Nghiên cứu khả năng hấp phụ và quang xúc tác phân hủy thuốc trừ sâu diazinon của vật liệu nano composit tio2bentonit

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Ngô Thị Ngân NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ VÀ QUANG XÚC TÁC PHÂN HỦY DIAZINON CỦA VẬT LIỆU NANOCOMPOSIT TiO2/BENTONIT Chun ngành: Hóa mơi trƣờng Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Minh Phƣơng TS Hà Minh Ngọc Hà Nội – Năm 2018 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu với giúp đỡ nhiệt tình thầy, giáo bạn đồng nghiệp gia đình, tơi hồn thành Luận văn Thạc sỹ khoa học chuyên ngành Hóa mơi trường Với lòng biết ơn sâu sắc tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Minh Phương tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi hồn thành Luận văn Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Hà Minh Ngọc, TS Chu Ngọc Châu người trực tiếp giúp đỡ tơi suốt q trình thực Luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn thầy cô giáo Khoa hóa học - Trường ĐHKHTN - ĐHQG Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập nghiên cứu Trân trọng cảm ơn anh, chị, em bạn phòng Hóa mơi trường giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Qua đây, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình bạn bè động viên, tạo điều kiện cho suốt thời gian vừa qua Hà Nội, 03 tháng 12 năm 2018 HVCH Ngô Thị Ngân MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hóa chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) 1.1.1 Khái niệm phân loại HCBVTV 1.1.2 Thực trạng sử dụng HCBVTV giới Việt Nam 1.1.3 Ảnh hƣởng HCBVTV đến môi trƣờng ngƣời 1.1.4 Giới thiệu thuốc trừ sâu Diazinon 1.2 Một số phƣơng pháp xử lý HCBVTV 11 1.2.1 Phƣơng pháp keo tụ điện hóa 11 1.2.2 Phƣơng pháp keo tụ 11 1.2.3 Phƣơng pháp sinh học 12 1.2.4 Phƣơng pháp hấp phụ 13 1.2.5 Phƣơng pháp oxi hóa 13 1.3 Vật liệu hấp phụ- xúc tác quang hóa phân hủy HCBVTV 15 1.3.1 Vật liệu quang xúc tác Titan dioxit (TiO2) TiO2 biến tính với sắt 15 1.3.2 Vật liệu hấp phụ bentonit 23 1.3.3 Vật liệu nanocomposit TiO2/khoáng sét 30 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Đối tƣợng mục đích nghiên cứu 33 2.2 Hóa chất dụng cụ 33 2.2.1.Hóa chất 33 2.2.2.Dụng cụ 33 2.3 Tổng hợp vật liệu 34 2.3.1 Tổng hợp Bent-Fe 34 2.3.2 Tổng hợp vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe phƣơng pháp sol-gel kết hợp thủy nhiệt 34 2.4 Nghiên cứu khả hấp phụ Diazinon vật liệu 35 2.4.1.Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu 35 2.4.2 Khảo sát dung lƣợng hấp phụ cực đại vật liệu 35 2.5 Nghiên cứu hoạt tính xúc tác phân huỷ Diazinon vật liệu 36 2.5.1 Khảo sát ảnh hƣởng hàm lƣợng xúc tác 36 2.5.2 Khảo sát ảnh hƣởng điều kiện chiếu sáng 36 2.6 Các phƣơng pháp nghiên cứu 36 2.6.1 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 36 2.6.2 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 38 2.6.3 Phƣơng pháp sắc ký lỏng hiệu cao HPLC định lƣợng Diazinon 39 2.6.4 Phƣơng trình hấp phụ đẳng nhiệt 42 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 3.1 Nghiên cứu biến tính Bentonit 46 3.1.1 Đặc trƣng vật liệu bentonit bent-Fe 46 3.1.2 Khả hấp phụ bentonit bent-Fe 48 3.2 Các đặc trƣng cấu trúc vật liệu Fe-TiO2/ Bent-Fe 51 3.2.