính quang xúc tác, một mặt người ta tìm cách giảm kích thước hạt tới nano mét, mặt khác người ta sử dụng phương pháp doping, tức là tạo nên những liên kết hóa học của những dị nguyên tố (kim loại hoặc phi kim) trực tiếp với nguyên tử Titan trong mạng tinh thể TiO 2 . Các phương pháp trên đã làm thay đổi cấu trúc điện tử của vật liệu, giảm năng lượng vùng cấm dẫn đến vật liệu TiO 2 doping có hoạt tính dưới ánh sáng vùng nhìn thấy. Phương pháp đó mở rộng khả năng ứng dụng của vật liệu [...]... học và công nghệ Việt nam, một số nhóm nghiên cứu ở Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, và ở miền Nam cũng có một số cơ sở nghiên cứu về vật liệu TiO 2 anatase và ứng dụng, trường Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh và các cơ sở nghiên cứu này cũng đã thu được một số kết quả nhất định ở các khía cạnh khác nhau Nhóm nghiên cứu của TS Trần Thị Đức – Viện Vật lý ứng dụng và thiết bị khoa học- Viện... trật tự cao  Tổng hợp đặc trưng và đánh giá hoạt tính một số vật liệu chứa titan có thành tường tinh thể hóa : TS-1/SBA-15, TS-1/MCM-41 (MTS-9) bằng phương pháp vi sóng, tìm điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu  Tổng hợp đặc trưng và đánh giá hoạt tính một số vật liệu mao quản trung bình chứa TiO2 : TiO2/MCM-41, TiO2/SBA-15 độ trật tự cao  Tổng hợp đặc trưng và đánh giá hoạt tính một số vật liệu... góp một phần để xây dựng cơ sơ khoa học trong lĩnh vực tổng hợp các vật liệu chứa Titan và những ứng dụng thực tiễn Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận án được trình bày như sau: Chương I Tổng quan tài liệu Chương II Thực nghiệm Chương III Kết quả và thảo luận Kết luận Tài liệu tham khảo 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN I.1 Tình hình nghiên cứu vật liệu chứa Titan trong và ngoài nước I.1.1 Tình hình nghiên cứu. .. MOR được tổng hợp bằng phương pháp biến tính sau tổng hợp [31] Tuy nhiên, trong hầu hết trường hợp đã công bố, hoạt tính xúc tác oxi hóa của TS-1 vẫn được đánh giá cao nhất Dưới đây, xin trình bày một số ứng dụng xúc tác oxi hóa của zeolit chứa titan 10 Hình I.4 Một số phản ứng oxi hóa sử dụng TS-1 làm xúc tác a Phản ứng oxy hóa phenol Phản ứng oxi hóa phenol trên xúc tác TS-1 được Enichem ứng dụng sản... tính, phân tán các hạt nano TiO2 trong hệ thống mao quản MOFs, tạo nên các hệ xúc tác oxi hóa khử ứng dụng trong phản ứng quang xúc tác phân hủy các hợp chất hữu cơ là rất mới hiện nay cả ở Việt Nam và trên thế giới Từ những lý do nêu trên, mục tiêu nghiên cứu của luận án là:  Tổng hợp đặc trưng và đánh giá hoạt tính một số vật liệu chứa titan: Ti-SBA15, Ti-MCM-41 có hàm lượng Titan trong mạng và độ trật... đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp nano-TiO2 nhưng chủ yếu bằng phương pháp sol-gel Vật liệu được tổng hợp có hoạt tính xúc tác quang hoá tương đối cao trong việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ độc hại trong nước như hợp chất gốc phenol, thuốc nhuộm hoạt tính Một trong những cơ sở quan tâm nghiên cứu sớm về TiO 2 cấu trúc anatase và đưa vào ứng dụng là một số nhà Khoa học trong Viện Vật lý Ứng dụng và thiết... nghiên cứu trong nước Tại Việt Nam, nghiên cứu vật liệu quang xúc tác nano TiO2 cấu trúc anatase và ứng dụng chúng để xử lý ô nhiễm môi trường đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu từ những năm 1990 Một số nhóm nghiên cứu tiến hành tổng hợp quang xúc tác nano-TiO2 bằng các phương pháp khác nhau Các đơn vị nghiên cứu như Viện Vật lý điện tử, Phân viện Khoa học Vật liệu -Viện KH&CN Việt Nam,... Nam đã ứng dụng thành công vật liệu nano TiO 2 (sản phẩm PSA-01) bằng phương pháp sol-gel để tổng hợp xúc tác quang hóa cho lớp phủ và đã chế tạo các màng phủ cho kính, sứ vệ sinh Theo hướng nghiên cứu của TS 4 Trần Thị Đức, một vài nhóm nghiên cứu đã bắt đầu ứng dụng vật liệu xúc t ác quang hóa nano- TiO2 cho lớp phủ (coating) trên các bề mặt của kính, sứ vệ sinh Nhóm nghiên cứu ở trường Đại học Quốc... số nhà Khoa học trong Viện Vật lý Ứng dụng và thiết bị Khoa học (TS Trần Thị Đức, TS Nguyễn Trọng Tĩnh ) [15-17] Sau đó một số nhóm nghiên cứu trong Viện Khoa học vật liệu cũng đã triển khai nghiên cứu TiO 2, đáng chú ý là một số kết quả của tập thể các nhà khoa học, kết hợp giữa Viện Khoa học vật liệu và Viện Vật lý ứng dụng - thiết bị khoa học, đã cùng nhau hợp tác thực hiện đề tài Nghị định thư giữa... phòng thí nghiệm và chủ yếu là xúc tác quang hóa ở dạng nano TiO 2 chưa được biến tính (doping) Gần đây, Viện Công nghệ môi trường kết hợp với Viện Vật lý Ứng dụng thiết bị khoa học cũng đã nghiên cứu tiếp nối một số vấn đề và đã chế tạo thành công một số sản phẩm khoa học mới có sử dụng vật liệu nano TiO2 như: Bộ lọc chủ động quang xúc tác sử dụng TiO2 phủ trên vật liệu bông thạch anh và TiO 2 phủ trên . một số nhóm nghiên cứu ở Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, và ở miền Nam cũng có một số cơ sở nghiên cứu về vật liệu TiO 2 anatase và ứng dụng, trường Đại học Quốc gia. Một trong những cơ sở quan tâm nghiên cứu sớm về TiO 2 cấu trúc anatase và đưa vào ứng dụng là một số nhà Khoa học trong Viện Vật lý Ứng dụng và thiết bị Khoa học (TS. Trần Thị Đức, TS Nguyễn. đó một số nhóm nghiên cứu trong Viện Khoa học vật liệu cũng đã triển khai nghiên cứu TiO 2 , đáng chú ý là một số kết quả của tập thể các nhà khoa học, kết hợp giữa Viện Khoa học vật liệu và