Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tổng hợp vật liệu tổ hợp quang xúc tác n c tio2 AC để ứng dụng trong xử lý môi trường

ĐAI HO QUỐ C GIA HÀ NÔI C N(4) –THIOSEMICACBAZON BENZANĐEHIT TRƢỜ NG HO KHOA TƢƢ̣ NHIÊN ĐAI C HOC - BÙI ANH TUẤN LUÂNƢ̣ VĂN THACƢ̣ SĨ KHOA HOCƢ̣ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỔ HỢP QUANG HÀ NỘI-2011 XÚC TÁC N, C-TiO2/AC ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƢỜNG LUÂN SĨ KHOA HOC VĂN THAC HÀ NỘI - 2012 ĐAI TRƢỜ NG ĐAI HO QUỐ C GIA HÀ NÔI C HO KHOA C HOC TƢƢ̣ NHIÊN - BÙI ANH TUẤN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỔ HỢP QUANG XÚC TÁC N, C-TiO2/AC ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƢỜNG Chuyên ngan ̀ h: Hóa Vơ Cơ Mã sớ: 60 44 25 LUÂN SĨ KHOA HỌC VĂN THAC Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Trịnh Ngọc Châu HÀ NỘI-2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 12 1.1 GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU BÁN DẪN VÀ XÚC TÁC QUANG HÓA 12 1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA NANO TiO2 15 1.2.1 Các dạng cấu trúc tính chất vật lý nano TiO2 15 1.2.2 Tính chất hóa học TiO2 17 1.2.3 Tính chất xúc tác quang hoá TiO2 dạng anatase 18 1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH QUANG XÚC TÁC CỦA NANO TiO2 21 1.3.1 Sự tái kết hợp lỗ trống electron quang sinh .21 1.3.2 pH dung dịch 23 1.3.3 Nhiệt độ 23 1.3.4 Các tinh thể kim loại gắn xúc tác 24 1.3.5 Biến tính TiO2 nguyên tố kim loại, phi kim .24 1.3.6 Các chất diệt gốc hydroxyl 25 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ NANO TiO2 25 1.4.1.Các phương pháp điều chế nano 25 1.4.2 Các phương pháp điều chế nano TiO2 sử dụng luận văn 27 1.5 BIẾN TÍNH NANO TiO2 30 1.6 ỨNG DỤNG CỦA NANO TiO2 VÀ NANO TiO2 BIẾN TÍNH 32 1.7 THAN HOẠT TÍNH VÀ CẤU TRÚC XỐP CỦA BỀ MẶT THAN HOẠT TÍNH 33 1.7.1 Than hoạt tính 33 1.7.2 Cấu trúc xốp bề mặt than hoạt tính 34 1.8 CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƢNG CỦA VẬT LIỆU 35 1.8.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 35 1.8.2 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron microscope - TEM) 37 1.8.3 Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope – SEM) .38 1.8.4.Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại khả kiến (Ultra Violet - visible, Uv-vis) 38 1.8.5 Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) 39 1.8.6 Phổ tán sắc lượng tia X (EDX- Energy-dispersive X-ray spectroscopy) 40 CHƢƠNG - THỰC NGHIỆM 42 2.1 DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT 42 2.1.1 Dụng cụ 42 2.1.2 Hóa chất 42 2.2 TỔNG HỢP VẬT LIỆU 42 2.2.1 Vật liệu TiO2 42 2.2.2 Vật liệu x%N-C–TiO2 43 2.2.3 Vật liệu 8%N-C-TiO2 43 2.2.4 Vật liệu 8%N-C-TiO2 /AC-P 43 2.2.5 Vật liệu 8%N-C-TiO2 /AC-N 44 2.3 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƢNG CỦA VẬT LIỆU 45 2.4 