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu 52 3.2.2 Đặc trƣng hình thái bề mặt vật liệu kính hiển vi điện tử quét SEM 53 3.3 Khảo sát khả hấp phụ Diazinon vật liệu Fe-TiO2/ Bent-Fe 53 3.3.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu 53 3.3.2 Khảo sát dung lƣợng hấp phụ cực đại vật liệu 54 3.4 Khảo sát hoạt tính xúc tác phân huỷ diazinon vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe 56 3.4.1 Ảnh hƣởng lƣợng xúc tác đến trình quang phân hủy Diazinon 57 3.4.2 Ảnh hƣởng điều kiện chiếu sáng đến hiệu suất xử lý 59 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo thuốc trừ sâu Diazinon [10] Hình 1.2 Cấu trúc tinh thể dạng thù hình TiO2 15 Hình 1.3 Cơ chế trình xúc tác quang TiO2 18 Hình 1.4 Mơ hình mơ chế trình quang xúc tác N-TiO2 [35] 19 Hình 1.5 Mơ hình mơ chế trình quang xúc tác Fe-TiO2 [22] 19 Hình 1.6 Cấu trúc tinh thể vật liệu TiO2 [22] 21 Hình 1.7 Cấu trúc không gian mạng lƣới Mont 24 Hình 1.8 Sơ đồ cấu trúc không gian Mont 26 Hình 1.9 Các vị trí trao đổi cation hạt bentonit 27 Hình 1.10 [37] a) Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ/ phản hấp phụ nito Bentonit, FeBentonit 29 b) Giản đồ XRD Bentonit Fe-Bentonit 29 Hình 1.11 Ảnh SEM Bentonit [37] 29 Hình 1.12 Ảnh SEM Bentonit-Fe [37] 29 Hình 2.1 Sơ đồ tia tới tia phản xạ tinh thể lan truyền tia X vật rắn tinh thể 37 Hình 2.2 Sơ đồ khối thiết bị HPLC 39 Hình 2.3 Đƣờng chuẩn Diazinon 42 Hình 2.4 Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 44 Hình 2.5 Sự phụ thuộc Ct/q vào Ct 44 Hình 2.6 Đƣờng hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 45 Hình 2.7 Sự phụ thuộc lgq vào lgCf 45 Hình 3.1 Giản đồ XRD Bentonit 47 Hình 3.2 Giản đồ XRD Bent-Fe 47 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn thời gian cân hấp phụ Bent, Bent-Fe 48 Hình 3.4 Đồ thị phụ thuộc Ct/q Ct Bent, Bent-Fe theo mơ hình Langmuir 49 Hình 3.5 Đồ thị phụ thuộc lnq vào ln Ct Bent, Bent-Fe theo mô hình Freundlich 49 Hình 3.6 Phổ nhiễu xạ XRD vật liệu TiO2, Fe-TiO2 Fe-TiO2/Bent-Fe 52 Hình 3.7 Ảnh SEM vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe 53 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn thời gian cân hấp phụ vật liệu Fe-TiO2/ Bent-Fe 54 Hình 3.9 Đồ thị phụ thuộc Ct/q Ct Fe-TiO2/Bent-Fe theo mơ hình Langmuir 55 Hình 3.10 Đồ thị phụ thuộc lnq vào ln Ct Fe-TiO2/Bent-Fe theo mô hình Freundlich 55 Hình 3.11 Hoạt tính quang xúc tác vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe 57 Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng lƣợng xúc tác đến hiệu suất phân hủy Diazinon 58 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng ánh sáng mặt trời ánh sáng đèn compact đến hiệu suất xử lý Diazinon 59 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Lƣợng thuốc trừ sâu mẫu nƣớc (mg/ml) Bảng 1.2 Một số tính chất hóa lý Diazinon [10] Bảng 1.3 Bảng giá trị liều chất độc gây chết thuốc trừ sâu Diazinon số loài động vật (theo EPA, 2006) Bảng 1.4 Một số TTS thƣơng phẩm có thành phần Diazinon 10 Bảng 1.5 Một số tính chất vật lý tinh thể rutil anatas [30] 16 Bảng 2.1.Sự phụ thuộc diện tích pic vào nồng độ dung dịch Diazinon 41 Bảng 3.1 Thành phần khoáng học mẫu Bentonit Ninh Thuận 46 