Khảo sát điều kiện chế tạo hệ xúc tác tio2 sio2 agmonolith để phân hủy phenol

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TUẤN THANH KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN CHẾ TẠO HỆ XÚC TÁC TiO2-SiO2-Ag/Monolith ĐỂ PHÂN HỦY PHENOL (Researching fabrication conditions of photocatalyst system TiO2-SiO2-Ag/MONOLITH for phenol degradation) Chuyên ngành : KỸ THUẬT HÓA HỌC Mã số: 60520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2020 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS Lê Minh Viễn Cán chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Quốc Thiết Cán chấm nhận xét 2: TS Lý Cẩm Hùng Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm 2020 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Nguyễn Đình Thành PGS TS Nguyễn Tuấn Anh TS Nguyễn Quốc Thiết TS Lý Cẩm Hùng PGS.TS Lê Minh Viễn Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KTHH PGS.TS Nguyễn Đình Thành GS TS Phan Thanh Sơn Nam ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Họ tên: Nguyễn Tuấn Thanh Ngày sinh: 16/11/1989 Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học MSHV: 1670200 Nơi sinh: Đồng Tháp Mã số chuyên ngành: 60520301 I ĐỀ TÀI: Khảo sát điều kiện chế tạo hệ xúc tác Ag-TiO2-SiO2/monolith để phân hủy phenol II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tổng quan tài liệu phương pháp điều chế, tính chất hoạt tính quang xúc tác môi trường nước vật liệu TiO2, TiO2-SiO2 Ag biến tính TiO2-SiO2 composite Tổng hợp, đánh giá tính chất đặc trưng bột TiO2-SiO2 Ag biến tính TiO2-SiO2 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác bột TiO2-SiO2 Ag biến tính TiO2-SiO2 việc phân hủy phenol điều kiện chiếu xạ mô ánh sáng mặt trời III NGÀY NHẬN : IV NGÀY KẾT THÚC LUẬN VĂN: V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Lê Minh Viễn TP Hồ Chí Minh, ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN tháng năm 2020 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PGS.TS Lê Minh Viễn PGS.TS Lê Minh Viễn TRƯỞNG KHOA KT HÓA HỌC GS.TS Phan Thanh Sơn Nam Luận văn thạc sĩ LỜI CÁM ƠN Qua thời gian dài thực Luận văn tốt nghiệp, xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Lê Minh Viễn, người thầy tận tình truyền đạt cho kiến thức, hướng dẫn, nhận xét, giúp đỡ động viên tơi suốt q trình thực Luận văn vừa qua Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Kỹ thuật hóa học, Bộ mơn Kỹ Thuật Hóa Vơ Cơ, càn quản lý Phịng thí nghiệm Hóa Vơ Cơ tạo điều kiện thuận lợi thiết bị, dụng cụ sở vật chất cho tơi q trình thực Luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Quý Thầy/Cô giảng viên Trường Đại học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia TP HCM, người truyền đạt cho kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian học cao học trường Nhờ giảng dạy tận tâm Q Thầy/Cơ, tơi tích lũy thêm nhiều kiến thức bổ ích phục vụ cho công việc tương lai Cuối cùng, thực biết ơn giúp đỡ, hỗ trợ từ gia đình, bạn bè ln ủng hộ tạo điều kiện tốt để tơi tập trung nghiên cứu hoàn thành đề tài Trong trình thực nội dung Luận văn, tơi chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Kính mong Q Thầy/Cơ bạn nhận xét đóng góp ý kiến để tài Luận văn tốt nghiệp tơi hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! TP HCM, ngày tháng năm 2020 Học viên thực văn Nguyễn Tuấn Thanh HVTH: NGUYỄN TUẤN THANH i Luận văn thạc sĩ TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong nghiên cứu này, vật liệu quang xúc tác Ag-TiO2-SiO2 tổng hợp kỹ thuật sol-gel sử dụng tác nhân Acetyl acetone làm chậm trình thủy phân titanium nbutoxide PEG 20000 làm môi trường phân tán Các yếu tố như: tỉ lệ mol TiO2/SiO2; TiO2/PEG; TiO2/H2O; TiO2/AcAc; Ag/TiO2 nhiệt độ nung