KHẢO SÁT TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU .45 2.4.1 Giới thiệu Rhodamin B 45 2.4.2 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Rhodamin B phương pháp trắc quang 46 2.4.3 Đường chuẩn xác định nồng độ Rhodamin B 47 2.4.4 Thí nghiệm khảo sát hoạt tính xúc tác vật liệu 47 2.4.5 Thí nghiệm khảo sát khả tái sử dụng vật liệu 48 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 3.1 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP TiO2 BIẾN TÍNH BỞI CACBON VÀ NITƠ 49 3.1.1 Ảnh hƣởng nguyên tố nitơ, cacbon va ham lƣợng nitơ doping 51 3.1.2 Ảnh hưởng tỉ lệ dung môi 53 3.1.3 Ảnh hưởng thời gian thủy nhiệt 54 3.1.4 Một số đặc trưng vật liệu 8%N-C-TiO2 56 3.2 NGHIÊN CỨU ĐƢA VẬT LIỆU 8%N-C-TiO2 LÊN THAN HOẠT TÍNH 59 3.2.1 Ảnh hƣởng tác nhân hoạt hóa than 61 3.2.2 Ảnh hưởng lượng than hoạt tính đưa vào trình tổng hợp 63 3.2.3 Một số đặc trưng vật liệu 8%N-C-TiO2/AC-P 64 3.3 KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU 8%N-C-TiO2/AC-P 65 3.3.1 Ảnh hưởng lượng xúc tác đến khả phân hủy Rhodamin B 65 3.3.2 Khảo sát khả thu hồi tái sử dụng xúc tác 66 KẾT LUẬN 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơ chế xúc tác quang chất bán dẫn 14 Hình 1.2 Cấu trúc tinh thể dạng thù hình TiO2 16 Hình 1.3 Hình khối bát diện TiO2 17 Hình 1.4 Giản đồ lượng anatase rutile .19 Hình 1.5 Sự hình thành gốc 20 Hình 1.6 Sơ đồ mơ hai phương pháp điều chế vật liệu kích thước nano 26 Hình 1.7 Doping chất bán dẫn làm giảm lượng vùng cấm 31 Hình 1.8 Nhiễu xạ tia X theo mơ hình Bragg 36 Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý hoạt động kính hiển vi điện tử truyền qua 37 Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý hoạt động kính hiển vi điện tử qt .38 Hình 2.1 Cơng thức hóa học Rhodamin B 46 Hình 2.2 Đường chuẩn xác định nồng độ Rhodamin B 47 Hình 3.1 Phổ XRD N-C-TiO2/AC-N; N-C-TiO2/AC-P; N-C-TiO2; TiO2 49 Hình 3.2 Phổ UV-Vis mẫu: N-C-TiO2/AC-N; N-C-TiO2/AC-P; N-C-TiO2; TiO2 50 Hình 3.3 Đồ thị khảo sát ảnh hưởng nguyên tố doping 52 Hình 3.4 Đồ thị khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ N doping .53 Hình 3.5 Đồ thị khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ OR: Etanol: H2O 54 Hình 3.6 Đồ thị khảo sát ảnh hưởng thời gian thuỷ nhiệt mẫu .55 Hình 3.7 Phổ XRD mẫu 8%N-C-TiO2 56 Hình 3.8 Ảnh SEM mẫu 8%N-C-TiO2 56 Hình 3.9 Ảnh TEM mẫu 8%N-C-TiO2 57 Hình 3.10 Phổ EDX mẫu 8%N-C-TiO2 58 Hình 3.11 Phổ hấp phụ UV-Vis mẫu 8%N-C- TiO2 TiO2 58 Hình 3.12 Phổ hồng ngoại (IR) AC, AC-P AC-N .60 Hình 3.13 Phổ hồng ngoại (IR) vật liệu TiO2; N-C-TiO2; N-C-TiO2/AC-P NC-TiO2/AC-N 60 Hình 3.14 Ảnh SEM 8%N-C-TiO2/AC-P (a) 8%N-C-TiO2/AC-N (b) 61 Hình 3.15 Đồ thị khảo sát ảnh hưởng tác nhân hoạt hóa than 63 Hình 3.16 Đồ thị khảo sát ảnh hưởng lượng AC-P đưa vào trình tổng hợp 64 Hình 3.17 Đồ thị khảo sát lượng xúc tác 66 Hình 3.18 