Các nguồn tiền chất Titan khác
3.2.2.3. Định hình xúc tác TNTs/ZnO
Trên cơ sở kế thừa các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng tỷ lệ chất kết dính đến hoạt tính chất xúc tác TiO2/MWCNTs và TNTs/ZnO của Phòng Thí nghiệm trọng điểm công nghệ lọc, hóa dầu [102], pseudo-boehmit, với hàm lượng 12% đã được lựa chọn làm chất kết dính cho các thực nghiệm tạo viên xúc tác TNTs/ZnO. Kết quả thu được là viên xúc tác TNTs/ZnO có diện tích bề mặt riêng đạt 108,5 m2/g; độ bền cơ học đạt 50 N/cm. Xúc tác TNTs/ZnO có độ bền cơ học cao một phần nhờ chất kết dính pseudo-boehmit, phần khác là nhờ sự có mặt của hệ ZnO-NF/ZnO-TM cũng đóng vai trò như chất kết dính. Lượng xúc tác viên thu được sau quá trình ép viên 1,57 kg bột TNTs/ZnO (thêm 0,21 kg chất kết dính) là 1,66 kg TNTs/ZnO (hiệu suất thu hồi 93,0%).
Kết quả đo độ bền cơ học của các xúc tác sau khi được ngâm nước trong nhiều ngày được trình bày trong bảng 3.5. Rõ ràng, độ bền cơ học của các xúc tác hầu như không bị giảm theo thời gian sử dụng. Kết quả này cho thấy khả năng ứng dụng thực tiễn của xúc tác TNTs/ZnO trong môi trường nước.
Bảng 3.5. Kết quả đo độ bền của các xúc tác TNTs/ZnO sau khi ngâm nước Thời gian ngâm nước (ngày) Độ bền cơ học (N/cm)
0 50,00
4 48,93
10 45,33
20 43,05
30 39,77
Kết quả đánh giá hoạt tính xúc tác TNTs/ZnO trong phản ứng phân huỷ MB cho thấy xúc tác có hoạt tính cao, với độ chuyển hoá MB ở 50 phút phản ứng lần lượt đạt giá trị 95,3% và 97,2 % (tính theo COD).
Kết quả phân tích đánh giá chỉ tiêu chất lượng của xúc tác TNTs/ZnO được trình bày trên bảng 3.6. Kết quả trong bảng 3.6 cho thấy, các xúc tác TNTs/ZnO chế tạo được có hoạt tính cao, có phương pháp sản xuất khá đơn giản, dễ dàng triển khai qui mô lớn.
Bảng 3.6. Kết quả đánh giá chỉ tiêu chất lượng của xúc tác TNTs/ZnO
Chỉ tiêu chất lượng Kết quả
Diện tích bề mặt riêng BET, m2/g 101,3
Hàm lượng pha hoạt tính anatas (so với TiO2), % Chỉ chứa pha TiO2 anatas
Độ chuyển hoá MB ở 50 phút, % 97,2
3.2.3. Tổng hợp xúc tác TiO2/SiO2
Như đã trình bày trong phần tổng quan, sự kết hợp giữa TiO2 và SiO2 không những tăng cường hoạt tính quang hóa của TiO2, mà còn tăng cường thêm các tính chất vật lý của hệ xúc tác như độ bền cơ, tăng độ truyền quang. Ngoài ra, SiO2 kích thước nano là một chất có khả năng kết dính tốt. Vì vậy, phủ pha hoạt tính TiO2 lên bề mặt vật liệu thủy tinh, sử dụng sol silica làm tác nhân liên kết, nhằm tạo ra một chất xúc tác có hoạt tính cao, độ truyền quang lớn, bền cơ học và có thể ứng dụng linh hoạt trong nhiều hệ phản ứng khác nhau, sẽ được tập trung nghiên cứu.