Bảng 3.2 Thành phần hóa học mẫu Bentonit Ninh Thuận 46 Bảng 3.3 Kết khảo sát thời gian cân hấp phụ Bent Bent-Fe 48 Bảng 3.4 Kết khảo sát dung lƣợng hấp phụ vật liệu Bent, Bent-Fe diazinon 49 Bảng 3.5 Các thơng số phƣơng trình đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Bent Bent-Fe 51 Bảng 3.6 Kết khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe 53 Bảng 3.7 Kết khảo sát dung lƣợng hấp phụ vật liệu 54 Bảng 3.8 Các thông số phƣơng trình đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Fe-TiO2/ Bent-Fe………………………………………………………………… 51 Bảng 3.9 Kết khảo sát hoạt tính vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe 56 Bảng 3.10 Ảnh hƣởng lƣợng xúc tác đến hiệu suất xử lý diazinon vật liệu Fe-TiO2/Bentonit-Fe 57 Bảng 3.11 Ảnh hƣởng điều kiện chiếu sáng đến hiệu suất xử lý diazinon vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe 59 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Bent Bentonit CB Vùng dẫn (Conduction Band) DDT Dichloro DiphenylTrichloroethane HCBVTV Hóa chất bảo vệ thực vật MB Xanh metylen Mont Montmorillonit Ebg Năng lƣợng vùng cấm (Band gap Energy) TIOT Tetra isopropyl ortho titanate VB Vùng hóa trị (Valence Band) VLHP Vật liệu hấp phụ MỞ ĐẦU Việt Nam quốc gia phát triển lên từ nơng nghiệp Khí hậu nhiệt đới nóng ẩm thuận lợi cho phát triển trồng phát sinh, phát triển sâu bệnh, cỏ dại gây hại mùa màng Hoá chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) đóng vai trò quan trọng phát triển nông nghiệp nƣớc ta HCBVTV đƣợc ngƣời nơng dân xem chìa khóa việc kiểm sốt phòng trừ dịch hại bảo vệ trồng Do hiểu biết HCBVTV hạn chế, tình trạng lạm dụng HCBVTV nơng nghiệp diễn phổ biến, gây tác hại lớn tới môi trƣờng xung quanh Để xử lý chất hữu độc hại nói chung đặc biệt HCBVTV nói riêng mơi trƣờng nƣớc có nhiều phƣơng pháp khác nhƣ: phƣơng pháp hóa lý, phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp hóa học… Trong phƣơng pháp quang xúc tác phƣơng pháp đƣợc quan tâm nghiên cứu nhiều nhờ khả phân huỷ triệt để hợp chất bền, độc hại, đạt đến mức vơ hóa hồn tồn khơng sinh bùn bã thải, chi phí thấp thực đƣợc điều kiện bình thƣờng Trên giới, nhiều nghiên cứu cho thấy hiệu cao xúc tác quang hóa TiO2 trình phân hủy thuốc trừ sâu môi trƣờng nƣớc Vật liệu TiO2 thu hút đƣợc nhiều quan tâm tính chất quang xúc tác mạnh, tính bền hóa học, chi phí thấp thân thiện với mơi trƣờng Tuy nhiên, TiO2 có mức lƣợng vùng dẫn khoảng 3,2 eV nên thể hoạt tính xúc tác dƣới tác dụng xạ UV Vì nay, nhiều nghiên cứu đƣợc tiến hành để cải thiện hoạt tính xúc tác TiO2 vùng ánh sáng khả kiến nhằm nâng cao ứng dụng thực tiễn Những nghiên cứu tập trung vào việc pha tạp TiO2 nguyên tố kim loại phi kim nhằm nâng cao khả hấp thụ ánh sáng vùng khả kiến giảm trình tái kết hợp cặp electron quang sinh lỗ trống TiO2 biến tính đƣợc nghiên cứu ứng dụng làm xúc tác cho trình quang phân hủy loại hợp chất hữu bền vững Mặt khác, TiO2 có kích thƣớc nanomet nên đƣa vào mơi trƣờng nƣớc tạo huyền phù gây khó khăn cho thu hồi vật liệu xử lý Rhodamin B 20mg/l cao Vì vậy, nghiên cứu lựa chọn tổng hợp vật liệu nanocomposit Fe-TiO2/Bent-Fe tỷ lệ (3:1) phƣơng pháp solgel kết hợp thủy nhiệt để nghiên cứu [3] 3.2.