Hoạt tính xúc tác mẫu 8%N-C-TiO2/AC-P sau lần sử dụng .67 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số tính chất vật lý tinh thể rutile anatase 16 Bảng 1.2 Thông số kĩ thuật than hoạt tính Trà Bắc 35 Bảng 3.1 Ảnh hưởng nguyên tố doping tới hiệu suất xử lý RhB 51 Bảng 3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ N doping tới hiệu suất xử lý RhB 52 Bảng 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ OR: Etanol: H2O tới hiệu suất xử lý RhB .54 Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian thuỷ nhiệt mẫu tới hiệu suất xử lý RhB 55 Bảng3.5 Ảnh hưởng tác nhân hoạt hóa than tới hiệu suất xử lý RhB .62 Bảng 3.6 Ảnh hưởng lượng AC-P đưa vào trình tổng hợp tới hiệu suất xử lý RhB 63 Bảng3.7 Ảnh hưởng lượng vật liệu xúc tác 8%N-C-TiO2/AC-P tới hiệu suất xử lý RhB 65 BẢNG KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT AC: Cacbon hoạt tính AC-N: Cacbon hoạt tính đƣợc hoạt hóa HNO3 AC-P: Cacbon hoạt tính đƣợc hoạt hóa PSS PSS: Poly(sodium styren sunfonat) RhB: Rhodamin B TIOT: Tetraisopropyl orthotitanat MỞ ĐẦU Ơ nhiễm mơi trƣờng Việt Nam nói riêng va giới nói chung có diễn biến phức tạp Sự ô nhiễm cang trầm trọng va diễn diện rộng đe doạ đến tồn va phát triển bền vững Việc xử lý ô nhiễm mơi trƣờng la vấn đề mang tính cấp thiết, địi hỏi có quan tâm, đầu tƣ va nghiên cứu sâu rộng để tìm giải pháp nhằm hạn chế, giảm thiểu tác nhân gây ô nhiễm đồng thời tìm phƣơng pháp xử lý chất lam ô nhiễm môi trƣờng Sử dụng quang xúc tác bán dẫn la nhiều kĩ thuật hứa hẹn cung cấp lƣợng va phân hủy chất ô nhiễm hữu bền vững (Persistent Organic Pollutants - POPs) – la chất không bị phân hủy mơi trƣờng theo thời gian, chí di chuyển xa với nguồn xuất phát ban đầu không bị biến đổi Đặc điểm loại xúc tác la, dƣới tác dụng ánh sáng, sinh cặp electron (e-) va lỗ trống (h+) có khả phân hủy chất hữu chuyển hóa kim loại độc hại chất “sạch” với mơi trƣờng [32] Có nhiều hợp chất quang xúc tác bán dẫn, song TiO đƣợc biết đến la chất quang xúc tác phổ biến giá rẻ va bền hóa học, khơng độc, dễ điều chế Do TiO2 la chất thích hợp ứng dụng xử lí mơi trƣờng Vì TiO2 có lƣợng vùng cấm khoảng 3,2 eV nên có phần nhỏ ánh sáng mặt trời, khoảng 5% vùng tia UV đƣợc dùng [6,15] Do vậy, có nhiều nghiên cứu việc điều chế quang xúc tác TiO có khả sử dụng hiệu vùng ánh sáng khả kiến Đến nay, có nhiều nghiên cứu biến tính TiO kim loại chuyển tiếp phi kim Trong đó, TiO2 đƣợc biến tính kim loại chuyển tiếp nhƣ W, V, Fe, Cr… cho kết tốt, tăng cƣờng tính chất quang xúc tác vùng ánh sáng khả kiến Bên cạnh đó, việc biến tính phi kim nhƣ N, C, S, P… va halogen lam tăng hoạt tính TiO2 vùng ánh sáng nhìn thấy Ngoai ra, để đạt đƣợc mục đích thu hồi vật liệu xúc tác va giảm giá sản phẩm cần cố định chất xúc tác lên chất mang có diện tích bề mặt lớn Các chất kết Ti-O-C Điều chứng minh xúc tác có liên kết