khảo sát trình tổng hợp Đặc trưng vật liệu nghiên cứu phương pháp: nhiễu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), diện tích bề mặt riêng (BET), phổ hấp thu UV-Vis Hoạt tính quang xúc tác đánh giá thông qua hiệu suất phân hủy phenol nước chiếu xạ đèn mô ánh sáng tự nhiên Các mẫu vật liệu tổng hợp dạng đơn pha anatase với kích thước hạt trung bình khoảng nm 3% mol Ag-TiO2-SiO2 thể hoạt tính quang xúc tác cao nhất, cho hiệu suất phân hủy phenol nồng độ 10 ppm lên đến 76% sau chiếu sáng HVTH: NGUYỄN TUẤN THANH ii Luận văn thạc sĩ ABSTRACT In this study, Ag-TiO2-SiO2 photocatalysts were synthesized by sol-gel method using acetyl acetone to slow down n-butoxide titanium hydrolysis process and PEG 20000 as dispersion medium Synthesis conditions including TiO2/SiO2; TiO2/PEG; TiO2/H2O; TiO2/AcAc; Ag/TiO2 molar ratios and calcination temperature were investigated Characterizations of photocatalysts were determined by X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscope (TEM), BET surface area and UV-Vis Spectroscopy (UV-Vis) The photocatalytic activity of Ag-TiO2-SiO2 was evaluated by measuring the degradation of phenol under simulated solar irradation All obtained nanopowders showed presence of single anatase phase with an average grain size about nm The 3% Ag-TiO2-SiO2 showed the highest photacatalytic activity (76 %) after hours deomposition with initial phenol concentration of 10 ppm HVTH: NGUYỄN TUẤN THANH iii Luận văn thạc sĩ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực nhóm nghiên cứu Các số liệu tham khảo trích dẫn rõ nguồn gốc viết Học viên thực Luận văn Nguyễn Tuấn Thanh HVTH: NGUYỄN TUẤN THANH iv Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii ABSTRACT iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU Cấu trúc tinh thể TiO2 Qúa trình quang xúc tác TiO2 Hoạt tính quang xúc tác TiO2 19 Tổng hợp vật liệu 19 Đánh giá hoạt tính quang xúc tác 19 Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) 20 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 20 Phương pháp đo diện tích bề mặt riêng (BET) 20 Phổ phản xạ khuếch tán UV-Vis (UV-Vis DRS) 20 Quang phổ hấp thu UV-VIS 20 Hóa chất – Thiết bị 20 Tổng hợp vật liệu TiO2-SiO2 22 Tổng hợp vật liệu Ag-TiO2-SiO2 23 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng 23 HVTH: NGUYỄN TUẤN THANH v Luận văn thạc sĩ 2.4.4.1 Tỉ lệ mol TiO2:SiO2 23 2.4.4.2 Tỉ lệ mol TiO2:PEG 23 2.4.4.3 Tỉ lệ mol TiO2:H2O 24 2.4.4.4 Tỉ lệ mol TiO2:AcAc 24 2.4.4.5 Nhiệt độ nung 24 Mơ hình đánh giá hoạt tính quang xúc tác 25 Phương pháp phân tích phenol 25 Xây dựng đường chuẩn phenol 26 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác 27 28 Vật liệu TiO2-SiO2 28 3.1.1.1 Phổ nhiễu xạ tia X vật liệu TiO2-SiO2 28 3.1.1.2 Hình thái vật liệu TiO2-SiO2 29 3.1.1.3 Năng lượng vùng cấm diện tích bề mặt riêng vật liệu TiO2-SiO2 30 3.1.1.4 Ảnh hưởng nhiệt độ nung 31 Vật liệu Ag-TiO2-SiO2 32 3.1.2.1 Phổ nhiễu xạ tia X vật liệu Ag-TiO2-SiO2 32 3.1.2.2 Năng lượng vùng cấm vật liệu Ag-TiO2-SiO2 33 Vật liệu TiO2-SiO2 33 3.2.1.1 Ảnh hưởng tỉ lệ mol TiO2:SiO2 33 3.2.1.2 Ảnh hưởng tỉ lệ mol PEG:TiO2 35 3.2.1.3 Ảnh hưởng tỉ lệ mol TiO2:H2O 36 3.2.1.4 Ảnh hưởng tỉ lệ mol TiO2:AcAc 38 3.2.1.5 Ảnh hưởng nhiệt độ nung 39 Vật liệu Ag-TiO2-SiO2 40 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 49 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 53 HVTH: NGUYỄN TUẤN THANH vi Luận văn thạc sĩ DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thơng số cấu trúc tính chất dạng thù hình TiO2 Bảng 1.2 Thế oxi hóa khử cặp redox [15] Bảng 1.3 Một số nghiên cứu xử lý phenol 16 Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng 21 Bảng 3.1 Kích thước