Để nghiờn cứu ảnh hưởng của thời gian đến khả năng phõn hủy Xanh metylen của vật liệu tổng hợp trong điều kiện mẫu phản ứng được chiếu xạ bằng đốn UV, ta tiến hành thớ nghiệm như sau:
Lấy chớnh xỏc 50 ml dung dịch Xanh metylen 10 ppm cho vào cốc thủy tinh dung tớch 100 ml. Sau đú thờm vào dung dịch 0,2 g ZnO (điều chế ở điều kiện tốt nhất). Hỗn hợp phản ứng được khuấy từ liờn tục trong suốt quỏ trỡnh thớ nghiệm ở nhiệt độ phũng và chiếu xạ bằng đốn UV cú bước súng λ = 365 nm, đặt phớa trờn cốc phản ứng cỏch khoảng 5 cm so với mặt thoỏng dung dịch. Tiến hành cỏc thớ nghiệm với thời gian phản ứng khỏc nhau t = 30; 60; 90; 120; 150; 180 phỳt. Sau khi lọc tỏch xỳc tỏc, nồng độ dung dịch Xanh metylen cũn lại được xỏc định bằng phương phỏp trắc quang. Kết quả chỉ ra ở bảng 3.6 và được biểu diễn trờn hỡnh 3.9.
Bảng 3.6. Hiệu suất phõn hủy Xanh metylen theo thời gian chiếu xạ
Thời gian
(phỳt) 30 60 90 120 150 180
Nồng độ MB cũn lại
(ppm) 0,62 0,56 0,45 0,27 0,20 0,13
Hiệu suất phõn hủy
Hỡnh 3.9. Hiệu suất phõn hủy MB theo thời gian chiếu xạ
Kết quả cho thấy hiệu suất phõn hủy MB tăng theo thời gian, khi thời gian chiếu xạ là 180 phỳt (3 giờ), hiệu suất phõn hủy đạt trờn 98%.
KẾT LUẬN
Qua nghiờn cứu đề tài “Tổng hợp oxit ZnO cú kớch thước nanomet bằng phương phỏp đốt chỏy và thử hoạt tớnh quang xỳc tỏc” chỳng tụi rỳt ra một số kết luận sau:
1. Đó tổng hợp thành cụng oxit ZnO cú kớch thước nanomet bằng phương phỏp đốt chỏy sử dụng tỏc nhõn polyvinyl ancol (PVA).
2. Đó khảo sỏt cỏc yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo pha tinh thể oxit. Điều kiện tối ưu để tổng hợp oxit nano ZnO:
- Tỷ lệ mol PVA/Zn2+ là 3 : 1 - pH tạo gel = 4
- Nhiệt độ tạo gel 80oC - Nhiệt độ nung mẫu 500oC
3. Đó xỏc định đặc trưng mẫu điều chế ở điều kiện tối ưu:
- Thụng số mạng tinh thể: oxit ZnO cú cấu trỳc hexagonal với hằng số mạng a = b = 3,2530 Å, c = 5,2123 Å, thể tớch ụ mạng cơ sở V = 47,767 Å3.
- Kớch thước hạt tinh thể theo Scherrer là 17,8 nm và kớch thước hạt cơ sở theo TEM là 30 - 35 nm.
4. Đó đỏnh giỏ khả năng xỳc tỏc quang hoỏ của ZnO dựa vào phản ứng phõn huỷ Xanh metylen. Kết quả chỉ ra trong điều kiện nghiờn cứu, với thời gian phản ứng là 3 giờ hiệu suất phõn huỷ Xanh metylen đạt trờn 98 %. Điều này cho thấy oxit ZnO cú kớch thước nanomet rất cú triển vọng xử lý Xanh metylen trong nước.
Tuy nhiờn do thời gian cú hạn, chỳng tụi chưa khảo sỏt được cỏc yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phõn huỷ Xanh metylen của vật liệu nano ZnO như pH của dung dịch, kớch thước hạt ZnO, lượng ZnO, nhiệt độ nung mẫu ZnO, nguồn sỏng, …
Cỏc kết quả đạt được mở ra hướng nghiờn cứu cho đề tài:
Khảo sỏt cỏc yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phõn huỷ Xanh metylen của vật liệu nano ZnO. Từ đú tỡm cỏch nõng cao hoạt tớnh xỳc tỏc cho vật liệu nano ZnO để ứng dụng vào xử lý mụi trường thực tiễn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Đào Văn Lập, “Nghiờn cứu tổng hợp oxit ZnO cú kớch thước nanomet bằng phương phỏp đốt chỏy”, Luận văn Thạc sĩ Hoỏ học, Vinh - 2011.