với AC-N Ở xúc tác N-C-TiO2/AC-P có chuyển pic số sóng cao từ 1400cm-1 1420.58 cm-1 tƣơng ứng với gắn kết Ti lên PSS -C6H4-O-Ti Ngoai ta thấy xuất pic 551.65cm-1 va 505.35 cm-1 tƣơng ứng với liên kết Ti-O va Ti-O-C xúc tác Qua dấu hiệu phổ IR cho thấy công việc gắn kết xúc tác lên than hai phƣơng pháp HNO3 va PSS 3.2.1 Ảnh hưởng tác nhân hoạt hóa than Kết chụp ảnh SEM vật liệu 8%N-C-TiO2/AC-P va 8%N C-TiO2/AC-N đƣợc thể hình 3.14 (a) (b) Hình 3.14 Ảnh SEM 8%N-C-TiO2/AC-P (a) 8%N-C-TiO2/AC-N (b) Từ kết ảnh cho thấy xúc tác 8%N-C-TiO sau gắn lên than đạt đƣợc kích thƣớc nano, xúc tác gắn lên AC-P có độ phủ lớn va kích thƣớc hạt nhỏ xúc tác gắn AC-N Điều đƣợc giải thích chế gắn xúc tác lên hai loại than la khác Đối với xúc tác gắn AC- P AC-P có vai trị nhƣ trung tâm mang điện tích âm va xúc tác mang điện tích dƣơng, việc gắn kết khơng ảnh hƣởng đến kích hạt nano đƣợc tạo ban đầu Với nồng độ PSS thích hợp giúp cho điện tích âm bao quanh AC cang lớn xúc gắn lên AC cang nhiều Đối với AC đƣợc biến tính HNO3 giúp AC có thêm nhiều nhóm hyđroxylic và nhóm chƣ́ c axit bề măṭ nhóm liên kết với nhóm OH -, H+ bề mặt xúc tác va giuṕ cho xúc tác gắn lên AC -N Vì phƣơng pháp gắn kết lên AC-N độ phủ xúc tác va hình liên kết với than kích thƣớc hạt tăng lên Điều la hoan toan phù hợp với kết thu đƣợc tiến hanh thử hoạt tính hai mẫu vật liệu 8%N-C-TiO 2/AC-P va 8%N-C-TiO2/AC-N Kết thu đƣợc cho thấy xúc tác 8%N-C-TiO2/AC-P có khả phân hủy RhB tốt so với xúc tác 8%N-C-TiO2/AC-N, xem bảng 3.5 va hình 3.15 Bảng3.5 Ảnh hưởng tác nhân hoạt hóa than tới hiệu suất xử lý RhB Thời gian thử Hiệu suất xử lí RhB (%) (phút) mẫu 8%N-C-TiO2/AC-P 8%N-C-TiO2/AC-N 30 28 15 60 55 24 90 79 40 120 80 47 150 92 66 180 98 78 210 98 81 240 99 81 270 100 92 Hình 3.15 Đồ thị khảo sát ảnh hưởng tác nhân hoạt hóa than 3.2.2 Ảnh hưởng lượng than hoạt tính đưa vào trình tổng hợp Để khảo sát ảnh hƣởng lƣợng AC-P đƣa vao trình tổng hợp vật liệu xúc tác đến hoạt tính xúc tác chúng tơi tiến hanh thử hoạt tính mẫu 8%N-C-TiO2/AC-P với lƣợng AC-P đƣa vao trình tổng hợp mẫu lần lƣợt la 0,5g; 1g ; 2g va 3g; đem thử hoạt tính với 100ml dung dịch RhB 20mg/L Lƣợng vật liệu đem thử hoạt tính mẫu la 0,5g Kết đƣợc thể bảng 3.6 va hình 3.16 cho thấy mẫu vật liệu 8%N-C-TiO 2/AC-P với lƣợng AC-P đƣa vao la 3g cho kết tốt Bảng 3.6 Ảnh hưởng lượng AC-P đưa vào trình tổng hợp tới hiệu suất xử lý RhB Thời gian thử Hiệu suất xử lí RhB (%) (phút) mẫu 0,5g 1g 2g 3g 30 29 38 45 55 60 36 48 53 79 90 41 65 70 80 120 52 73 82 92 150 61 79 89 98 180 62 85 93 98 210 62 89 97 99 240 63 89 98 100 270 63 91 100 - 300 65 100 - - Hình 3.16 Đồ thị khảo sát ảnh hưởng lượng AC-P đưa vào trình tổng hợp 3.2.3 Một số đặc trưng vật liệu 8%N-C-TiO2/AC-P Phổ nhiễu xạ tia X (XRD) mẫu vật liệu xúc tác 8%N-C-TiO 2/AC-P thể hình 3.1 cho thấy mẫu có pha TiO anatase Các