tinh thể tính từ phổ nhiễu xạ tia X vật liệu TiO2-SiO2 với tỉ lệ mol khác 29 Bảng 3.2 Năng lượng vùng cấm diện tích bề mặt riêng mẫu TiO2-SiO2 theo tỉ lệ mol TiO2/SiO2 31 Bảng 3.3 Kích thước tinh thể tính từ phổ XRD mẫu TiO2-SiO2 nhiệt độ nung khác 32 Bảng 3.4 Kích thước tinh thể tính từ phổ XRD mẫu TiO2-SiO2 tỉ lệ mol Ag/TiO2 khác 33 Bảng 3.5 Năng lượng vùng cấm Ag-TiO2-SiO2 theo hàm lượng Ag .33 Bảng 3.6 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu xúc tác với tỉ lệ mol TiO2/SiO2 khác 35 Bảng 3.7 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu TiO2-SiO2 với tỉ lệ mol TiO2/PEG khác .35 Bảng 3.8 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu TiO2-SiO2 với tỉ lệ mol TiO2/H2O khác 37 Bảng 3.9 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu TiO2-SiO2 với tỉ lệ mol TiO2/AcAc khác .39 Bảng 3.10 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu xúc tác nhiệt độ nung khác 40 Bảng 3.11 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu xúc tác với tỉ lệ mol TiO2/Ag khác 41 HVTH: NGUYỄN TUẤN THANH vii Luận văn thạc sĩ Như chon tỉ lệ mol TiO2 :AcAc = 1:1 làm điều kiện để thực khảo sát Bảng 3.9 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu TiO2-SiO2 với tỉ lệ mol TiO2/AcAc khác Mẫu Hiệu suất phân hủy (%) k (phút-1) R2 nTiO2:nAcAc= 1:0,5 36 1,7x10-2 0,992 nTiO2:nAcAc= 1:0,75 48 2,6x10-2 0,993 nTiO2:nAcAc= 1:1 61 3,8x10-2 0,997 nTiO2:nAcAc= 1:2 38 1,9x10-2 0,986 3.2.1.5 Ảnh hưởng nhiệt độ nung Hình 3.9 (a) Sự phân hủy (b) động học phản ứng phân hủy phenol mẫu quang xúc tác TiO2-SiO2 nhiệt độ nung khác Hình 3.9a mơ tả ảnh hưởng nhiệt độ nung từ 400-550 C đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng thể Bảng 3.10 Động học phản ứng mô tả đồ thị Hình 3.9b Kết cho thấy nhiệt độ nung 400 C, chất xúc tác cho hiệu suất phân hủy phenol thấp (35% phenol bị phân hủy sau chiếu sáng) Khi tăng dần nhiệt độ nung, hiệu suất phân hủy quang xúc tác mẫu xúc tác tăng dần đạt giá trị cao 500 C, ứng với 61% phenol bị phân hủy sau chiếu sáng Khi tăng nhiệt độ nung lên 550oC hiệu suất phân hủy quang xúc tác phenol lại giảm (53% 39 Luận văn thạc sĩ phenol bị phan hủy) Điều giải thích ban đầu nhiệt độ nung thấp, chất xúc tác tồn trạng thái vơ định hình, có độ tinh thể thấp, q trình tái kết hợp electron lỗ trống diễn nhanh chóng làm giảm hiệu quang xúc tác, tăng dần nhiệt độ nung làm tăng độ tinh thể hóa dẫn đến tăng hiệu suất quang xúc tác Nhưng tăng nhiệt độ nung lên 550 C, độ tinh thể hóa xúc tác tăng kích thước hạt tinh thể tăng làm giảm diện tích bề mặt riêng số tâm hoạt động quang xúc tác, đồng thời tăng nhiệt độ nung trình kết tụ hạt tăng qua góp phần giảm hiệu suất quang xúc tác Bảng 3.10 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu xúc tác nhiệt độ nung khác Mẫu Hiệu suất phân hủy (%) k (phút-1) R2 400 C 35 1,7x10-2 0,992 450 C 45 2,6x10-2 0,996 500 C 61 3,8x10-2 0,993 550 C 53 3,1x10-2 0,991 Vật liệu Ag-TiO2-SiO2 Hình 3.10 (a) Sự phân hủy (b) động học phản ứng phân hủy phenol mẫu quang xúc tác Ag-TiO2-SiO2 với hàm lượng % Ag khác Hình 3.10 mơ tả ảnh hưởng hàm lượng Ag đến hiệu suất phân hủy số tốc độ phân hủy phenol (Bảng 3.11) Kết cho thấy thêm 3% mol Ag vào 40 Luận văn thạc sĩ vật liệu TiO2-SiO2 hoạt tính quang xúc tác tăng mạnh từ 61% vật liệu TiO2SiO2 lên 76% điều giải thích thêm Ag vào vật liệu làm giảm lượng vùng cấm vật liệu hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt, đồng thời Ag có tác dụng bẫy electron làm giảm trình tái kết hơp electron lỗ trống, đồng thời làm tăng khả phân tách electron lỗ trống cách hiệu Nhưng tiếp tục tăng hàm lượng Ag lên, hoạt tính quang xúc tác lại giảm mạnh điều giải thích hàm lượng Ag xúc tác cao, hình thành cụm kim loại kết