Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy

Nghiên cứu biến tính TiO2 cacbon sắt làm chất xúc tác quang hóa vùng ánh sáng trông thấy Nguyễn Diệu Thu Trường đại học Khoa học Tự Nhiên; Khoa Hóa học Chuyên ngành: Hóa vô cơ; Mã số: 60 44 25 Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đình Bảng Năm bảo vệ: 2012 Abstract Tổng quan chất xúc tác quang hóa TiO2: Giới thiệu vật liệu bán dẫn chất xúc tác quang hóa; Đặc điểm cấu trúc tính chất Nano TiO2; Các yếu tố ảnh hưởng đến trình quang xúc tác Nano TiO2; Các phương pháp điều chế Nano TiO2; Biến tính Nano TiO2; Ứng dụng Nano TiO2 Nano TiO2 biến tính; Than hoạt tính cấu trúc xốp bề mặt than hoạt tính; Các phương pháp xác định đặc tính sản phẩm Tiến hành thực nghiệm: Dụng cụ hóa chất; Tổng hợp vật liệu; Đặc trưng vật liệu; Khảo sát tính chất quang xúc tác vật liệu Trình bày kết thảo luận: Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp TiO2 biến tính cacbon sắt; Nghiên cứu đưa vật liệu 0,57% Fe-C-TiO2 lên than hoạt tính; Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc vật liệu 0,57% Fe-C-TiO2 0,57% Fe-C-TiO2-AC Keywords Hóa vô cơ; Chất xúc tác; Cacbon; Sắt; Vật liệu bán dẫn Content Một vấn đề nóng bỏng, gây xúc dư luận xã hội nước tình trạng ô nhiễm môi trường sinh thái hoạt động sản xuất sinh hoạt người gây Vấn đề ngày trầm trọng, đe doạ trực tiếp phát triển kinh tế - xã hội bền vững, tồn tại, phát triển hệ tương lai Trong năm đầu thực đường lối đổi mới, tập trung ưu tiên phát triển kinh tế phần nhận thức hạn chế nên việc gắn phát triển kinh tế với bảo vệ môi trường chưa trọng mức Đối tượng gây ô nhiễm môi trường chủ yếu hoạt động sản xuất nhà máy khu công nghiệp, hoạt động làng nghề sinh hoạt đô thị lớn Giải vấn đề ô nhiễm môi trường thời kỳ đẩy mạnh CNH, HĐH vấn đề cấp thiết cấp quản lí, doanh nghiệp, trách nhiệm hệ thống trị toàn xã hội Nó đòi hỏi nhà khoa học công nghệ phải nghiên cứu phương pháp để xử lý chất ô nhiễm môi trường Sử dụng quang xúc tác bán dẫn nhiều kĩ thuật hứa hẹn cung cấp lượng phân hủy chất ô nhiễm hữu bền loại bỏ kim loại độc hại Đặc điểm loại xúc tác là, tác dụng ánh sáng, sinh cặp electron (e-) lỗ trống (h+) có khả phân hủy chất hữu chuyển hóa kim loại độc hại thành chất “sạch” với môi trường [32] Mặc dù có nhiều hợp chất quang xúc tác bán dẫn, TiO2 chất quang xúc tác phổ biến giá thành rẻ bền hóa học, không độc, dễ điều chế Do TiO2 chất thích hợp ứng dụng xử lí môi trường Ngoài việc sử dụng TiO2 làm chất xúc tác quang hóa xử lí chất hữu độc hại, kim loại nặng nước thải công nghiệp (dệt, nhuộm,…), TiO2 sử dụng để làm không khí, chống mốc, diệt khuẩn, hay phân hủy thuốc trừ sâu,… Vì TiO có lượng vùng cấm ~ 3,2 eV nên có phần nhỏ ánh sáng mặt trời, khoảng 5% vùng tia UV sử dụng [6,15] Do vậy, có nhiều nghiên cứu việc điều chế quang xúc tác TiO2 có khả sử dụng hiệu vùng ánh sáng khả kiến Đến nay, có nhiều nghiên cứu biến tính TiO2 cation kim loại chuyển tiếp hay phi kim Trong số đó, TiO biến tính cation kim loại chuyển tiếp cho thấy kết tốt, tăng cường tính chất quang xúc tác vùng ánh sáng khả kiến Trong nhiều báo cáo, hạt tinh thể nano TiO2 biến tính cation sắt thể hoạt tính quang xúc tác tốt so với TiO2 tinh khiết ánh sáng nhìn thấy Ngoài ra, việc biến tính phi kim, chẳng hạn N, C, S, P halogen tăng hoạt tính TiO2 vùng ánh sáng nhìn thấy Trong nhiều phi kim, cacbon biến tính TiO2 cho kết nghiên cứu có nhiều triển vọng Gần đây, việc biến tính đồng thời kim loại phi kim vào TiO2 thu hút nhiều quan tâm, làm tăng mạnh hoạt tính quang xúc tác so với việc biến tính riêng kim loại phi kim [15] Chính mà chọn đề tài “ Nghiên cứu biến tính TiO2 cacbon sắt làm chất xúc tác quang hóa vùng ánh sáng trông thấy” Xúc tác làm làm thay đổi tốc độ phản ứng hóa học thực số chất mà cuối trình chất nguyên vẹn Chất gây xúc tác gọi chất xúc tác [1, 2] Nhiều loại xúc tác khác sử dụng, xúc tác quang thu hút nhiều quan tâm