nguyên tố pha tạp (C, N) với ham lƣợng nhỏ không xuất phổ XRD va khơng ảnh hƣởng đến pha la TiO2 anatase Phổ hấp phụ UV-Vis mẫu vật liệu thể hình 3.2 cho thấy hấp thụ vật liệu có dịch chuyển mạnh phía sóng dai vùng ánh sáng trơng thấy bƣớc sóng λ ~ 400 – 700 nm, điều góp phần khẳng định xúc tác sau đƣa lên AC-P hoạt động tốt vùng ánh sáng khả kiến Hình ảnh SEM mẫu vật liệu (Hình 3.14) cho thấy xúc tác 8%N-C-TiO đƣợc mang lên AC-P có độ phủ lớn, kích thƣớc hạt đạt kích thƣớc nano Kết chụp phổ IR (Hình 3.13) góp phần khẳng định cơng việc hoạt hóa than với tác nhân hoạt hóa la PSS, đồng thời chứng minh đƣợc có liên kết xúc tác với than va PSS 3.3 KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU 8%N-C-TiO2/AC-P 3.3.1 Ảnh hưởng lượng xúc tác đến khả phân hủy Rhodamin B Lấy mẫu vật liệu xúc tác 8%N-C-TiO 2/AC-P với lƣợng 0,3g; 0,5g; 0,8g va 1g đem thử hoạt tính để khảo sát lƣợng xúc tác với trình phân hủy RhB Kết thu đƣợc đƣợc trình bay bảng 3.7 va hình 3.17 Kết cho thấy lƣợng vật liệu tối ƣu dùng để xử lí cho 100ml dung dịch Rhodamin B la 0,8g Bảng3.7 Ảnh hưởng lượng vật liệu xúc tác 8%N-C-TiO 2/AC-P tới hiệu suất xử lý RhB Thời gian thử Hiệu suất xử lí RhB (%) (phút) mẫu 0,3g 0,5g 0,8g 1g 30 46 28 45 32 60 49 42 64 55 90 63 58 84 79 120 68 72 98 83 150 73 84 100 92 180 80 93 - 98 210 87 97 - 100 240 93 99 - - 270 97 100 - - Hình 3.17 Đồ thị khảo sát lượng xúc tác 3.3.2 Khảo sát khả thu hồi tái sử dụng xúc tác Tiến hanh thử hoạt tính vật liệu xúc tác 8%N-C-TiO 2/AC-P sau thu hồi va tái sử dụng hai lần Kết thu đƣợc đƣợc trình bay bảng 3.8 va hình 3.18 Từ kết thu đƣợc, ta thấy sau ba lần sử dụng, hiệu xử lý Rhodamin B xúc tác giảm không đáng kể, xúc tác thể hoạt tính tƣơng đối tốt (trên 90%) Điều cho phép kết luận xúc tác sử dụng nhiều lần ma có hoạt tính tốt Bảng 3.8 Độ chuyển hóa Rhodamin B sử dụng xúc tác 8%N-C-TiO2/AC-P nhiều lần Thời gian thử Hiệu suất xử lí RhB (%) (phút) mẫu Lần 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 Lần Lần 45 64 20 18 84 37 25 98 43 41 100 61 51 - 81 68 - 92 76 - 99 84 - - 87 - - 91 - - 95 Hình 3.18 Hoạt tính xúc tác mẫu 8%N-C-TiO2/AC-P sau lần sử dụng KẾT LUẬN Trong khuôn khổ nghiên cứu luận văn, đạt đƣợc kết nhƣ sau: Đã tổng hợp công vật liệu tổ hợp quang xúc tác N, C-TiO va nghiên cứu yếu tố ảnh hƣởng tới trình tổng hợp vật liệu, tìm điều kiện tổng hợp tối ƣu Kết thu đƣợc nhƣ sau: - Biến tính TiO2 đồng thời cacbon va nitơ cho kết phân hủy Rhodamin B tốt so với TiO2 khơng biến tính - Ham lƣợng nitơ tối ƣu dùng để biến tính TiO2 la 8% (tính theo khối lƣợng nitơ so với titan) - Điều kiện tối ƣu để tổng hợp vật liệu 8%N-C-TiO với nhiệt độ thủy nhiệt 1800C la: tỉ lệ dung môi TIOT: etanol: H 2O la : 25 : va thời gian thủy nhiệt la 12h - Một số đặc trƣng hóa lý mẫu 8%N-C-TiO2 cho thấy mẫu có cấu trúc anatase, hạt đồng đều, kích thƣớc nhỏ cỡ nano; nitơ va cacbon có mặt phần mạng tinh thể TiO2; mẫu TiO2 biến tính có hoạt tính cao vùng ánh sáng vùng khả kiến, hiệu suất xử lý RhB đạt khoảng 98% sau 90 phút chiếu sáng Đã đƣa đƣợc vật liệu 8%N-C-TiO2 lên than hoạt tính kết thu đƣợc: - Xúc tác 8%N-C-TiO2 đƣợc mang lên than hoạt tính đƣợc hoạt hóa có khả xúc tác tốt vùng ánh sáng khả kiến; hấp thụ có dịch chuyển nhiều phía sóng dai so với xúc tác chƣa mang lên than - Mẫu xúc tác gắn than hoạt tính đƣợc hoạt hóa PSS cho kết tốt so với mẫu gắn than hoạt tính đƣợc hoạt hóa HNO3 - Lƣợng than hoạt tính đƣợc hoạt hóa PSS đƣa vao trình tổng hợp vật liệu 8%N-C-TiO2/AC-P la 3g cho kết tốt điều kiện khảo sát Khảo sát ảnh hƣởng lƣợng xúc tác, va khả thu hồi tái sử dụng vật liệu xúc tác 8%N-C-TiO2/AC-P cho kết quả: - Lƣợng xúc tác tối ƣu để phân hủy 100 ml dung dịch RhodaminB nồng độ 20 mg/L la 0,8g/L - Mẫu vật liệu thể hoạt tính xúc tác tốt sau lần sử dụng Điều mở triển vọng ứng dụng vật liệu xúc tác N-C-TiO2/AC việc xử lý nƣớc thải dệt nhuộm nói riêng va xử lý mơi trƣờng nói chung TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Vũ Đăng Độ (2003), Các phương pháp vật lý hóa học, Đại học quốc gia Ha Nội Vũ Đăng Độ (2007), Cơ sở lý thuyết trình hóa học, Nha xuất Giáo dục Lê Kim Long, Hoang Nhuận dịch (2001), Tính chất vật lý, hóa học chất vô cơ, R.A.Lidin, V.A Molosco, L.L Andreeva, NXBKH&KT Ha Nội Nguyễn Thị Bích Lộc (2009), “Nghiên cứu chế tạo TiO2 vật liệu mang”, Đề tài khoa học mã số QG.07.10, Trƣờng Đại học Khoa Học Tự Nhiên Nguyễn Hữu Phú (2003), Hóa lý hóa keo, NXB Khoa học Kỹ thuật Ha Nội Nguyễn Hữu Phú (1999), Vật liệu vô mao quản hấp phụ xúc tác, NXB Khoa học kỹ thuật Ha Nội Trần Mạnh Trí (2005), “Sử dụng lƣợng mặt trời thực trình quang xúc tác TiO2 để xử lý nƣớc va nƣớc thải cơng nghiệp”, Tạp chí khoa học cơng nghệ, 43(2), tr 10-12 Vũ Anh Tuấn, Nguyễn Văn Hòa, Đặng Tuyết Phƣơng (2007), “Tổng hợp va ứng dụng xúc tác quang hóa kích thƣớc nanomet xử lý mơi trƣờng”, Báo cáo tổng kết đề tài độc lập nghiên cứu phát triển khoa học công nghệ, tr 80-85 Phan Văn Tƣờng (2007), Các phương pháp tổng hợp vật liệu gốm, NXB Đại học quốc gia Ha Nội 10 Phan Văn Tƣờng, Vật liệu vơ cơ, giáo trình giảng dạy 11 Nghiêm Bá Xuân, Mai Tuyên (2006), “Nghiên cứu chế va điều kiện chế tạo vật liệu nano TiO dạng anatase dùng lam xúc tác quang hóa”, Tạp chí khoa học ứng dụng, 54(6), tr 18-21 Tiếng Anh 12 Anderson M., L.Osterlund, S Ljungstrom, A Palmqvist (2002), “Preparation of nanosize anatase and rutile TiO2 by hydrothermal treament of microemulsions and their activity for photocatalytic wet oxidation of phenol”, J Phys Chem B, 106, pp 10674-10679 13 Ao Yanhui, 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 Ao Yanhui, 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 Akpan U.G., B.H.Hameed (2010), “The advancements in sol-gel