tụ, che khuất bề mặt xúc tác, qua làm giảm khả hấp thu ánh sáng xúc tác, hạt Ag hoạt động trung tâm tái kết hợp electron lỗ trống làm giảm hoạt tính quang xúc tác [73] Bảng 3.11 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu xúc tác với tỉ lệ mol Ag:TiO2 khác Mẫu Hiệu suất phân hủy (%) k (phút-1) R2 TS05 60,9 3,8x10-2 0,997 3% Ag 75,7 5,6x10-2 0,994 5% Ag 50,7 2,8x10-2 0,993 7% Ag 43,8 2,4x10-2 0,991 41 Luận văn thạc sĩ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Vật liệu quang xúc tác Ag-TiO2-SiO2 tổng hợp thành công kỹ thuật solgel, sử dụng tác nhân Acetyl Acetone làm chậm trình thủy phân Titan nbutoxide PEG 20000 làm mơi trường phân tán Điều kiện tổng hợp chất xúc tác chọn bao gồm: - Tỉ lệ mol TiO2 :SiO2 = 95:5; - Tỉ lệ mol TiO2 :PEG = 1:0,2; - Tỉ lệ mol TiO2 :H2O = 1:10; - Tỉ lệ mol TiO2 :AcAc = 1:1; - Nhiệt độ nung 500 C; - Tỉ lệ mol Ag :TiO2 = 3% Thơng qua phương pháp hóa lý phân tích đặt trưng xúc tác, chất xúc tác tổng hợp thu tồn dạng pha anatase, dạng hình cầu, kích cỡ trung bình khoảng 5-15 nm, SiO2 có tác dụng làm ức chế q trình phát triển kích thước hạt đồng thời làm tăng diện tích bề mặt riêng xúc tác Ag có tác dụng làm giảm lượng vùng cấm qua làm tăng khả hoạt động xúc tác trung vùng ánh sáng nhìn thấy Kết nghiên cứu cho thấy kết hợp Ag, SiO2 TiO2 làm tăng đáng kể hoạt tính quang xúc tác so với vật liệu TiO2 tinh khiết đánh giá thông qua hiệu suất phân hủy phenol (76% 3%Ag-TiO2:SiO2 33% TiO2 tinh khiết) Kiến nghị Bên cạnh kết đạt trình nghiên cứu, chúng tơi khơng thể hồn thiện đucợ tất hướng nghiên cứu sâu chất xúc tác quang Ag-TiO2-SiO2, chúng tơi có số kiến nghị cần nghiên cứu tiếp sau: 42 Luận văn thạc sĩ Từ kết phân tích hình thái TEM cho thấy hạt TiO2 TiO2-SiO2 có tượng kết khối q trình điều chế, nên vật liệu Ag-TiO2-SiO2 khó tránh khởi tượng này, cần phải nghiên cứu thêm hướng điều chế nhằm làm giảm tối đa tượng Sử dụng thêm kim loại phim kim đồng biến tính với Ag nhằm nâng cao hoạt tính quang xúc tác Nghiên cứu, đánh giá hoạt tính quang xúc tác việc xử lý nhiều hợp chất hữu cơ, vô ô nhiễm khác mơi trường nước khơng khí như: Dioxin, Aldrin, tetracyclin, NOx, Cr6+… Tăng khả thu hồi xúc tác cách phủ lên giá thể kính, monolith, plastic… 43 Luận văn thạc sĩ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] R Ullah, C Liu, H Panezai, A Gul, J Sun, and X Wu (2020), Controlled crystal phase and particle size of loaded-TiO2 using clinoptilolite as support via hydrothermal method for degradation of crystal violet dye in aqueous solution, Arabian Journal of Chemistry, 13, 4092-4101 M Pawar, S Topcu Sendoğdular, and P Gouma (2018), A Brief Overview of TiO2 Photocatalyst for Organic Dye Remediation: Case Study of Reaction Mechanisms Involved in Ce-TiO2 Photocatalysts System, Journal of Nanomaterials, 2018, 5953609 J Low, B Cheng, and J Yu (2017), Surface modification and enhanced photocatalytic CO2 reduction performance of TiO2: a review, Applied Surface Science, 392, 658-686 M.-C Wu, T.-H Lin, K.-H Hsu, and J.-F Hsu (2019), Photo-induced disinfection property and photocatalytic activity based on the synergistic catalytic technique of Ag doped TiO2 nanofibers, Applied Surface Science, 484, 326-334 S Riyas, V A Yasir, and P N M Das (2002), Crystal structure transformation of TiO2 in presence of Fe2O3 and NiO in air atmosphere, Bulletin of Materials Science, 25, 267273 S Sun, P Song, J Cui, and S Liang (2019), Amorphous TiO2 nanostructures: synthesis, fundamental properties and photocatalytic applications, Catalysis Science & Technology, 9, 4198-4215 M A Vargas and J E Rodríguez-Páez (2017), Amorphous TiO2 nanoparticles: Synthesis and antibacterial capacity, Journal of Non-Crystalline