Trong hoá học dùng để nói đến chất có hoạt tính xúc tác tác dụng ánh sáng, hay nói cách khác, ánh sáng nhân tố kích hoạt chất xúc tác, giúp cho phản ứng xảy Việc sử dụng chất bán dẫn làm xúc tác quang hóa, áp dụng vào xử lý môi trường quan tâm nhiều so với phương pháp thông thường khác Nguyên nhân thân chất xúc tác không bị biến đổi suốt trình, ra, phương pháp có ưu điểm như: thực nhiệt độ áp suất bình thường, sử dụng nguồn UV nhân tạo thiên nhiên, chất xúc tác rẻ tiền không độc Tùy theo giá trị vùng cấm mà người ta phân thành chất cách điện (Eg > 3,5 eV), chất bán dẫn (Eg < 3,5eV) Chất dẫn điện kim loại có Eg ≈ Tính dẫn chất bán dẫn thay đổi nhờ kích thích lượng nhiệt độ, ánh sáng Khi chiếu sáng, điện tử hấp thụ lượng từ photon, nhảy lên vùng dẫn lượng đủ lớn Kết vùng dẫn có electron (e-) mang điện tích âm – gọi electron quang sinh (photogenerated electron) vùng hóa trị có lỗ trống (h+) mang điện tích dương – gọi lỗ trống quang sinh (photogenerated hole) [16] Chính electron lỗ trống quang sinh nguyên nhân dẫn đến trình hóa học xảy ra, bao gồm trình khử electron quang sinh trình oxi hóa lỗ trống quang sinh Khả khử oxi hóa electron lỗ trống quang sinh cao (từ +0,5eV đến -1,5eV electron quang sinh từ +1,0eV đến +3,5eV lỗ trống quang sinh) Các electron quang sinh lỗ trống quang sinh di chuyển tới bề mặt hạt xúc tác tác dụng trực tiếp gián tiếp với chất bị hấp phụ bề mặt Khi có kích thích ánh sáng, chất bán dẫn tạo cặp điện tử - lỗ trống có trao đổi electron với chất bị hấp phụ, thông qua cầu nối chất bán dẫn Thông thường, chất cho electron (electron donor – D) nước, bị hấp thụ phản ứng với lỗ trống vùng hóa trị; chất nhận electron (electron acceptor – A), oxi hòa tan, bị hấp phụ phản ứng với electron vùng dẫn [16, 24]: XT(h+) + D → XT + D+ (1.1) XT(e-) + A → XT + A- (1.2) Cũng theo nguyên tắc này, chất hữu độc hại nước bị phân hủy dần thành chất vô TiO2 dạng anatase có hoạt tính quang hóa cao hẳn dạng tinh thể khác, điều giải thích dựa vào cấu trúc vùng lượng Như biết, cấu trúc chất rắn có miền lượng vùng hóa trị, vùng cấm vùng dẫn Tất tượng hóa học xảy dịch chuyển electron miền với Quá trình xúc tác quang bề mặt chất bán dẫn TiO2 khơi mào hấp thụ photon với lượng lớn lượng vùng cấm E chất bán dẫn (với TiO2 3,2eV) tạo cặp electron – lỗ trống [32, 49] Tiếp sau xạ, hạt TiO2 hoạt động vừa trung tâm cho, vừa trung tâm nhận electron cho phần tử xung quanh Như biết, electron quang sinh có tính khử mạnh lỗ trống quang sinh có tính oxi hóa mạnh Chúng tham gia phản ứng với chất hấp phụ bề mặt chất xúc tác H2O, ion OH-, hợp chất hữu oxi hòa tan Sự oxi hóa nước hay OH- bị hấp phụ bề mặt hạt TiO2 sinh gốc tự hoạt động OH•, tác nhân trình oxi hóa nâng cao Việc doping ion kim loại vào mạng tinh thể TiO2 nhà khoa học nghiên cứu nhiều Năm 1994, Choi cộng làm việc 21 ion kim loại khác nhằm nghiên cứu khả tăng cường hoạt tính quang xúc tác TiO2 Kết cho thấy việc doping với ion kim loại mở rộng vùng hoạt động TiO2 đến vùng phổ khả kiến Nguyên nhân ion kim loại xâm nhập vào cấu trúc mạng TiO2 hình thành nên mức lượng pha tạp vùng cấm TiO2 Hơn nữa, electron (hoặc lỗ trống) hoán chuyển ion kim loại TiO2 giúp cho trình kết hợp electron - lỗ trống bị chậm lại Các kết nghiên cứu cho thấy Cr, Ag, Cu, Fe Mn kim loại cho kết tốt [19] Để tổng hợp vật liệu TiO2 có kích thước nanomet, người ta dùng phương pháp điều chế nano trình bày Trong phần này, trình bày sở lý thuyết hai phương pháp sử dụng để điều chế nano TiO2 phương pháp sol - gel phương pháp thủy nhiệt Sol - gel phương pháp áp dụng nhiều có ưu điểm dễ điều khiển kích thước hạt, sản phẩm thu có độ đồng độ tinh khiết cao, bề mặt riêng lớn, phân bố kích thước hạt hẹp Tuy nhiên, để tổng hợp nano TiO2 nguồn nguyên liệu thường dùng alkoxide titanium, giá thành cao Để tổng hợp TiO2 giá thành rẻ, phương pháp thuỷ nhiệt từ nguồn nguyên liệu titan oxit anatase TiO2.nH2O phương