method of doped-TiO2 photocatalysts”, Applied Catalysis A: General, 375, pp 1-11 16 Benedix Roland, Frank Dehn, Tana Quaas, Marko Orgass (2000), “Application of titanium dioxide photocatalysis to create self-cleaning building material”, Lacer, No, pp 157-169 17 Calza P., 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 18 Chentharmarakshan C R, Rajeshwar K., Wolfrum, E.J (2000), “Heterogeneous photocatalytic reduction of Cr(VI) in Uv-irradiated titania suspension efNct of prorons, ammonium ions, and other interfacial aspects”, Langmiur, 16 pp 2715-2721 19 Choi W.Y., 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 13669-13679 20 Choi Min Gyu, 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 Cui LiNng, Yuasheng Wang, Mutong Niu, GuoxinChen, YaoCheng (2009), “Synthesis and visible light photocatalysis of N-doped TiO2 mesoporous layers deposited on holowglass microbeads”, Journal of Solid State Chemistry, 182, pp 2785-2790 22 Cui LiNng, Nng Huang, Mutong Niu, Lingwei Zeng, Ju Xu, Yuansheng Wang (2010), “A visible light active photocatalyst: Nano-composite with Ndoped 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 Đuan Y.K., J Rabani (2003), “The measure of TiO2 photocatalytic efficiency and comparison of diferent photocatalytic titania”, J Phys Chem B, 107, pp 11970-11978 25 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 26 Fujishima Akira et al (1999) ), Study on the photocatalytic degradation of insecticide methomyl in water, Desalination 262, pp 283-234 27 Hoffmann M.R., S T Martin, W Choi, D.W Bahnemann (1995), “Environment application of semiconductor photocatalysis”, Chem Rev, 95, pp 69-96 28 Jin C., 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 N-doped titania nanorods and first-principles study for electronic structures”, Applied Catalysis B: Environmental, 90, pp 595-602 30 Karvinen S., Ralf-Johan Lamminmaki (2003), “Preparation and characterization of mesoporous visible-light-active anatase”, Solid State Sciences, 5, pp 1159-1166 31 Khalil L.B., 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 Khataee A.R., 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 Ku Y 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 Lee Sangwook, 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 photocatalytic activities of nitrogen-doped TiO2 nanoparticles under visible light”, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 146, pp 256-258 36 Liu S.X., X.Y.Chen, X.Chen (2007), “A TiO 2/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 Li Zhijie, Wenzhong Shen, Wensen He, Xiaotao Zu (2008), “EfNct of Ndoped TiO2 nanoparticle dervied from modified hydrothermal process on the photocatalytic degradation performance on methylence blue”, Journal of Hazardous Materials, 155, pp 590-594 39 Li Hong, Gaoling Zhao, Zhijiun Chen, Gaorong