Solids, 459, 192-205 m s Azami, et al (2019), A Contemporary Assessment on Composite Titania onto Graphitic Carbon Nitride-Based Catalyst as Photocatalyst, Journal of Energy and Safety Technology (JEST), 2, M Koelsch, S Cassaignon, J F Guillemoles, and J P Jolivet (2002), Comparison of optical and electrochemical properties of anatase and brookite TiO2 synthesized by the sol–gel method, Thin Solid Films, 403-404, 312-319 D A H Hanaor and C C Sorrell (2011), Review of the anatase to rutile phase transformation, Journal of Materials Science, 46, 855-874 J Ge, Y Zhang, Y.-J Heo, and S.-J Park (2019), Advanced Design and Synthesis of Composite Photocatalysts for the Remediation of Wastewater: A Review, Catalysts, 9, H Zhou and D W Smith (2002), Advanced technologies in water and wastewater treatment, Journal of Environmental Engineering and Science, 1, 247-264 H Hu, S Wang, and L Wang, "CHAPTER Functionalization of Chemically Derived Graphene for Photocatalysis," in Chemically Derived Graphene: Functionalization, Properties and Applications, ed: The Royal Society of Chemistry, 2018, pp 128-154 S V Kite, D J Sathe, A N Kadam, S S Chavan, and K M Garadkar (2020), Highly efficient photodegradation of 4-nitrophenol over the nano-TiO2 obtained from chemical bath deposition technique, Research on Chemical Intermediates, 46, 1255-1282 S Losada-Barreiro and C Bravo-Díaz (2017), Free radicals and polyphenols: The redox chemistry of neurodegenerative diseases, European Journal of Medicinal Chemistry, 133, 379-402 (2015), Titania-silica composites: a review on the photocatalytic activity and synthesis methods, World Journal of Nano Science and Engineering, 5, 161-177 44 Luận văn thạc sĩ [17] N Xu, Z Shi, Y Fan, J Dong, J Shi, and M Z Hu, "Effects of Particle Size of TiO2 on Photocatalytic Degradation of Methylene Blue in Aqueous Suspensions," 1999 [18] C.-C Wang, Z Zhang, and J Y Ying (1997), Photocatalytic decomposition of halogenated organics over nanocrystalline titania, Nanostructured Materials, 9, 583586 R J Gonzalez, R Zallen, and H Berger (1997), Infrared reflectivity and lattice fundamentals in anatase TiO2, Physical Review B, 55, 7014-7017 A R Gandhe and J B Fernandes (2005), A simple method to synthesize N-doped rutile titania with enhanced photocatalytic activity in sunlight, Journal of Solid State Chemistry, 178, 2953-2957 S.-Y Murakami, et al (2007), Evaluation of electron-hole recombination properties of titanium (IV) oxide particles with high photocatalytic activity, Research on Chemical Intermediates, 33, 285-296 J Zhang, P Zhou, J Liu, and J Yu (2014), New understanding of the difference of photocatalytic activity among anatase, rutile and brookite TiO2, Physical chemistry chemical physics : PCCP, 16, Y Jia, B Zhang, H Chang, F Yu, and Z Zhao (2019), TiO2/SnOx-Au nanocomposite catalyzed photochromic reaction for colorimetric immunoassay of tumor marker, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 169, 75-81 G Odling and N Robertson (2015), Why is anatase a better photocatalyst than rutile? The importance of free hydroxyl radicals, ChemSusChem, 8, 1838-1840 L Jing, S Li, S Song, L Xue, and H Fu (2008), Investigation on the electron transfer between anatase and rutile in nano-sized TiO2 by means of surface photovoltage technique and its effects on the photocatalytic activity, Solar Energy Materials and Solar Cells, 92, 1030-1036 C G Silva and J L Faria (2009), Anatase vs rutile efficiency on the photocatalytic degradation of clofibric acid under near UV to visible irradiation, Photochemical & Photobiological Sciences, 8, 705-711 E Pulido Melián, et al (2013), Efficient and affordable hydrogen production by water photo-splitting using TiO2-based photocatalysts, International Journal of Hydrogen Energy, 38, 2144-2155 F Peng, H Gao, G Zhang, Z Zhu, J Zhang, and Q Liu (2017), Synergistic Effects of Sm and C Co-Doped Mixed Phase Crystalline TiO2 for Visible Light Photocatalytic Activity, Materials, 10, D S Kim and S.