pháp hiệu kinh tế - Phương pháp sol - gel Phương pháp sol – gel phương pháp hữu hiệu để điều chế tạo nhiều loại vật liệu kích thước nanomet dạng bột màng mỏng với cấu trúc thành phần mong muốn Trong sol hệ keo chứa cấu tử có kích thước từ – 100 nm tồn dung dịch, đồng thể mặt hóa học Gel hệ rắn, “bán cứng” chứa dung môi mạng lưới Sau gel hóa tức ngưng tụ sol đến độ nhớt hệ tăng lên cách đột ngột Sol tạo thành phương pháp phân tán tiểu phân rắn dung môi từ phản ứng hóa học chất đầu dung môi mang chất phản ứng thủy phân Gel hình thành phản ứng ngưng tụ Tùy vào dạng khung không gian gel mà gel keo gel polime Thông thường, sol keo cho gel keo sol polime cho gel polime Trong phương pháp sol – gel, để điều chế hạt TiO2 cỡ nanomet, ankoxit Titan muối Titanat vô thường sử dụng làm tiền chất Bằng phương pháp sol – gel tổng hợp oxit siêu mịn có tính đồng độ tinh khiết cao mà tổng hợp tinh thể có kích thước cỡ nanomet Phương pháp sol – gel năm gần phát triển đa dạng, quy tụ vào ba hướng chính: + Thủy phân muối + Theo đường tạo phức + Thủy phân ankoxit - Phương pháp thủy nhiệt (Hydrothermal treatment) Phương pháp thuỷ nhiệt từ nguồn nguyên liệu titan oxit anatase TiO2.nH2O phương pháp hiệu kinh tế áp dụng Phương pháp thủy nhiệt tức phương pháp dùng nước áp suất cao nhiệt độ cao điểm sôi bình thường Lúc đó, nước thực hai chức năng: thứ trạng thái nên đóng chức môi trường truyền áp suất, thứ hai đóng vai trò dung môi hoà tan phần chất phản ứng áp suất cao, phản ứng thực pha lỏng có tham gia phần pha lỏng pha Thông thường, áp suất pha khí điểm tới hạn chưa đủ để thực trình Vì vậy, người ta thường chọn áp suất cao áp suất cân nước để tăng hiệu trình điều chế Nhiệt độ, áp suất nước thời gian phản ứng nhân tố vô quan trọng định hiệu phương pháp thủy nhiệt, sử dụng dung môi phân cực NH3, dung dịch nước chứa HF, axit, bazơ khác để điều chỉnh pH dung môi không phân cực để mở rộng khả ứng dụng phương pháp tổng hợp Tuy nhiên, cách làm có nhược điểm dễ làm cho nồi phản ứng bị nhiễm độc ăn mòn Thông thường loại tiền chất, người ta thường đặt sẵn thông số vật lý hóa học khác suốt trình điều chế Điều tương đối phức tạp thông số bị ảnh hưởng lẫn ảnh hưởng qua lại chưa giải cách thoả đáng [8, 9] Thủy nhiệt phương pháp tốt để điều chế bột TiO2 tinh khiết với kích thước nhỏ [12, 17, 20, 28, 33, 45] Phương pháp có ưu điểm so với phương pháp khác chỗ: - Là phương pháp tổng hợp nhiệt độ tương đối thấp, không gây hại môi trường phản ứng tiến hành hệ kín - Bột sản phẩm hình thành trực tiếp từ dung dịch, sản phẩm thu theo mẻ trình liên tục - Có thể điều chỉnh kích thước, hình dáng, thành phần hóa học hạt điều chỉnh nhiệt độ, hóa chất ban đầu, cách thức thực phản ứng Trong chất bán dẫn nói TiO2 chất xúc tác quang hóa triển vọng, nghiên cứu mạnh mẽ để ứng dụng vào vấn đề quan trọng môi trường phân hủy hợp chất hữu cơ, diệt khuẩn, sơn chống mốc, bám bẩn,… tác động ánh sáng mặt trời Tuy nhiên, yếu tố hạn chế chất bán dẫn TiO2 có lượng vùng cấm cao Năng lượng vùng cấm rutile 3,0 eV; anatase 3,2 eV nên có tia UV với < 388 nm có khả kích hoạt nano TiO2 anatase để tạo cặp e-cb/h+vb [30, 43, 44] Trong đó, ánh sáng mặt trời có hàm lượng tia UV chiếm 3-5% nên việc ứng dụng khả xúc tác quang hóa TiO2 sử dụng nguồn lượng ánh sáng mặt trời chưa ứng dụng rộng rãi Một giải pháp đưa để mở rộng khả xúc tác quang hoá TiO2 việc sử dụng kỹ thuật doping, tức đưa kim loại chuyển tiếp (Fe, Cr, Mn, Pt,…) phi kim (như N, C, S,…) vào mạng lưới tinh thể TiO2 để giảm lượng vùng cấm làm tăng khả hấp phụ bước sóng dài vùng ánh sáng khả kiến (bước sóng 400-600 nm) Đây phương pháp thu hút quan tâm nghiên cứu nhiều nhà khoa học [27] Một khó khăn gặp phải ứng dụng TiO2 làm chất quang xúc tác thực tế việc tách chất xúc tác đưa khỏi môi trường phản ứng khó khăn (thường phải dùng biện pháp ly tâm) TiO2 dạng nano nhỏ gạn lọc bình thường Để khắc phục nhược điểm này, gần