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X vật liệu Cấu trúc pha vật liệu TiO2, Fe-TiO2 Fe-TiO2/Bent-Fe đƣợc trình bày Hình 3.6 Hình 3.6 Phổ nhiễu xạ XRD vật liệu TiO2, Fe-TiO2 Fe-TiO2/Bent-Fe Kết XRD vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe cho thấy xuất pic đặc trƣng cho pha anatase TiO2 vị trí nhiễu xạ 2θ= 25,2º; 48º; 55º Cấu trúc pha Fe-TiO2 không thay đổi đƣa lên Bent-Fe Đồng thời, xuất pic đặc trƣng Montmorillonite góc nhiễu xạ 2θ = 35,2º Kích thƣớc tinh thể FeTiO2/Bent-Fe tính theo cơng thức Debye Scherrer (tính theo TiO2) 19,61 nm 52 3.2.2 Đặc trƣng hình thái bề mặt vật liệu kính hiển vi điện tử quét SEM Hình 3.7 Ảnh SEM vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe Từ ảnh SEM cho thấy mẫu Fe-TiO2/Bent-Fe bao gồm hạt Fe-TiO2 hình cầu, xếp xít với đồng đều, đồng thời chúng đƣợc phân tán phiến Bent-Fe 3.3 Khảo sát khả hấp phụ Diazinon vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe 3.3.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe Để khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu thí nghiệm tiến hành với điều kiện sau: lƣợng vật liệu 0,5 g/l 100ml dung dịch Diazinon có nồng độ 16,47 mg/l đƣợc khảo sát khoảng thời gian lần lƣợt là: 10; 30; 60; 90; 120 phút Kết thu đƣợc bảng 3.6 Bảng 3.6 Kết khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe Thời gian (phút) 10 30 60 90 120 Ct(mg/l) 14,24 12,79 12,04 11,39 10,61 q(mg/g) 4,45 6,62 7,08 7,12 7,04 53 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn thời gian cân hấp phụ vật liệu Fe-TiO2/ Bent-Fe Từ đồ thị hình 3.8 cho ta thấy thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe 30 phút 3.3.2 Khảo sát dung lƣợng hấp phụ cực đại vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe Khảo sát dung lƣợng hấp phụ cực đại vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe đƣợc tiến hành điều kiện sau: lƣợng xúc tác 0,5 g/l 100ml dung dịch diazinon với nồng độ khác lần lƣợt là: 15,23; 24,56; 35,72; 51,23 ppm lắc thời gian cân hấp phụ 30 phút Kết khảo sát đƣợc ghi bảng 3.7 Bảng 3.7 Kết khảo sát dung lƣợng hấp phụ vật liệu Co (ppm) Ct (ppm) q (mg/g) Ct/q lnq lnCt 15,23 8,61 13,23 0,65 2,58 2,15 24,56 16,06 17,00 0,94 2,83 2,78 35,72 26,16 19,12 1,37 2,95 3,26 51,23 40,16 22,14 1,81 3,10 3,69 54 Hình 3.9 Đồ thị phụ thuộc Ct/q vào Ct Fe-TiO2/Bent-Fe theo mơ hình Langmuir Hình 3.10 Đồ thị phụ thuộc lnq vào lnCt Fe-TiO2/Bent-Fe theo mơ hình Freundlich 55 Bảng 3.8 Các thơng số phƣơng trình đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Fe-TiO2/ Bent-Fe Các thông số đẳng nhiệt Langmuir Fe-TiO2/ Bent-Fe Các thông số đẳng nhiệt Freundlich R2 qmax R2 0,9951 27,03 0,9905 Từ nghiên cứu mơ hình đẳng nhiệt dựa vào hệ số hồi quy R2 hấp phụ Langmuir Freundlich nhận thấy, số liệu thực nghiệm trình hấp phụ diazinon vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe đƣợc mô tả phù hợp với mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Từ đồ thị đƣờng thẳng ta xác định đƣợc dung lƣợng hấp phụ cực đại Fe-TiO2/Bent-Fe qmax= 27,03 mg/g 3.4 Khảo sát hoạt tính xúc tác phân huỷ diazinon vật liệu Thí nghiệm khảo sát hoạt tính xúc tác diazinon vật liệu FeTiO2/Bent-Fe đƣợc tiến hành điều kiện sau: lƣợng vật liệu 