Mẫu nƣớc thải thực tế lấy tại công ty TNHH dệt may An Huy thuộc làng La Cả, xã Dƣơng Nội, Hà Đông, Hà Nội vào ngày 11/09/2014. Mẫu đƣợc lấy tại vị trí ngay sau quá trình nhuộm với thông số đầu vào là pH = 8,7, có màu xanh đen.
Mẫu nƣớc thải đƣợc pha loãng 10 lần, điều chỉnh pH= 4, thể tích 100ml, khối lƣợng vật liệu xúc tác của Bent 1 là 50 mg, tiến hành thí nghiệm trong 180 phút ở
70
điều kiện chiếu đèn Compact 36 W (hãng Philips). Hiệu suất xử lý đƣợc đánh giá qua phân tích COD cho thấy khả năng oxi hóa chất hữu cơ của vật liệu Bent 1 đạt 74%.
Hiệu suất xử lý của vật liệu xúc tác Bent 1 đã mở ra triển vọng cho ứng dụng vật liệu vào quá trình xử lý nƣớc thải dệt nhuộm trong thực tế.
71
KẾT LUẬN
1. Tổng hợp thành công vật liệu nano TiO2 cấy thêm Fe, N, S và TiO2 cấy thêm Fe, N, S phân tán trên bentonite bằng phƣơng pháp sol-gel.
2. Sự pha tạp Fe, N, S vào TiO2 và phân tán TiO2-FeNS trên bentonite có bề mặt xốp, mịn làm hạn chế sự chuyển pha từ anatase sang rutile, giảm năng lƣợng vùng cấm, chuyển dịch vùng hấp thụ ánh sáng của TiO2 từ vùng tử ngoại về vùng khả kiến. Diện tích bề mặt BET của Bent 1 đạt (124 m2/g).
3. Khả năng xử lý phẩm xanh trực tiếp (DB71): Vật liệu TiO2-FeNS-(2%)-450 và Bent- TiO2-FeNS-(2%)-450 (Bent1) có hoạt tính tốt nhất, pH tối ƣu bằng 4; khối lƣợng Bent 1 phù hợp bằng 50mg với thể tích dung dịch phẩm màu 100ml.
4. Vật liệu Bent-TiO2 –FeNS (Bent 1) xử lý hiệu quả nƣớc thải làng nghề dệt nhuôm Dƣơng Nội phân hủy đƣợc 74% các chất hữu cơ thời gian 180 phút. Do vậy vật liệu Bent 1 có tiềm năng ứng dụng trong xử lý nƣớc thải dệt nhuộm thực tế.
72
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt.
1. Vũ Đình Cự và Nguyễn Xuân Chánh, (2004), "Công nghệ nano điều khiển đến từng phân tử, nguyên tử ", Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội.
2. Trƣơng Đình Đức (2012), “Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng cấu trúc của Bentonite Di Linh chống bằng một số oxit kim loại (Al, Fe, Ti) được hữu cơ hóa bởi Xetyl trimetyl amoni bromua ứng dụng làm vật liệu hấp thụ đa
năng”, Luận án tiến sĩ hóa học, ĐHKHTN-ĐHQGHN.
3. Nguyễn Thị Kim Giang (2009), “Nghiên cứu điều chế vật liệu TiO2 biến tính kích thước nano mét và khảo sát khả năng quang xúc tác của chúng”, Luận văn thạc sỹ, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội. 4. Nguyễn Thị Lan (2004), “Chế tạo màng nano TiO2 dạng anatas và khảo sát
hoạt tính xúc tác quang phân hủy metylen xanh”, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Bách khoa Hà Nội.
5. Ngô Sỹ Lƣơng, Đặng Thanh Lê (2008), “Điều chế bột anatase kích thước nano mét bằng cách thuỷ phân titan isopropoxit trong dung môi cloroform- nước”, Tạp chí hóa học, T.46 (2A), Tr.177-18.
6. Ngô Sỹ Lƣơng (2005),“Ảnh hưởng của các yếu tố trong quá trình điều chế đến kích thước hạt và cấu trúc tinh thể của TiO2”, Tạp chí Khoa học, Khoa học tự nhiên và công nghệ, ĐHQG HN, T.XXI, N.2, tr. 16-22.
7. Ngô Sỹ Lƣơng, Nguyễn Văn Tiến, Nguyễn Văn Hƣng, Thân Văn Liên, Trần Minh Ngọc (2009) “Nghiên cứu quy trình điều chế titan đioxit kích thước nanomet từ tinh quặng inmenit Hà Tĩnh bằng phương pháp axit sunfuric. Khảo sát quá trình thủy phân đồng thể dung dịch titanyt sunfat có mặt ure để điều chế titan đioxit kích thước nanomet”, Tạp chí hóa học, T.47 (2A), Tr.150-154.
8. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Và Kỹ thuật.
73
9. Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hồng Hải (2002), “Khử amoni trong nước và nước thải bằng phương pháp quang hóa với xúc tác TiO2”, Tạp chí Khoa học và công nghệ, , Vol. 40(3), tr. 20-29.
10. Nguyễn Xuân Nguyên, Lê Thị Hoài Nam (2004), “Nghiên cứu xử lý nước rác Nam Sơn bằng màng xúc tác TiO2 và năng lượng mặt trời”, Tạp chí Hóa học và ứng dụng (8).
11. Nguyễn Hoàng Nghị (2003), Các phương pháp thực nghiệm phân tích cấu trúc, Nhà xuất bản Giáo dục.
12. Nguyễn Hoàng Nghị (2002) , Lý thuyết nhiễu xạ tia X, Nhà xuất bản Giáo dục.
13. Hoàng Nhâm (2005), Hóa vô cơ tập III, NXB GD, Hà Nội.
14.Trần Văn Nhân (2006), Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, Hóa lý - Tập II, Nhà xuất bản Giáo dục.
15. Đặng Tuyết Phƣơng (1995), “Nghiên cứu cấu trúc, tính chất hóa lý và một số ứng dụng của bentonit Thuận Hải ở Việt Nam”, Luận án PTS Khoa học, Viện Hóa học.
16. Trần Mạnh Trí (2005), “Sử dụng năng lượng mặt trời thực hiện quá trình quang xúc tác trên TiO2 để xử lý nước và nước thải công nghiệp”, Tạp chí khoa học và công nghệ, tập 43, số 2. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
17. Nguyễn Đình Triệu (2001), Các phương pháp phân tích vật lý và hoá lý, T.1, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội.
18. Nguyễn Đình Triệu (1999), Các phương pháp vật lý ứng dụng trong hóa học, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia.
19. Cao Hữu Trƣợng, Hoàng Thị Lĩnh (2002), Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học Kỹ thuật.
20. 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).
74
Tiếng Anh
21.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.
22.Binitha, N.N and Sugunan, S. (2006). “Preparation, Characterization and catalytic activity of titania pillared montmorillonite clays”.Micr. and Meso.
Materials 93, pp. 82-89.
23.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.
24.Corma A. (1997), “From Microporous to Mesoporous Molecular Sieves Materials and Their Use in Catalysis”, Chem. Rev, 97, pp. 2373-2419.
25.Cusker Mc. L.B. (1998), “Product characterization by X-Ray powder diffraction”, Micropor. Mesopor. Mater, 22, pp. 495-666.
26.Didier Robert. Sixto Matato (2002), “Solar photocatalysis: A clean proces for water detoxification”, The Sience of the Total Enviroments,291, pp. 85- 97.
27.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.
28.Fang Li, Xiaoli Yin, Ming-ming Yao, Jing Li (2011), “Investigation on F– B–S tri-doped nano-TiO2 films for the photocatalytic degradation of organic dyes” , Journal of Nanoparticle Research, Volume 13, Issue 10, pp. 4839 – 4846.
29.Gaoke Zhang, Xinmiao Ding, Fangsheng He, Xinyi Yu, Jin Zhou, Yanjun Hu, Junwei Xie. (2008) “Preparation and photocatalytic properties of TiO2–
75
montmorillonite doped with nitrogen and sulfur” ,Journal of Physics and Chemistry of Solids, Volume 69, Issues 5–6, Pages 1102–1106.
30.Gregg S.J. and Sing K.S.W. (1982), Adsorption, Surface area and porosity, Academic, London.
31.Huaqing Xie, Qinghong Zhang, Tonggeng Xi, Jinchang Wang, Yan Liu (2002),“Thermal analysis on nanosized TiO2 prepared by hydrolysis”,
Thermochimica Acta, 381, pp. 45 - 48.
32.Ke Chen, Jingyi Li, Jie Li, Yumin Zhang,WenxiWang ( 2010), “Synthesis and characterization of TiO2–montmorillonites doped with vanadium and/or carbon and their application for the photodegradation of sulphorhodamine B under UV–vis irradiation”, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 360, pp 47–56.
33.M. Descostes, F. Mercier, N. Thromat, C. Beaucaire, and M.Gautier-Soyer, (2000) “Use of XPS in the determination of chemical environment and oxidation state of iron and sulfur samples:constitution of a data basis in binding energies for Fe and S reference compounds and applications to the evidence of surface species of an oxidized pyrite in a carbonate medium,”
Applied Surface Science, vol. 165, no. 4, pp. 288–302.