nhà khoa học nghiên cứu đưa bột xúc tác TiO2 nano lên bề mặt chất mang khác SiO2, than hoạt tính, tro trấu, bề mặt thủy tinh, thép, vải,…Trong số chất mang than hoạt tính chất mang có ưu điểm vượt trội có diện tích bề mặt lớn, đồng thời có khả hấp phụ lớn tạp chất có môi trường tạo điều kiện thuận lợi cho trình quang xúc tác TiO2 Có nhiều định nghĩa than hoạt tính, nhiên nói chung rằng, than hoạt tính dạng cacbon xử lý để mang lại cấu trúc xốp, có diện tích bề mặt lớn Than hoạt tính chất hấp phụ quí linh hoạt, sử dụng rộng rãi cho nhiều mục đích loại bỏ màu, mùi, vị không mong muốn tạp chất hữu cơ, vô nước thải công nghiệp sinh hoạt, thu hồi dung môi, làm không khí, kiểm soát ô nhiễm không khí từ khí thải công nghiệp khí thải động cơ, làm nhiều hóa chất, dược phẩm, sản phẩm thực phẩm nhiều ứng dụng pha khí Chúng sử dụng ngày nhiều lĩnh vực luyện kim để thu hồi vàng, bạc, kim loại khác, làm chất mang xúc tác Chúng biết đến nhiều ứng dụng y học, sử dụng để loại bỏ độc tố vi khuẩn số bệnh định Cacbon thành phần chủ yếu than hoạt tính với hàm lượng khoảng 85 – 95% Bên cạnh than hoạt tính chứa nguyên tố khác hidro, nitơ, lưu huỳnh oxi Các nguyên tử khác loại tạo từ nguồn nguyên liệu ban đầu liên kết với cacbon suốt trình hoạt hóa trình khác Thành phần nguyên tố than hoạt tính thường 88% C, 0.5% H, 0.5% N, 1%S, – 7% O Than hoạt tính thường có diện tích bề mặt nằm khoảng 1000 đến 2500m2/g Than hoạt tính với xếp ngẫu nhiên vi tinh thể với liên kết ngang bền chúng, làm cho than hoạt tính có cấu trúc lỗ xốp phát triển Chúng có tỷ trọng tương đối thấp (nhỏ 2g/cm3) mức độ graphit hóa thấp Lỗ xốp than hoạt tính có loại bao gồm lỗ nhỏ, lỗ trung lỗ lớn Mỗi nhóm thể vai trò định trình hấp phụ Lỗ nhỏ chiếm diện tích bề mặt thể tích lớn đóng góp lớn vào khả hấp phụ than hoạt tính, miễn kích thước phân tử chất bị hấp phụ không lớn để vào lỗ nhỏ Lỗ nhỏ lấp đầy áp suất tương đối thấp trước bắt đầu ngưng tụ mao quản Lỗ trung lấp đầy áp suất tương đối cao với xảy ngưng tụ mao quản Lỗ lớn cho phân tử chất bị hấp phụ di chuyển nhanh tới lỗ nhỏ Trong luận văn này, sử dụng than hoạt tính Trà Bắc Việt Nam làm chất mang Than hoạt tính công ty cổ phần Trà Bắc sản xuất từ than sọ dừa dạng hạt, theo phương pháp vật lý, hoạt hóa nước nhiệt từ 850 oC đến 950 oC Chất lượng sản phẩm kiểm soát chặt chẽ trình hoạt hóa Than hoạt tính sọ dừa sử dụng chủ yếu để hấp phụ chất khí chất lỏng ngành công nghiệp: Dầu mỏ, hóa chất, Y dược, luyện vàng, chế biến thực phẩm, lọc nước, xử lý khí bị ô nhiễm…;có tác dụng tinh chế, phân ly, khử mùi vị lạ, thu hồi kim loại quý, làm chất xúc tác, mặt nạ phòng độc, đầu lọc thuốc lá… Để khảo sát hoạt tính xúc tác vật liệu, vật liệu dùng để phân hủy Rhodamin |B Rhodamin B chất màu đỏ Rhodamin B tạo nên từ yếu tố tự nhiên qua đường tổng hợp hóa học Nếu đường tự nhiên chúng có màu đỏ hoa, tự nhiên hạt điều, gấc Rhodamin B dạng không độc Tuy nhiên, sử dụng Rhodamin B tự nhiên đáp ứng quy mô sản xuất lớn nên người ta phải sản xuất chúng phương pháp tổng hợp hóa học Rhodamin B dạng thường sản phẩm công nghệ hóa dầu Rhodamin B xếp vào nhóm thuốc nhuộm công nghiệp, Rhodamin B hay sử dụng để nhuộm quần áo, vải vóc… Tuy nhiên, với công nghệ nhuộm màu nay, việc sử dụng Rhodamin B không sử dụng nhiều chất hay phôi màu Việc phôi nhiễm gây hại cho sức khỏe người chất Rhodamin B ngấm qua da Khá nhiều quốc gia ban hành việc cấm sử dụng chất công nghệ nhuộm màu Rhodamin B tổng hợp có nhiều vòng thơm benzen Rhodamin B loại thuốc nhuộm tổng hợp dạng tinh thể, màu nâu đỏ, ánh xanh cây, có công thức C 28H31ClN2O3, dễ hòa tan nước, cồn Khi hòa tan, có màu đỏ, phát huỳnh quang ánh xanh lục Khoa học chứng minh, vòng thơm benzen tổ hợp hóa học bền cho nguyên nhân gây ung thư cao Rhodamin B có độ hấp thụ quang cực đại bước sóng λmax = 553 nm Trong khuôn khổ nghiên cứu luận văn, đạt kết sau: Đã tổng hợp nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy nhiệt đến trình tổng hợp TiO2 biến tính cacbon, sắt thu số kết sau: - Biến tính TiO2 đồng thời cacbon sắt cho kết phân hủy Rhodamin B tốt so với TiO2 biến tính riêng sắt cacbon - Hàm lượng sắt tối ưu dùng để biến tính TiO2 0,57% mol sắt so với titan - Ở 1800C, thời gian thủy nhiệt tối ưu tổng hợp mẫu TiO2 biến tính đồng thời cacbon sắt 10h - Một số đặc trưng hóa lý mẫu 0,57%Fe-C-TiO2 cho thấy mẫu có cấu trúc anatase, hạt đồng đều, kích thước nhỏ cỡ nano, sắt cacbon có mặt vật liệu TiO2 mẫu TiO2 biến tính chuyển dịch phổ hấp phụ sang vùng ánh sáng khả kiến cho hiệu xử lý Rhodamin B cao ánh sáng mặt trời tự nhiên Đã đưa vật liệu 0,57%Fe-C-TiO2 lên than hoạt tính xác định đặc trưng cấu trúc vật liệu Mẫu vật liệu thể hoạt tính tốt phân hủy Rhodamin B Khảo sát ảnh hưởng lượng xúc tác, nguồn sáng khả thu hồi tái sử dụng xúc tác 0,57%Fe-C-TiO2 cho kết quả: - Lượng xúc tác 0,57%Fe-C-TiO2 tối ưu để phân hủy 100 ml dung dịch RhodaminB nồng độ 20 mg/L 1,2 g/L - Rhodamin B bị phân hủy 0,57%Fe-C-TiO2 ánh sáng mặt trời (sau 120 phút, hiệu suất xử lý 98,84%) - Mẫu vật liệu tái sử dụng có hoạt tính tốt sau lần sử dụng References Tiếng Việt Vũ Đăng Độ (2003), Các phương pháp vật lý hóa học, Đại học quốc gia Hà Nội Vũ Đăng Độ (2007), Cơ sở lý thuyết trình hóa học, Nhà xuất Giáo dục Lê Kim Long, Hoàng Nhuận dịch (2001), Tính chất vật lý, hóa học chất vô cơ, R.A.Lidin, V.A Molosco, L.L Andreeva, NXBKH&KT Hà Nội Nguyễn Hữu Phú (2003), Hóa lý hóa keo, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Hữu Phú (1999), Vật liệu vô mao quản hấp phụ xúc tác, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội Trần Mạnh Trí (2005), “Sử dụng lượng mặt trời thực trình quang xúc tác TiO2 để xử lý nước nước thải công nghiệp”, Tạp chí khoa học công nghệ, tập 43, số Vũ Anh Tuấn, Nguyễn Văn Hòa, Đặng Tuyết Phương (2007), “Tổng hợp ứng dụng xúc tác quang hóa kích thước nanomet xử lý môi trường”, Báo cáo tổng kết đề tài độc lập nghiên cứu phát triển khoa học công nghệ 10 Phan Văn Tường (2007), Các phương pháp tổng hợp vật liệu gốm, NXB Đại học quốc gia Hà Nội Phan Văn Tường, Vật liệu vô cơ, giáo trình giảng dạy 10 Nghiêm Bá Xuân, Mai Tuyên (2006), “Nghiên cứu chế điều kiện chế tạo vật liệu nano TiO2 dạng anatase dùng làm xúc tác quang hóa”, Tạp chí khoa học ứng dụng, Số (54) 11 TS Nguyễn Thị Bích Lộc (2009), “Nghiên cứu chế tạo TiO2 vật liệu mang”, Đề tài khoa học mã số QG.07.10, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tiếng Anh 12 M Anderson, L.Osterlund, S Ljungstrom, A Palmqvist (2002), “Preparation of nanosize anatase and rutile TiO2 by hydrothermal treament of micro-emulsions and their activity for photocatalytic wet oxidation of phenol”, J Phys Chem B, 106, pp 10674-10679 13 Yanhui Ao, Jingjing Xu, Degang Fu, Chunwei Yuan (2008), “A simple method to prepare N-doped titania hollow spheres with high photocatalytic activity under visible light”, Journal of Hazardous Materials, Accepted Manuscript 14 Yanhui Ao, Jingjing Xu, Songhe Zhang, Degang Fu (2010), “A one-pot method to prepare N-doped titania hollow spheres with high photocatalytic activity under visible light”, Applied Surface Science, 256, pp 2754-2758 15 U.G.Akpan, B.H.Hameed (2010), “The advancements in sol-gel method of doped-TiO2 photocatalysts”, Applied Catalysis A: General, 375, pp 1-11 16 Roland Benedix, Frank Dehn, Tana Quaas, Marko Orgass (2000), “Application of titanium dioxide photocatalysis to create self-cleaning building material”, Lacer, No, pp 157-169 17 P Calza, E Pelizzetti, K Mogyorosi, R Kun, I Dekany (2007), “ Size dependent photocatalytic activity of hydrothermally crystallized titania nanoparticles on poorly adsorbing phenol in absence and presence of flouride ion”, Applied Catalysis B: Environmental, 72, pp 314-321 11 18 Chentharmarakshan C R, Rajeshwar K., Wolfrum, E.J (2000), “Heterogeneous