0,5 g/l 100ml diazinon có nồng độ 25,00 ppm khuấy 30 phút tối 6h chiếu sáng đèn compact Do ánh sáng tự nhiên không ổn định nên q trình thực nghiệm sử dụng bóng đèn compact 36W phát ánh sáng có bƣớc sóng khoảng 400 – 700nm, làm nguồn chiếu sáng Kết thu đƣợc bảng 3.9 Bảng 3.9 Kết khảo sát hoạt tính vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe Thời gian chiếu sáng ( phút) Ct (ppm) Hiệu suất (%) 25,00 120 13,29 46,86 240 11,90 52,40 360 10,44 58,25 56 Hình 3.11 Hoạt tính quang xúc tác vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe Từ kết bảng 3.9 hình 3.11 cho thấy, vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe cho hiệu suất xử lý Diazinon tốt, đạt 58,3% sau chiếu sáng đèn compact 3.4.1 Ảnh hƣởng lƣợng xúc tác đến trình quang phân hủy Diazinon Để khảo sát ảnh hƣởng lƣợng xúc tác đến khả xử lý diazinon vật liệu thí nghiệm tiến hành điều kiện sau: khối lƣợng vật liệu sử dụng khác lần lƣợt là: 0,25; 0,5; g/l 100 ml diazinon có nồng độ 25 ppm pH dung dịch 5,6 Kết đƣợc ghi bảng 3.10 Bảng 3.10 Ảnh hƣởng lƣợng xúc tác đến hiệu suất xử lý diazinon vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe Thời gian ( phút ) Hiệu suất xử lý diazinon (H%) 0,25 g/l 0,5 g/l g/l 30 17,37 36,18 21,16 120 31,13 46,86 33,69 240 34,31 52,40 44,38 360 43,32 58,25 50,26 57 Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng lƣợng xúc tác đến hiệu suất phân hủy Diazinon Từ kết bảng 3.10 đồ thị hình 3.12 cho thấy lƣợng chất xúc tác thay đổi từ 0,25g/l đến 1g/l hiệu suất xử lý diazinon thay đổi theo Sau 6h chiếu sáng đèn compact 36W cho thấy tăng lƣợng xúc tác từ 0,25g/l lên 0,5 g/l hiệu suất xử lý tăng từ 43,3% lên 58,3% tăng lƣợng xúc tác dẫn đến gia tăng số tâm xúc tác làm cho hiệu suất xử lý tăng Còn tăng lƣợng xúc tác từ 0,5 g/l lên g/l hiệu suất phân hủy giảm từ 58,3% xuống 50,26 % Kết đƣợc giải thích tăng lƣợng xúc tác hiệu suất xử lý tăng nhƣng đạt đƣợc hiệu suất phân hủy cao việc tăng lƣợng xúc tác lại làm tăng độ đục dung dịch, gây cản quang dung dịch làm phân tán ánh sáng dẫn đến giảm hiệu q trình quang hóa hiệu suất phân hủy diazinon giảm Nhƣ vậy, lƣợng vật liệu sử dụng tối ƣu cho trình xử lý diazinon 0,5 g/l tức hiệu suất xử lý Diazinon cao lƣợng xúc tác 0,5 g/l đạt hiệu suất xử lý 58,3% 100 ml diazinon có nồng độ 25 ppm pH dung dịch 5,6 58 3.4.2 Ảnh hƣởng điều kiện chiếu sáng đến hiệu suất xử lý Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng điều kiện chiếu sáng đến hiệu suất xử lý diazinon đƣợc tiến hành với lƣợng xúc tác vật liệu 0,5 g/l 100 ml dung dịch diazinon có nồng độ xác định, pH= 5,6 điều kiện chiếu sáng liên tục 6h đèn compact ánh sáng tự nhiên Thời gian thực nghiệm mùa hè, thời gian làm ban ngày làm ngồi trời để có nguồn sáng ổn định tốt Kết đƣợc ghi bảng 3.11 Bảng 3.11 Ảnh hƣởng điều kiện chiếu sáng đến hiệu suất xử lý diazinon vật liệu Fe-TiO2/Bentonit-Fe Thời gian (phút) Hiệu suất xử lý diazinon (H%) ánh sáng mặt trời ánh sáng đèn compact 30 26,5 36,2 120 41,1 46,9 240 45,8 52,4 360 53,0 58,3 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng ánh sáng mặt trời ánh sáng đèn compact đến hiệu suất xử lý Diazinon 59 Từ đồ thị hình 3.13, cho thấy hiệu suất phân hủy Diazinon dƣới