-Y Kwak (2007), The hydrothermal synthesis of mesoporous TiO2 with high crystallinity, thermal stability, large surface area, and enhanced photocatalytic activity, Applied Catalysis A: General, 323, 110-118 Y Wang, Y He, Q Lai, and M Fan (2014), Review of the progress in preparing nano TiO2: An important environmental engineering material, Journal of Environmental Sciences, 26, 2139-2177 M Inagaki, R Nonaka, B Tryba, and A W Morawski (2006), Dependence of photocatalytic activity of anatase powders on their crystallinity, Chemosphere, 64, 437445 G Tian, H Fu, L Jing, and C Tian (2009), Synthesis and photocatalytic activity of stable nanocrystalline TiO2 with high crystallinity and large surface area, Journal of Hazardous Materials, 161, 1122-1130 [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] 45 Luận văn thạc sĩ [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] C Fernández-Rodríguez, et al (2012), Synthesis of highly photoactive TiO2 and Pt/TiO2 nanocatalysts for substrate-specific photocatalytic applications, Applied Catalysis B: Environmental, 125, 383-389 X Yu, S Liu, and J Yu (2011), Superparamagnetic γ-Fe2O3@SiO2@TiO2 composite microspheres with superior photocatalytic properties, Applied Catalysis B: Environmental, 104, 12-20 J Yu, Q Xiang, and M Zhou (2009), Preparation, characterization and visible-lightdriven photocatalytic activity of Fe-doped titania nanorods and first-principles study for electronic structures, Applied Catalysis B: Environmental, 90, 595-602 L N Quan, et al (2014), Soft-template-carbonization route to highly textured mesoporous carbon–TiO2 inverse opals for efficient photocatalytic and photoelectrochemical applications, Physical Chemistry Chemical Physics, 16, 90239030 H.-Y Chen, T.-L Zhang, J Fan, D.-B Kuang, and C.-Y Su (2013), Electrospun hierarchical TiO2 nanorods with high porosity for efficient dye-sensitized solar cells, ACS Applied Materials & Interfaces, 5, 9205-9211 X Zhang, A Fujishima, M Jin, A V Emeline, and T Murakami (2006), DoubleLayered TiO2−SiO2 Nanostructured Films with Self-Cleaning and Antireflective Properties, The Journal of Physical Chemistry B, 110, 25142-25148 Q Zhang, N Bao, X Zhu, D Ma, and Y Xin (2015), Preparation and photocatalytic properties of graphene/TiO2 nanotube arrays photoelectrodes, Journal of Alloys and Compounds, 618, 761-767 Z Zhang, X Wang, J Long, Q Gu, Z Ding, and X Fu (2010), Nitrogen-doped titanium dioxide visible light photocatalyst: Spectroscopic identification of photoactive centers, Journal of Catalysis, 276, 201-214 L Zhang, M S Tse, O K Tan, Y X Wang, and M Han (2013), Facile fabrication and characterization of multi-type carbon-doped TiO2 for visible light-activated photocatalytic mineralization of gaseous toluene, Journal of Materials Chemistry A, 1, 4497-4507 P Zhang, et al (2011), Core/shell nanofibers of TiO2@carbon embedded by Ag nanoparticles with enhanced visible photocatalytic activity, Journal of Materials Chemistry, 21, 17746-17753 J Matos, et al (2019), C-doped anatase TiO2: Adsorption kinetics and photocatalytic degradation of methylene blue and phenol, and correlations with DFT estimations, Journal of Colloid and Interface Science, 547, 14-29 J Zhang, D Fu, S Wang, R Hao, and Y Xie (2019), Photocatalytic removal of chromium(VI) and sulfite using transition metal (Cu, Fe, Zn) doped TiO2 driven