photocatalytic reduction of Cr(VI) in Uv-irradiated titania suspension effect of prorons, ammonium ions, and other interfacial aspects”, Langmiur, 16 pp 2715-2721 19 W.Y Choi, A Termin and M.R Hoffmann (1994), “The role of metal ion dopants in quantum-sized TiO2: correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics”, J Phys Chem, 84, pp 1366913679 20 Min Gyu Choi, Young-Gi Lee, Seung-Wan Song, Kwang Man Kim (2010), “Lithium-ion battery anode properties of TiO2 nanotubes prepared by the hydrothermal synthesis of mixed (anatase and rutile) particles”, Electrochimica Acta, 55, pp 5975-5983 21 Lifeng Cui, Yuasheng Wang, Mutong Niu, GuoxinChen, YaoCheng (2009), “Synthesis and visible light photocatalysis of Fe-doped TiO2 mesoporous layers deposited on holowglass microbeads”, Journal of Solid State Chemistry, 182, pp 2785-2790 22 Lifeng Cui, Feng Huang, Mutong Niu, Lingwei Zeng, Ju Xu, Yuansheng Wang (2010), “A visible light active photocatalyst: Nano-composite with Fe-doped anatase TiO2 nanoparticles coupling with TiO2(B) nanobelts”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 326, pp 1-7 23 Deng B, Stone A T (1996), “Surface –Catalyzed Chromium (VI) reduction: the TiO2-Cr(VI)-Mandelic Acid System”, Environmrntal Science and Technology, 30, pp 463-472 24 Y.K Đuan, J Rabani (2003), “The measure of TiO2 photocatalytic efficiency and comparison of different photocatalytic titania”, J Phys Chem B, 107, pp 11970-11978 25 Akira Fujishima et al (1999) TiO2 photocatalysis fundamental and application 26 Fang Han, Venkata Subba Rao Kambala, Madapusi Srinivasan, Dharmarajan Rajarathnam, Ravi Naidu (2009), “Tailored titanium dioxide photocatalysts for the degradation of organic dyes in wastewater treatment: A review”, Applied Catalysis A: General, 359, pp 25-40 12 27 M.R Hoffmann, S T Martin, W Choi, D.W Bahnemann (1995), “Environment application of semiconductor photocatalysis”, Chem Rev, 95, pp 69-96 28 C.Jin, R.Y.Zheng, Y Guo, J.L.Xie, Y.X.Zhu, Y.C.Xi(2009), “Hydrothermal synthesis and characterization of phosphorous-doped TiO2 with high photocatalytic activity for methylene blue degradation”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 313, pp 44-48 29 Jiaguo Yu, Quanjun Xiang, Minghua Zhou (2009), “Preparation, characterization and visible-light-driven photocatalytic of Fe-doped titania nanorods and first-principles study for electronic structures”, Applied Catalysis B: Environmental, 90, pp 595-602 30 S.Karvinen, Ralf-Johan Lamminmaki (2003), “Preparation and characterization of mesoporous visible-light-active anatase”, Solid State Sciences, 5, pp 1159-1166 31 L.B Khalil, W.E.Mourad, M.W.Rophael (1998), “Photocatalytic reduction of environment pollutant Cr(VI) over some semiconductor under UV/visible light illumination”, Applied Catalysis B: Environmental, 17, pp 267-273 32 A.R Khataee, M.B.Kasiri (2010), “Review Photocatalytic degradation of organic dyes in the presence of nanostructured titanium dioxide: Influence of the chemical structure of dyes”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical , 328, pp 8-26 33 Y.Ku and In-Liang Jung (2001),“Photocatalytic reduction of Cr(VI) in aqueous solution by UV irradiation with the presence of titanium dioxide”, Wat.Res.Vol 35, No.1 pp 135-142 34 Lee MS, Hong SS, MohseniM (2005), “Synthesis of photocatalytic nanosized TiO2-Ag particles with sol-gel method using reduction agent”, J Molec Catal A, 242, pp 135-140 35 Sangwook Lee, In-Sun Cho, Duk Kyu Lee, Dong Wook Kim, Tae Hoon Noh, Chae Hyun Kwak, Sangbaek Park, Kug Sun Hong, Jung-Kun Lee, Hyun Suk Jungc (2010), “Influence of nitrogenchemical states on 13 photocatalytic activities of nitrogen-doped TiO2 nanoparticles under visible light”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 36 S.X.Liu, X.Y.Chen, X.Chen (2007), “A TiO2/AC composite photocatalyst wwith high activity and