tác dụng ánh sáng mặt trời ánh sáng từ đèn compact gần tƣơng đƣơng lần lƣợt 53,0% 58,3% Chứng tỏ vật liệu Fe-TiO2/Bentonit-Fe sử dụng hiệu ánh sáng tự nhiên 60 KẾT LUẬN Đã tổng hợp thành công vật liệu nanocomposit Fe-TiO2/Bent-Fe (50% khối lƣợng Fe) tỷ lệ 3:1 phƣơng pháp sol-gel kết hợp thủy nhiệt Vật liệu thu đƣợc có đặc trƣng: Thành phần pha chủ yếu anatas, không biến đổi đƣa lên Bent-Fe Bề mặt vật liệu tƣơng đối đồng nhất, kích thƣớc tinh thể Fe-TiO2/Bent-Fe (tính theo TiO2) 19,61 nm Đã tổng hợp đƣợc vật liệu Bent-Fe Thời gian đạt cân hấp phụ Bent, Bent-Fe theo mơ hình Freundlich lần lƣợt 30, 60 phút Bent-Fe thể khả hấp phụ tốt Bent với hệ số k tƣơng ứng 5,15; 5,99 Đã khảo sát khả hấp phụ diazinon vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe Thời gian đạt cân hấp phụ 30 phút, dung lƣợng hấp phụ cực đại qmax= 27,03 mg/g, mô tả phù hợp theo mơ hình Langmuir Đã khảo sát hoạt tính xúc tác phân hủy Diazinon vật liệu Fe-TiO2/Bent-Fe tỷ lệ 3:1 Với lƣợng xúc tác 0,5g/l, nồng độ diazinon ban đầu 25 mg/L; điều kiện chiếu sáng đèn compact 36W, hiệu xử lý diazinon vật liệu đạt 58,3 %, ánh sáng tự nhiên 53% 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đặng Quốc Nam (2014), Phân loại tác dụng thuốc BVTV, Hà Nội Đặng Tuyết Phƣơng (1995), “Nghiên cứu cấu trúc, tính chất hóa lý số ứng dụng bentonit Thuận Hải Việt Nam”, Luận án PTS Khoa học, Viện Hóa học Hồng Thị Huyền (2017), “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu nanocomposit TiO2/Bentonit, ứng dụng để xử lý phẩm màu rhodamin B môi trường nước”, K59- Khoa công nghệ môi trƣờng, Trƣờng Đai học khoa học tự nhiên Hà Nội Lê Cơng Hải & nhóm nghiên cứu (1982), “ Đặc điểm thành phần vật chất Sét bentonit Tam Bố, Di Linh, Lâm Đồng”, Lưu trữ địa chất, Hà Nội Ngô Thị Thuận, Trần Nhƣ Mai, Nguyễn Thị Thanh Bảo (1998), Một số ý kiến ảnh hưởng cấu trúc lỗ xốp đến phản ứng phân bố lại bất đối xứng toluen, Tuyển tập cơng trình hội nghị hóa học lần thứ Nguyễn Đìng Bảng (2004), Giáo trình phương pháp xử lý nước – nước thải, ĐHKHTN, Hà Nội Nguyễn Thị Hạnh (2018), “Nghiên cứu tổng hợp, đặc trƣng cấu trúc vật liệu NS-TiO2/Bentonit FeNS-TiO2/Bentonit để xử lý phẩm màu DB71 môi trƣờng nƣớc”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ Nguyễn Thùy Trang (2013), Thực trạng sử dụng thuốc BVTV nông nghiệp Việt Nam, Vista Nguyễn Văn Hƣng, Ngô Sỹ Lƣơng (2017), “Điều chế vật liệu nano WTiO2/bentonit có hoạt tính quang xúc tác cao dƣới ánh sáng nhìn thấy 62 phƣơng pháp thủy phân”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học – Tập 22, Số 4/2017 10 Nguyễn Văn Công (2012), “Ảnh hưởng Diazinon đến đời sống thủy sinh vật”, Trƣờng Đại học Cần Thơ 11 Phạm Thị Lệ Minh, Cao Anh Dũng (2005), Sử dụng sét chứa chất hữu việc xử lý tách dầu khỏi nước vỉa Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN “30 năm Dầu khí Việt Nam: Cơ hội mới, thách thức mới” 12 Võ Thị Mai Hoàng, Lê Ngọc Thạch (2010), “ Điều chế số montmorillonite Việt Nam”, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHCM, Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 13, Số T1-2010 13 Tổng cục môi trƣờng dự án xây dựng lực nhằm loại bỏ hóa chất bảo vệ thực vật POP tồn lƣu Việt Nam (2015), Hiện trạng ô nhiễm môi trường HCBVTV tồn lưu thuộc nhóm chất hữu khó phân hủy Việt Nam Tiếng Anh 14 Amir-Ahmad Salarian , Zahra Hami (2016), “N-doped TiO2 nanosheets for photocatalytic degradation and mineralization of diazinon under simulated solar irradiation: Optimization and modeling using a response surface methodology” Journal of Molecular Liquids 220 (2016) 183–191 15 Anpo M., Takeuchi M (2003), “The design and development of highly reactive titanium oxide photocatalysts operating under visible light irradiation”, J Catal, 216, pp.505 16 Augustine Chioma Affam, Malay Chaudhuri (2013), “Degradation of pesticides chlorpyrifos, cypermethrin and chlorothalonil in aqueous solution by TiO2 photocatalysis”, Journal of Environmental Management 130 (2013) 160165 17 Arash Javanshir Khoei1,* , Nooshin Jafarzadeh Ghaleh Joogh1 , Paria Darvishi1 , Kiadokht Rezaei1 (2018), “Application of Physical and Biological 63 Methods to Remove Heavy Metal, Arsenic and Pesticides, Malathion and Diazinon from Water”, Turk J Fish.& Aquat Sci 19(1), 21-28 18 Bessekhouad, Y., Robert, D., Weber, J V., Chaoui, N (2004), “Effect of alkaline-doped TiO2 on photocatalytic efficiency”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 187 (1), pp 49 19 Blain Paul, Wayde N Martens, Ray L Frost (2012), “Immobilised anatase on clay mineral particles as a photocatalyst for herbicides degradation”, Applied Clay Science 57 (2012) 49–54 20 Chen Y., et., al (2004), "Film device to visualize UV irradiation", Journal of photochemistry and photobiology A: Chemistry,163, pp 271-286 21 Chihiro Ooka, Hisao Yoshida, Masakazu Horio, Kenzi Suzuki, Tadashi Hattori (2003), “Adsorptive and photocatalytic performance of TiO2 pillared montmorillonite in degradation of endocrine disruptors having different hydrophobicity”, Applied Catalysis B: Environmental 41 (2003) 313–321 22 Cong Y., Zhang J., Chen F., Anpo M., and He D (2007), "Preparation, Photocatalytic Activity, and Mechanism of Nano-TiO2 Co-Doped with Nitrogen and Iron (III)", Journal of Physical Chemistry C 111(28), pp 1061810623 23 Gracia, F., Holgado, J P., Caballero, A., Gonzalez – Elipe, A R (2004), “Structure, optical and photoelectrochemical properties of Mn+ -TiO2 model thin film photocatalysts”, J Phys Chem B, 108, pp 17466-17476 24 Dionisios Panagiotaras, Dimitrios Papoulis, Elias Stathatos (2014), “TiO2/Clay Minerals (Palygorskite/Halloysite) Nanocomposite Coatings for Water Disinfection”, World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Materials and Metallurgical Engineering Vol:8, No:3, 2014 64 25 G Moussavi, H Hosseini, and A Alahabadi (2013), “The investigation of diazinon pesticide removal from contaminated water by adsorption onto NH4Cl-induced activated carbon”, Chemical Engineering Journal 214, 172179 26 Li Hexing, Li Jingxia and Huo (2006), “High active TiO – N photocatalysis prepared by treating TiO2 precursors in NH3/ethanol fluid under supercritical condition”, J.Phys Chem B, 110, pp 1559 – 1565 27 Liu H., Wu Y., Zhang J (2011), "A new approach toward carbon-modified vanadium-doped titanium dioxide photocatalysts", Applied materials and interfaces 3(5), pp 1757-1764 28 Marta