KH O SÁT KH  NĂNG QUANG XÚC TÁC  TRONG VI C PHÂN Ả Ả Ệ

3.3.1. Kh o sát m t s  y u t   nh hả ộ ố ế ố ả ưởng đ n quá trình phân h y paraquatế ủ   trên b t P­TiOộ 2

3.3.1.1. Xác đ nh th i gian cân b ng h p ph  ­ gi i h p phị ờ ằ ấ ụ ả ấ ụ

Thu c tr  c  Nimaxon 20SL là s n ph m c a công ty Nicotex ­ Vi t Nam,ố ừ ỏ ả ẩ ủ ệ   có n ng đ  paraquat ghi theo nhãn hi u là 200 g/l. Chúng tôi s  d ng phồ ộ ệ ử ụ ương  pháp s c kí l ng hi u năng cao (HPLC) t i Vi n Ki m nghi m an toàn v  sinhắ ỏ ệ ạ ệ ể ệ ệ   th c ph m Qu c gia đ  xác đ nh l i n ng đ  paraquat. Phự ẩ ố ể ị ạ ồ ộ ương pháp xác đ nhị   paraquat được d a trên TCVN (2010) do Vi n Ki m nghi m an toàn v  sinh th cự ệ ể ệ ệ ự   ph m Qu c gia biên so n, B  Y t  đ  ngh , T ng c c Tiêu chu n Đo lẩ ố ạ ộ ế ề ị ổ ụ ẩ ường  Ch t lấ ượng th m đ nh, B  Khoa h c và Công ngh  công b . K t qu  thu đẩ ị ộ ọ ệ ố ế ả ược 

n ng đ  th c c a paraquat là 259 g/l. N ng đ  này đồ ộ ự ủ ồ ộ ược chúng tôi pha loãng  thành các n ng đ  c n thi t cho nh ng nghiên c u ti p theo.ồ ộ ầ ế ữ ứ ế

Đ  xác đ nh th i gian đ t cân b ng h p ph  ­ gi i h p paraquat trên b t P­ể ị ờ ạ ằ ấ ụ ả ấ ộ TiO2, chúng tôi thay đ i th i gian h p ph  t  0 đ n 90 phút và gi  c  đ nh cácổ ờ ấ ụ ừ ế ữ ố ị   lượng: P­TiO2 0,3 g, n ng đ  paraquat 19 mg/l  và pH dung d ch paraquat x p xồ ộ ị ấ ỉ  7. Quy trình th  ho t tính quang xúc tác nh  m c 2.3. Dung lử ạ ư ụ ượng h p phấ ụ  paraquat trên b t P­TiOộ 2 được xác đ nh thông qua bi u th c: ị ể ứ

Qt = V(C0­Ct)/m (3.1)

Trong đó: Qt là dung lượng h p ph  t i th i đi m t (mg/g); V là th  tíchấ ụ ạ ờ ể ể   dung d ch ch t b  h p ph  (l); Cị ấ ị ấ ụ 0 là n ng đ  ban đ u c a ch t b  h p ph  (mg/l);ồ ộ ầ ủ ấ ị ấ ụ   Ct là n ng đ  t i th i đi m t c a ch t b  h p ph  (mg/l) và m là lồ ộ ạ ờ ể ủ ấ ị ấ ụ ượng ch t h pấ ấ   ph  (g). ụ

N ng đ  còn l i c a paraquat sau khi b  h p ph  đồ ộ ạ ủ ị ấ ụ ược xác đ nh b ng cáchị ằ   đo đ  h p th  quang (Abs). T  hình 3.13 cho th y, khi tăng d n th i gian h pộ ấ ụ ừ ấ ầ ờ ấ   ph  thì đ  h p th  quang c a dung d ch paraquat sau khi b  h p ph  gi m. Đụ ộ ấ ụ ủ ị ị ấ ụ ả ộ  h p th  này đ c bi t gi m m nh sau kho ng th i gian h p ph  15­30 phút vàấ ụ ặ ệ ả ạ ả ờ ấ ụ   g n nh  không thay đ i n u th i gian h p ph  l n h n 45 phút. ầ ư ổ ế ờ ấ ụ ớ ơ

Các thông s  h p ph  c a v t li u P­TiOố ấ ụ ủ ậ ệ 2 được trình bày   b ng 3.5. Đở ả ồ  th  bi u di n s  ph  thu c gi a dung lị ể ễ ự ụ ộ ữ ượng và th i gian h p ph  đờ ấ ụ ược đ a ra ư ở  hình 3.13. 

B ng 3.5.ả  Các thông s  h p ph  paraquat trên v t li u P­TiOố ấ ụ ậ ệ 2

 (0,3 g b t P­TiOộ 2  0,2 lit dung d ch paraquat có n ng đ  ban đ u là 19 mg/l)ị ồ ộ ầ Kí hi uệ

m uẫ

Th i gian h p phờ ấ ụ (phút)

Ct c a paraquatủ (mg/l)

Dung l ng h p phượ ấ ụ  Qt  (mg/g)

HP0 0 19 0

HP15 15 13,40 3,730

HP30 30 11,46 5,025

HP45 45 11,38 5,081

HP60 60 11,36 5,091

HP90 90 11,35 5,100

Hình 3.13. Đ  th  bi u di n s  ph  thu c gi a dung l ng h p ph  và th i gian h pồ ị ể ễ ự ụ ộ ữ ượ ấ ụ ờ ấ   ph .ụ