easy separation prepared by a hydrothermal method”, Journal of Hazardous Matarial, 143, pp 257-263 37 Li XZ, Li FB (2002), “The enhancement of photodegration efficiency using Pt-TiO2 catalyst”, Chemosphere, 48, pp 1103-1111 38 Zhijie Li, Wenzhong Shen, Wensen He, Xiaotao Zu (2008), “Effect of Fedoped TiO2 nanoparticle dervied from modified hydrothermal process on the photocatalytic degradation performance on methylence blue”, Juornal of Hazardous Materials, 155, pp 590-594 39 Hong Li, Gaoling Zhao, Zhijiun Chen, Gaorong Han, Bin Song (2010), “Low temperature synthesis of visible light-driven vanadium doped titania photocatalyst”, Juornal of Colloid and Interface Science,244, pp 247-250 40 Hari Singh Nalwa (2002), “Handbook of Nanostructured materials and nanotechnology”, Volume Synthesis and processing Academic Press 41 M.R.Prairie, B.M Stange, and L.R Evans (1992), “TiO2 Photocatalysis for the Destruction of Organic and the Reduction heavy metals”, Proceeding of the 1st International Conference on TiO2 Photocatalytic Purification and Treatment of Water and Air, London, Ontario, Canada, Vol 3, pp 353-363 42 Prairie M.R, Evans L.R., Stange B.M and Martinez S.L (1993), “An investigation of TiO2 photocatalysis for the treatment of water contaminated with metals and organic chemicals”, Environ.Sci.Technol, 27, pp 1776-1782 43 Didier Robert Sixto Matato (2002), “Solar photocatalysis: A clean proces for water detoxification”, The Sience of the Total Enviroments,291, pp 8597 44 M.Saif, M.S.A.Abdel-Mottaleb (2007), “Titanium dioxide nanomaterial doped with trivalent lanthanide ions of T, Eu and Sm: Preparation, characterization and potential applications”, Inorganica Acta, 360, pp 2863-2874 14 45 Yongmei Wu, Jinlong Zhang, Ling Xiao, Feng Chen (2010), “Properties of carbon and iron modified TiO2 photocatalyst synthesized at low temperature and photodegradation of acid orange under visible light”, Applied Surface Science, 256, pp 4260-4268 46 Jian Zhu, Jie Ren, Yuning Huo, Zhenfeng Bian, and Hexing Li (2007), “ Nanocrystalline Fe/TiO2 Visible Photocatalyst with a Mesoporous Structure Prepared via a nonhydrolytic sol-gel route”, J.Phys Chem, 111, pp 1896518969 47 Pow-Seng Yap, Teik-Thye Lim, Madhavi Srinivasan (2011), “Nitrogendoped TiO2/AC bi-functional composite prepared by two-stage calcination for enhanced synergistic removal of hydrophobic pollutant using solar irradiation”, Catalysis Today, 161, pp 46-52 48 Xiangxin Yang, Chundi Cao, Larry Erickson, Keith Hohn, Ronaldo Maghirang, Kenneth Klabunde (2009), “Photo-catalytic degradation of Rhodamine B on C-,S-,N- and Fe- doped TiO2 under visible-light irradiation”, Applied Catalysis B: Environmental, 91, pp 657-662 49 Jiefang Zhu, Fenf Chen, Jinlong Zhang, Haijun Chen, Masakazu Anpo (2006), “Fe3+ -TiO2 photocatalyst prepared by combining sol-gel method with hydrothermal treatment and their characterization”, Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry, 180, pp 196-204 50 Wenlong Zhang, Yi Li, Chao Wang, Peifang Wang (2011), “Kinetics of heterogeneous photocatalytic degradation of rhodamin B by TiO –coated activated carbon: Roles of TiO2 content and light intensity”, Desahnation, 266, pp 40-45 51 Xingwang Zhang, Ming hua Zhou, Lecheng Lei (2005), “Enhancing the concentration of the TiO2 photocatalyst on the external surface of activated carbon by MOCVD”, Materials Research Bulletin, 40, pp 1899-1904 52 Rodriguez-Reinoso Zrancisco, Marsh Harry, (2006), “Activated Carbon”, Elsevier, Spain Website 53 http://www.trabaco.com.vn/ 54 http://vi.wikipedia.org/wiki/ 15 [...]