by visible light: Feasibility, mechanism and kinetics, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 80, 23-32 S Abbad, et al (2020), Effect of silver doping on the photocatalytic activity of TiO2 nanopowders synthesized by the sol-gel route, Journal of Environmental Chemical Engineering, 8, 103718 I Fatimah, et al (2019), Physicochemical characteristics and photocatalytic performance of TiO2/SiO2 catalyst synthesized using biogenic silica from bamboo leaves, Heliyon, 5, e02766 I Levchuk, et al (2019), Solar photocatalytic disinfection using ink-jet printed composite TiO2/SiO2 thin films on flexible substrate: Applicability to drinking and marine water, Solar Energy, 191, 518-529 46 Luận văn thạc sĩ [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] C Anderson and A J Bard (1995), An Improved Photocatalyst of TiO2/SiO2 Prepared by a Sol-Gel Synthesis, The Journal of Physical Chemistry, 99, 9882-9885 Y Xu, W Zheng, and W Liu (1999), Enhanced photocatalytic activity of supported TiO2: dispersing effect of SiO2, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 122, 57-60 C H Kwon, J H Kim, I S Jung, H Shin, and K H Yoon (2003), Preparation and characterization of TiO2–SiO2 nano-composite thin films, Ceramics International, 29, 851-856 Š Paušová, J Krýsa, J Jirkovský, V Prevot, and G Mailhot (2014), Preparation of TiO2‐SiO2 composite photocatalysts for environmental applications, Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 89, 1129-1135 M Pierpaoli, X Zheng, V Bondarenko, G Fava, and M Ruello (2019), Paving the Way for A Sustainable and Efficient SiO2/TiO2 Photocatalytic Composite, Environments, 6, M K Seery, R George, P Floris, and S C Pillai (2007), Silver doped titanium dioxide nanomaterials for enhanced visible light photocatalysis, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 189, 258-263 S P Onkani, P N Diagboya, F M Mtunzi, M J Klink, B I Olu-Owolabi, and V Pakade (2020), Comparative study of the photocatalytic degradation of 2–chlorophenol under UV irradiation using pristine and Ag-doped species of TiO2, ZnO and ZnS photocatalysts, Journal of Environmental Management, 260, 110145 S S Boxi and S Paria (2014), Effect of silver doping on TiO2, CdS, and ZnS nanoparticles for the photocatalytic degradation of metronidazole under visible light, RSC Advances, 4, 37752-37760 J Michałowicz and W Duda (2007), Phenols Sources and Toxicity, Polish Journal of Environmental Studies, 16, L G C Villegas, N Mashhadi, M Chen, D Mukherjee, K E Taylor, and N Biswas (2016), A short review of techniques for phenol removal from wastewater, Current Pollution Reports, 2, 157-167 M Choquette-Labbé, W A Shewa, J A Lalman, and S R Shanmugam (2014), Photocatalytic degradation of phenol and phenol derivatives using a nano-TiO2 catalyst: Integrating quantitative and qualitative factors using response surface methodology, Water, 6, 1785-1806 Z Guo, R Ma, and G Li (2006), Degradation of phenol by nanomaterial TiO in wastewater, Chemical Engineering Journal, 119, 55-59 V Peings, J Frayret, and T Pigot (2015), Mechanism for the oxidation of phenol by sulfatoferrate (VI): comparison with various oxidants, Journal of Environmental Management, 157, 287-296 J Yang, J Zhao, J Ma, and Z.