34.Moseley, H. G. J. (1913), The high frequency spectra of the elements, Phil. Mag, pp. 1024.
35.M.R. Hoffmann, S. T. Martin, W. Choi, D.W. Bahnemann (1995), “Environment application of semiconductor photocatalysis”, Chem. Rev, 95, pp. 69-96.
36.M.R.Prairie, B.M Stange, and L.R. Evans (1992), “TiO2 Photocatalysis for the Destruction of Organic and the Reduction of 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. 37.M. Wilson, K. K. G.Smith, M.Simmons, B.Raguse (2002), Nanotechnology,
76 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
38.M.Zhou and J.Yu (2008), “Preparation and enhanced daylight induced photocatalytic activity of C,N,S-tridoped titanium dioxide powders” ,
Journal of HazardousMaterials, vol. 152, no.3, pp. 1229–1236.
39.O. Carp, C.L.Huisman, A.Reller.(2004), “Photoinduced reactivity of titanium dioxide”, (32), pp.33-177.
40. Penghua Wang, Pow-Seng Yapa, Teik-Thye Lim(2011),“C–N–S tridoped TiO2 for photocatalytic degradation of tetracycline under visible-light irradiation”, Applied Catalysis A: General , Vol. 399, Issues 1–2, pp. 252– 261.
41.R.M. Silverstein, G.C. Bassler, T.C. Morrill (1981), Spectrometric Identification of Organic Compounds, Wiley, West Sussex .
42. Shi-Zhao Kang ,Tan Wu , Xiangqing Li, Jin Mu ( 2010 ), “Effect of montmorillonite on the photocatalytic activity of TiO2 nanoparticles”,
Desalination 262, pp 147–151.
43.Teruhisa Ohno, Miyako Akiyoshi, Tsutomu Umebayashi, Keisuke Asai, Takahiro Mitsui, Micho Matsumura (2004) “Preparation of S – doped TiO2 photocatalyst and photocatalytic activities under visible light”, Applied Catalysis A: General, Vol. 265, pp. 115 – 121.
44.Umar Ibrahim Gaya, Abdul Halim Abdullah (2008), “Heterogeneous photocatalytic degradation of organic contaminants over titanium dioxide: A review of fundamentals, progress and problems”, Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews 9, pp 1–12.
45.W. Baran, A. Makowski, W. Wardas(2008), “The effect of UV radiation absorption of cationic and anionic dye solutions on their photocatalytic degradation in the presence of TiO2”, Dyes Pigm, 76, pp 226–230.
46. William and Carter (2006), Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science, Kluwer Academic/ Plenum Publishers.
77
47. X. Chen and C. Burda (2008) “The electronic origin of the visible light absorption properties of C-, N- and S-doped TiO2 nanomaterials,” Journal of the American Chemical Society, vol.130, no. 15, pp. 5018–5019.
48. Xiaobo Chen and Samuel S. Mao (2007), “Titanium Dioxide Nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and Applications”, Chem. Rev, vol.107, pp. 2891 - 2959.
49. Xiuwen Cheng , Xiujuan Yu , Zipeng Xing (2012), “One-step synthesis of Fe–N–S-tri-doped TiO2 catalyst and its enhanced visible light photocatalytic activity”,Materials Research Bulletin,Volume. 47, Issue 11, pp. 3804 –3809. 50. Yanmin Liu, Jingze Liu, Yulong Lin, Yanfeng Zhang, Yu Wei (2009),
“Simple fabrication and photocatalytic activity of S-doped TiO2 under low power LED visible light irradiation”, Ceramics International, Volume 35,
Pages 3061-3065.
51.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.
52.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 7 under visible light”, Applied Surface Science, 256, pp. 4260-4268.
53. Yuping Wang, Jie Li, Panying Peng, Tianhong Lu, Lianjiun Wang (2008), “ Preparation of S – TiO2 photocatalyst and photodegradation of L – acid under visible light”,Applied Surface Science, Vol. 254, pp. 5276-5280.
54.Zein.Shunaiche, Mizue Kaneda, Osamu Terasaki and Takashi Tatsumi (2002), “Counteranion Effect on the Formation of mesoporous Materials under Acidic Synthesis Process”, International Mesostructured Materials Association.
55. Znad H., Y. Kawase (2009), “Synthesis and characterization of S-doped Degussa P25 with application in decolorization of Orange II dye as a model
78
substrate”, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, Volume 314, Issues 1-2, Pages 55-62.
56. Z. Ivanova, A. Harizanova, M. Surtchev (2002), “Formation and investigation of sol–gel TiO2–V2O5 system”, Mater. Lett. 55, pp.327–333.