... gia Hà Nội 9 Phan Văn Tường, Vật liệu vô cơ, giáo trình giảng dạy 10 Nghiêm Bá Xuân, Mai Tuyên (2006), Nghiên cứu cơ chế và các điều kiện chế tạo vật liệu nano TiO2 dạng anatase dùng làm xúc tác quang hóa , Tạp chí khoa học và ứng dụng, Số 6 (54) 11 TS Nguyễn Thị Bích Lộc (2009), Nghiên cứu chế tạo TiO2 trên vật liệu mang”, Đề tài khoa học mã số QG.07.10, Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tiếng Anh 12... “Synthesis and visible light photocatalysis of Fe-doped TiO2 mesoporous layers deposited on holowglass microbeads”, Journal of Solid State Chemistry, 182, pp 2785-2790 22 Lifeng Cui, Feng Huang, Mutong Niu, Lingwei Zeng, Ju Xu, Yuansheng Wang (2010), “A visible light active photocatalyst: Nano-composite with Fe-doped anatase TiO2 nanoparticles coupling with TiO2( B) nanobelts”, Journal of Molecular Catalysis... T (1996), “Surface –Catalyzed Chromium (VI) reduction: the TiO2- Cr(VI)-Mandelic Acid System”, Environmrntal Science and Technology, 30, pp 463-472 24 Y.K Đuan, J Rabani (2003), “The measure of TiO2 photocatalytic efficiency and comparison of different photocatalytic titania”, J Phys Chem B, 107, pp 11970-11978 25 Akira Fujishima et al (1999) TiO2 photocatalysis fundamental and application 26 Fang Han,... X.Y.Chen, X.Chen (2007), “A TiO2/ AC composite photocatalyst wwith high activity and easy separation prepared by a hydrothermal method”, Journal of Hazardous Matarial, 143, pp 257-263 37 Li XZ, Li FB (2002), “The enhancement of photodegration efficiency using Pt -TiO2 catalyst”, Chemosphere, 48, pp 1103-1111 38 Zhijie Li, Wenzhong Shen, Wensen He, Xiaotao Zu (2008), “Effect of Fedoped TiO2 nanoparticle dervied... M.R.Prairie, B.M Stange, and L.R Evans (1992), TiO2 Photocatalysis for the Destruction of Organic and the Reduction heavy metals”, Proceeding of the 1st International Conference on TiO2 Photocatalytic Purification and Treatment of Water and Air, London, Ontario, Canada, Vol 3, pp 353-363 42 Prairie M.R, Evans L.R., Stange B.M and Martinez S.L (1993), “An investigation of TiO2 photocatalysis for the treatment... Choi, A Termin and M.R Hoffmann (1994), “The role of metal ion dopants in quantum-sized TiO2: correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics”, J Phys Chem, 84, pp 1366913679 20 Min Gyu Choi, Young-Gi Lee, Seung-Wan Song, Kwang Man Kim (2010), “Lithium-ion battery anode properties of TiO2 nanotubes prepared by the hydrothermal synthesis of mixed (anatase and rutile) particles”,... “Synthesis of photocatalytic nanosized TiO2- Ag particles with sol-gel method using reduction agent”, J Molec Catal A, 242, pp 135-140 35 Sangwook Lee, In-Sun Cho, Duk Kyu Lee, Dong Wook Kim, Tae Hoon Noh, Chae Hyun Kwak, Sangbaek Park, Kug Sun Hong, Jung-Kun Lee, Hyun Suk Jungc (2010), “Influence of nitrogenchemical states on 13 photocatalytic activities of nitrogen-doped TiO2 nanoparticles under visible... Jinlong Zhang, Ling Xiao, Feng Chen (2010), “Properties of carbon and iron modified TiO2 photocatalyst synthesized at low temperature and photodegradation of acid orange 7 under visible light”, Applied Surface Science, 256, pp 4260-4268 46 Jian Zhu, Jie Ren, Yuning Huo, Zhenfeng Bian, and Hexing Li (2007), “ Nanocrystalline Fe /TiO2 Visible Photocatalyst with a Mesoporous Structure Prepared via a nonhydrolytic... Srinivasan (2011), “Nitrogendoped TiO2/ AC bi-functional composite prepared by two-stage calcination for enhanced synergistic removal of hydrophobic pollutant using solar irradiation”, Catalysis Today, 161, pp 46-52 48 Xiangxin Yang, Chundi Cao, Larry Erickson, Keith Hohn, Ronaldo Maghirang, Kenneth Klabunde (2009), “Photo-catalytic degradation of Rhodamine B on C-,S-,N- and Fe- doped TiO2 under visible-light... Masakazu Anpo (2006), “Fe3+ -TiO2 photocatalyst prepared by combining sol-gel method with hydrothermal treatment and their characterization”, Journal of Photochemistry and Photobiology A:Chemistry, 180, pp 196-204 50 Wenlong Zhang, Yi Li, Chao Wang, Peifang Wang (2011), “Kinetics of heterogeneous photocatalytic degradation of rhodamin B by TiO 2 –coated activated carbon: Roles of TiO2 content and light intensity”,