-Q Liu (2013), Simultaneous oxidation of phenol and bisphenol A by permanganate: Synergetic or competitive effect, Separation and Purification Technology, 116, 271-276 A Mnif, D Tabassi, M Ben Sik Ali, and B Hamrouni (2015), Phenol removal from water by AG reverse osmosis membrane, Environmental Progress & Sustainable Energy, 34, F Rezvani, H Azargoshasb, O Jamialahmadi, S Hashemi-Najafabadi, S M Mousavi, and S A Shojaosadati (2015), Experimental study and CFD simulation of phenol removal by immobilization of soybean seed coat in a packed-bed bioreactor, Biochemical Engineering Journal, 101, 32-43 47 Luận văn thạc sĩ [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] H Suzuki, S Araki, and H Yamamoto (2015), Evaluation of advanced oxidation processes (AOP) using O3, UV, and TiO2 for the degradation of phenol in water, Journal of Water Process Engineering, 7, 54-60 Y Liu, H Dai, J Deng, L Zhang, and C T Au (2012), Three-dimensional ordered macroporous bismuth vanadates: PMMA-templating fabrication and excellent visible light-driven photocatalytic performance for phenol degradation, Nanoscale, 4, 23172325 S Liu and X Chen (2008), A Visible Light Response TiO2 Photocatalyst Realized by Cationic S-doping and Its Application for Phenol Degradation, Journal of hazardous materials, 152, 48-55 P Chowdhury, J Moreira, H Gomaa, and A K Ray (2012), Visible-Solar-LightDriven Photocatalytic Degradation of Phenol with Dye-Sensitized TiO2: Parametric and Kinetic Study, Industrial & Engineering Chemistry Research, 51, 4523-4532 Q Wu, W Li, D Wang, and S Liu (2014), Preparation and characterization of N-doped visible-light-responsive mesoporous TiO2 hollow spheres, Applied Surface Science, 299, 35-40 R A Aziz and I Sopyan (2009), Synthesis of TiO2-SiO2 powder and thin film photocatalysts by sol-gel method, C Silva and J Faria (2009), Anatase vs rutile efficiency on the photocatalytic degradation of clofibric acid under near UV to visible irradiation, Photochemical & photobiological sciences : Official journal of the European Photochemistry Association and the European Society for Photobiology, 8, 705-11 X Gao and I E Wachs (1999), Titania–silica as catalysts: molecular structural characteristics and physico-chemical properties, Catalysis Today, 51, 233-254 G Karakas and P Yetisemiyen (2013), Room Temperature Photocatalytic Oxidation of Carbon Monoxide Over Pd/TiO2–SiO2 Catalysts, Topics in Catalysis, 56, K H Leong, B L Gan, S Ibrahim, and P Saravanan (2014), Synthesis of surface plasmon resonance (SPR) triggered Ag/TiO2 photocatalyst for degradation of endocrine disturbing compounds, Applied Surface Science, 319, 128-135 48 Luận văn thạc sĩ PHỤ LỤC Phụ lục XRD mẫu TiO2 Phụ lục XRD mẫu TS05 49 Luận văn thạc sĩ Phụ lục XRD mẫu TS15 Phụ lục XRD mẫu TS25 50 Luận văn thạc sĩ Phụ lục XRD mẫu 3% Ag-TS05 Phụ lục XRD mẫu 5% Ag-TS05 51 Luận văn thạc sĩ Phụ lục XRD mẫu 7% Ag-TS05 52 Luận văn thạc sĩ LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên khai sinh: NGUYỄN TUẤN THANH Sinh ngày:Nơi sinh: Đồng Tháp Điện thoại: 0981419453 Email: ntthanh1189@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO a Đại học Tốt nghiệp Trường/Viện: Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia TP.HCM Ngành học: Kỹ thuật hóa học Loại hình đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ năm: 2007-2012 b Sau đại học Học cao học từ năm: 2016 đến năm: 2020 Trường ĐH Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học Thời gian đào tạo từ năm: 2016 53 ... ĐỀ TÀI: Khảo sát điều kiện chế tạo hệ xúc tác Ag-TiO2-SiO2/monolith để phân hủy phenol II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tổng quan tài liệu phương pháp điều chế, tính chất hoạt tính quang xúc tác môi... Bảng 3.10 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu xúc tác nhiệt độ nung khác 40 Bảng 3.11 Hiệu suất phân hủy số tốc độ phản ứng phân hủy phenol mẫu xúc tác với tỉ lệ mol... (a) Sự phân hủy (b) động học phản ứng phân hủy phenol mẫu quang xúc tác TiO2-SiO2 nhiệt độ nung khác 39 Hình 3.10 (a) Sự phân hủy (b) động học phản ứng phân hủy phenol mẫu quang xúc tác Ag-TiO2-SiO2