2. Trần Anh Tuấn, “Nghiờn cứu tổng hợp oxit ZnO cú kớch thước nanomet bằng phương phỏp sol - gel”, Luận văn Thạc sĩ Hoỏ học, Vinh - 2011.
3. Chu Thống Nhất, “Nghiờn cứu tổng hợp oxit Fe2O3 cú kớch thước nanomet bằng phương phỏp đốt chỏy”, Luận văn Thạc sĩ Hoỏ học, Vinh - 2011.
4. Nguyễn Xuõn Văn, “Nghiờn cứu chế tạo màng mỏng TiO2 nhằm cho mục tiờu ứng dụng quang xỳc tỏc”, Khúa luận tốt nghiệp, Đại học Quốc Gia Hà Nội - 2011.
5. Hồ Sỹ Võn Minh, “Nghiờn cứu chế tạo và khảo sỏt khả năng quang xỳc tỏc của vật liệu dõy nano TiO2”, Luận văn Thạc sĩ Hoỏ học, Vinh - 2011.
6. Nguyễn Văn Hưng, “Nghiờn cứu quy trỡnh điều chế bột TiO2 kớch thước nanomet từ tinh quặng inmenit Hà Tĩnh”, Luận văn Thạc sĩ Hoỏ học, Vinh - 2008. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
7. Nguyễn Xuõn Dũng, “Nghiờn cứu tổng hợp perovskit hệ lantan cromit và lantan manganit bằng phương phỏp đốt chỏy”, Luận ỏn Tiến sĩ Hoỏ học, Hà Nội - 2009.
8. Ngụ Tuấn Anh - Nguyễn Đỡnh Lõm, “Xỳc tỏc quang hoỏ TiO2 “Micro nano composit” mang trờn vật liệu carbon cú cấu trỳc nano”, Tạp chớ Khoa học và Cụng nghệ, Đại học Đà Nẵng - số 3 (26). 2008.
9. Nguyễn Thị Nhung - Nguyễn Thị Kim Thường, “Nghiờn cứu tổng hợp nano Sắt bằng phương phỏp hoỏ học”, Tạp chớ Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiờn và Cụng nghệ 23 (2007) 253 - 256.
10. Lý Ngọc Thuỷ Tiờn, “Kớnh hiển vi điện tử quột”, www.mientayvn.com.
12. Hồ Phi Cường, “Tỡm hiểu phương phỏp nhiễu xạ tia X”, thuvienvatly.com.
13. Hồ Viết Quý, Cỏc phương phỏp phõn tớch quang học trong hoỏ học, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội - 1999.
14. Trần Tứ Hiếu, Phõn tớch trắc quang phổ hấp thụ UV - Vis, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội - 2003.
15. Hoàng Minh Chõu - Từ Văn Mạc - Từ Vọng Nghi, Cơ sở húa học phõn tớch, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội - 2002.
16. Phan Thị Minh Huyền, Bài giảng điện tử Húa học vật liệu, Vinh - 2010.
17. GS. TS. Phan Văn Tường, Vật liệu vụ cơ, ĐHKHTN - ĐHQG Hà Nội.
Tiếng Anh
18. Chun - Hsing Wu and Jia - Ming Chern (2006), “Kinetics of Photocatalytic Decomposition of Methylene Blue”, Department of Chemical Engineering, Tatung University, 40 Chungshan North Road, 3 rd Section, Taipei 10452, Taiwan.
19. Chang Chun Chen, Jiangfeng Liu, Ping Liu, Benhai Yu (2011),
Investigation of Photocatalytic Degradation of Methyl Orange by Using Nano - Sized ZnO Catalysts, Advances in Chemical Engineering and Science, 1, pp. 9 - 14.
20. Seyyed Mohammad Hossein Hejazia, Fatemeh Majidib, mohammad Pirhadi Tavandashtib, and Mohammad Ranjbar (2011), The effect of heat treatment process on structure and properties of ZnO nano layer produced by sol - gel method, Materials Science in Semiconductor Processing, Vol. 13, No. pp. 267 - 271.
21. R. Rajendran, C. Balakumar, Hasabo A. Mohammed Ahammed, S. Jayakumar K. Vaideki and E. M. Rajesh (2010), International Journal of Engineering, Science and Technology, Vol. 2, No. 1, pp. 202 - 208.
22. Kenneth J. Klabunde and Ryan M. Richards (2009), Nanoscale materials in chemistry, Ed2, John Wiley & Sons.
23. Bradley D. Fahlman (2007), Materials Chemitry, Springer - Verlag New York.