Cruza, Cristina Gomeza, Carlos J Duran-Valleb, Luisa M PastranaMartínezc,Joaquim L Fariac, Adrián M.T Silvac, Marisol Faraldosa, Ana Bahamondea (2017), “Bare TiO2 and graphene oxide TiO2 photocatalysts on the degradationof selected pesticides and influence of the water matrix”, Applied Surface Science 416 (2017) 1013–1021 29 Margarita Hincapie´ Pe´rez , Gustavo Pen˜uela , Manuel I Maldonado, Octavio Malato , Pilar Ferna´ndez-Iba´n˜ez , Isabel Oller, Wolfgang Gernjak, Sixto Malato (2006), “Degradation of pesticides in water using solar advanced oxidation processes”, Applied Catalysis B: Environmental 64 (2006) 272–281 30 Miguel Pelaeza, Nicholas T Nolanb, Suresh C Pillai b, Michael K Seeryc, Polycarpos Falarasd, Athanassios G Kontosd, Patrick S.M Dunlope, Jeremy W.J Hamiltone, J.Anthony Byrnee, Kevin O’Sheaf, Mohammad H Entezarig, 31 Shen, M., Wu, Z., Huang, H., Du, Y., Zou, Z., Yang, P (2006), “Carbon-doped anatase TiO2 obtained from TiC for photocatalysis under visible light irradiation”, Mater Lett, 60, pp 693 - 697 32 Shima Tabasideh, Afshin Maleki, Behzad Shahmoradi, Esmail Ghahremani, Gordon McKay (2017), “Sonophotocatalytic degradation of diazinon in 65 aqueous solution using irondoped TiO2 nanoparticles”, Separation and Purification Technology 189 (2017) 186–192 33 Shi-Zhao Kang, Tan Wu, Xiangqing Li, Jin Mu (2010), “ Effect of montmorillonite on the photocatalytic activity of TiO2 nanoparticles”, Desalination 262 (2010) 147–151 34 S Malato, J Blanco, J Cáceres, A.R Fernández-Alba, A Agüera, A Rodr´ıguez (2002), “Photocatalytic treatment of water-soluble pesticides by photo-Fenton and TiO2 using solar energy”, Catalysis Today 76 (2002) 209– 220 35 Spadavecchia F., Cappelletti G., Ardizzone S., Ceotto M., Faciola L (2011), “Electronic structure of pure and N-dopped TiO2 nanocrystals by electrochemical experiments and first principles calculations”, Journal of Physical Chemistry, 115, 6381 – 6391 36 Wang X., Tang Y., Leiw M Y., Lim T T (2011), "Solvothermal synthesis of Fe-C codoped TiO2 nanoparticles for visible-light photocatalytic removal of emerging organic contaminants in water", Applied Catalysis A: General, 409410, pp 257-266 37 Yaowen Gao, Yan Wanga and Hui Zhang (2014), “Removal of Rhodamine B with Fe-supported bentonite as heterogeneous photo-Fenton catalyst under visible irradiation”, Applied Catalysis B: Environmental, 178, pp 29-36 38 Ye Cong et al., (2007), “Preparation, photocatalytic activity, and mechanism of nano-TiO2 co-doped with nitrogen and iron (III)”, J Phys Chem C, 111, pp 10618-10623 66 ... vật liệu hấp phụ - quang xúc tác tốt, có khả xử lý triệt để thuốc trừ sâu Chính vậy, chúng tơi tiến hành Nghiên cứu khả hấp phụ quang xúc tác phân hủy Diazinon vật liệu nanocomposit TiO2/Bentonit”... Diazinon vật liệu 35 2.4.1.Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu 35 2.4.2 Khảo sát dung lƣợng hấp phụ cực đại vật liệu 35 2.5 Nghiên cứu hoạt tính xúc tác phân huỷ Diazinon vật liệu. .. SEM 53 3.3 Khảo sát khả hấp phụ Diazinon vật liệu Fe-TiO2/ Bent-Fe 53 3.3.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ vật liệu 53 3.3.2 Khảo sát dung lƣợng hấp phụ cực đại vật liệu 54 3.4 Khảo sát