Han, Bin Song (2010), “Low temperature synthesis of visible light-driven vanadium doped titania photocatalyst”, Journal of Colloid and Interface Science,244, pp 247-250 40 Nalwa Hari Singh (2002), “Handbook of Nanostructured materials and nanotechnology”, Volume Synthesis and processing, Academic Press 41 Prairie M.R., B.M Stange, and L.R Evans (1992), “TiO Photocatalysis for the Destruction of Organic and the Reduction heavy metals”, Proceeding of the 1st International ConNrence 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 Robert Didier Sixto Matato (2002), “Solar photocatalysis: A clean proces for water detoxification”, The Sience of the Total Enviroments,291, pp 85- 97 44 Saif M., 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 28632874 45 Yang Xiangxin, Chundi Cao, Larry Erickson, Keith Hohn, Ronaldo Maghirang, Kenneth Klabunde (2009), “Photo-catalytic degradation of Rhodamine B on C-,S-,N- and N- doped TiO2 under visible-light irradiation”, Applied Catalysis B: Environmental, 91, pp 657-662 46 Yap Pow-Seng, 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 47 Yongmei Wu, Jinlong Zhang, Ling Xiao, Nng 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 48 Yuning Huo, Zhu Jian, Jie Ren, ZhenNng Bian, and Hexing Li (2007), “Nanocrystalline N/TiO2 Visible Photocatalyst with a Mesoporous Structure Prepared via a nonhydrolytic sol-gel route”, J.Phys Chem, 111, pp 1896518969 49 Zhang Wenlong, Yi Li, Chao Wang, Peifang Wang (2011), “Kinetics of heterogeneous photocatalytic degradation of rhodamin B by TiO2 –coated activated carbon: Roles of TiO2 content and light intensity”, Desahnation, 266, pp 40-45 50 Zhang Xingwang, 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 51 Zhu Jiefang, Nnf Chen, Jinlong Zhang, Haijun Chen, Masakazu Anpo (2006), “N3+ -TiO2 photocatalyst prepared by combining sol-gel method with hydrothermal treatment and their characterization”, Journal Photochemistry and Photobiology A:Chemistry, 180, pp 196-204 52 Zrancisco Rodriguez-Reinoso, Marsh Harry, (2006), “Activated Carbon”, Elsevier, Spain of ... t? ?c Chính ma tơi ch? ?n đề tai "Nghi? ?n c? ??u tổng hợp vật liệu tổ hợp quang x? ?c t? ?c N, C- TiO2/ AC để ứng dụng xử lý môi trƣờng" CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU B? ?N D? ?N VÀ X? ?C T? ?C QUANG. .. TRƢỜ NG ĐAI HO QUỐ C GIA HÀ N? ?I C HO KHOA C HOC TƢƢ̣ NHI? ?N - BÙI ANH TU? ?N NGHI? ?N C? ??U TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỔ HỢP QUANG X? ?C T? ?C N, C- TiO2/ AC ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MƠI TRƢỜNG Chun ngan... sử dụng x? ?c t? ?c CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LU? ?N 3.1 NGHI? ?N C? ??U TỔNG HỢP TiO2 BI? ?N TÍNH BỞI CACBON VÀ NITƠ Quá trình tổng hợp vật liệu TiO2 va N- C- TiO2 (TiO2 đƣ? ?c bi? ?n tính đồng thời cacbon va nitơ)