Kết quả đo phổ trên Hình 3.53 cho thấy, sự phân hủy phenol trên xúc tác TiO2 với ánh sáng kích thích là đèn UV-A diễn ra khá nhanh, sau khoảng 1,5 giờ xử lý thì pic hấp thụ đặc trưng của phenol ở 269 nm hầu như khơng cịn nữa. Độ chuyển hóa của phenol tương ứng với thời gian xử lý 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 và 3,0 giờ lần lượt là 13,33; 17,78; 42,22; 51,11; 60,25 và 85,40 %. Kết quả này cho thấy, hoạt tính xúc tác quang của vật liệu TiO2 điều chế từ quặng inmenit tốt hơn so với sản
phẩm TiO2 thương mại P25 [45]. Bên cạnh đó, khi quan sát hình dạng các đường phổ chúng tôi nhận thấy rằng, sau thời gian xử lý là 1 giờ thì có sự xuất hiện của dải hấp thụ dịch chuyển về phía sóng dài, đồng thời pic đặc trưng của phenol khơng cịn được quan sát rõ ràng và hầu như biến mất sau 2,5 giờ xử lý. Kết quả này cho thấy, sự phân hủy phenol đã tạo thành các hợp chất trung gian có khả năng hấp thụ ánh sáng trong vùng bước sóng dài như catechol, 1,4-benzoquinon, hydroquinon, ... Cơ chế của phản ứng phân hủy phenol có thể được giải thích theo mơ hình đã được mơ tả bởi nhóm tác giả Chwei-Huann Chiou [34] (xem Hình 1.6); Jian Chen (xem Hình
1.7) [49]. Như vậy, vật liệu TiO2 điều chế từ quặng inmenit có khả năng phân hủy
tốt phenol, một loại hóa chất độc hại và có độ bền cao.
3.6.2. Ứng dụng vật liệu S-TiO2 để xử lý phenol
3.6.2.1. Thời gian cân bằng hấp phụ phenol trên vật liệu S-TiO2-25
Tiến hành thực nghiệm theo các bước ở Mục 3.5.3.1 và dung dịch MB được thay bằng dung dịch phenol. Kết quả xác định dung lượng hấp phụ được trình bày ở Bảng 3.19 và biểu diễn trên đồ thị Hình 3.54 như sau:
Bảng 3.19. Dung lượng hấp phụ phenol của vật liệu S-TiO2-25 theo thời gian
Thời gian (giờ) Co (mg/L) Ct (mg/L) Dung lượng hấp phụ (mg/g)
0,5 9,87 9,58 0,725 1,0 9,87 9,08 1,975 1,5 9,87 8,69 2,950 2,0 9,87 8,53 3,350 2,5 9,87 8,52 3,375 3,0 9,87 8,53 3,350 3,5 9,87 8,52 3,375
Kết quả từ Bảng 3.19 và đồ thị Hình 3.54 cho thấy, vật liệu S-TiO2-25 cũng có khả năng hấp phụ phenol trong dung dịch nước, trong khoảng 1,5 giờ tính từ lúc khuấy trộn trong bóng tối thì dung lượng hấp phụ tăng gần như tuyến tính. Sau đó, tốc độ hấp phụ chậm dần và từ 2 giờ trở đi thì dung lượng hấp phụ thay đổi khơng
đáng kể. Từ kết quả này, chúng tôi lựa chọn thời điểm đạt cân bằng hấp phụ phenol trên vật liệu S-TiO2-25 để tiến hành các nghiên cứu kế tiếp là 2 giờ.