T  hình 3.13 có th  th y, khi tăng d n th i gian h p ph  dung lừ ể ấ ầ ờ ấ ụ ượng h pấ   ph  tăng. Quá trình h p ph  x y ra nhanh chóng trong kho ng 30 phút đ u tiên,ụ ấ ụ ả ả ầ   sau đó t c đ  h p ph  ch m l i và g n nh  cân b ng t i th i đi m 30 phút. Tuyố ộ ấ ụ ậ ạ ầ ư ằ ạ ờ ể  

nhiên, đ  đ m b o cân b ng để ả ả ằ ược thi t l p hoàn toàn, các thí nghi m ti p theoế ậ ệ ế   được chúng tôi gi  c  đ nh th i gian h p ph  60 phút cho t t c  các m u.ữ ố ị ờ ấ ụ ấ ả ẫ

3.3.1.2.  nh hẢ ưởng c a t  l  r n/l ngủ ỷ ệ ắ ỏ

B t P­TiOộ 2 được cho vào 200 ml dung d ch paraquat có n ng đ  19 mg/lị ồ ộ   v i các lớ ượng thay đ i t  0,10 đ n 0,35 g. Dung d ch huy n phù sau khi khu y 60ổ ừ ế ị ề ấ   phút trong bóng t i đố ược ti n hành chi u sáng trong 3 gi . Sau đó, ly tâm đ  táchế ế ờ ể   lo i b t P­TiOạ ộ 2 và ti n hành đo Abs c a dung d ch paraquat sau khi phân h y đế ủ ị ủ ể  xác đ nh n ng đ . ị ồ ộ

Các giá tr  n ng đ  dung d ch paraquat trị ồ ộ ị ước (C0) và sau (C) khi phân h yủ   và hi u su t phân h y quang đệ ấ ủ ược trình bày trong b ng 3.5. Đ  th  bi u di n sả ồ ị ể ễ ự  ph  thu c gi a hi u su t phân h y quang và lụ ộ ữ ệ ấ ủ ượng b t P­TiOộ 2 được đ a ra ư ở  hình 3.14. K t qu  cho th y, khi tăng d n lế ả ấ ầ ượng b t P­TiOộ 2 t  0,1 đ n 0,15 g,ừ ế   hi u su t phân h y quang tăng m nh. Hi u su t phân h y quang ti p t c tăngệ ấ ủ ạ ệ ấ ủ ế ụ   nh  khi tăng d n lẹ ầ ượng b t P­TiOộ 2 và đ t giá tr  c c đ i  ng v i m u có lạ ị ự ạ ứ ớ ẫ ượng  b t P­TiOộ 2 là 0,3 g. N u ti p t c tăng lế ế ụ ượng P­TiO2 l n h n 0,3 g thì hi u su tớ ơ ệ ấ   phân h y quang có xu hủ ướng gi m (do hi u  ng ch n sáng).ả ệ ứ ắ  

B ng 3.5.ả  Ảnh h ng c a  kh i l ng l ng b t P­TiOưở ủ ố ượ ượ ộ 2   đ n hi u su t phân h y quang dung d ch paraquat ế ệ ấ ủ ị

Kí hi uệ m uẫ

C0

(mg/l)

C  (mg/l)

H (%)

KL 0,10 19 2,38 87,47

KL ­0,15 19 1,45 92,37

KL­ 0,20 19 1,42 92,53

KL ­0,25 19 1,34 92,95

KL ­0,30 19 1,29 93,21

KL ­0,35 19 1,30 93,16

Hình 3.14. Đ  th  bi u di n s  ph  thu c gi a hi u su t phân h y quang vàoồ ị ể ễ ự ụ ộ ữ ệ ấ ủ   lượng b t P­TiOộ 2.

3.3.1.3.  nh hẢ ưởng c a n ng đ  paraquatủ ồ ộ

Nh m xác đ nh n ng đ  paraquat thích h p cho quá trình phân h y, thu cằ ị ồ ộ ợ ủ ố   tr  c  Nimaxon đừ ỏ ược hòa tan vào dung môi nước sao cho dung d ch paraquat đ tị ạ   đượ ởc   các n ng đ  khác nhau: 9, 14, 19, 24 và 29 mg/l. Nh ng đi u ki n c  đ nhồ ộ ữ ề ệ ố ị   khác bao g m: 0,3 g b t P/TiOồ ộ 2, h p ph  trong t i 60 phút và chi u sáng dungấ ụ ố ế   d ch huy n phù trong 3 gi . Sau đó, ly tâm đ  tách lo i b t P­TiOị ề ờ ể ạ ộ 2 và ti n hànhế   đo Abs c a dung d ch paraquat sau khi phân h y đ  xác đ nh n ng đ .ủ ị ủ ể ị ồ ộ

Các giá tr  n ng đ  paraquat trị ồ ộ ước và sau khi phân h y và hi u su t phânủ ệ ấ   h y quang đủ ược trình bày trong b ng 3.6. Đ  th  bi u di n s  ph  thu c gi aả ồ ị ể ễ ự ụ ộ ữ   hi u su t phân h y quang và n ng đ  paraquat ban đ u  đệ ấ ủ ồ ộ ầ ược đ a ra   hình 3.15.ư ở   K t qu  cho th y, khi tăng d n n ng đ  paraquat hi u su t phân h y quangế ả ấ ầ ồ ộ ệ ấ ủ   gi m. Theo Carp O. [2], t c đ  phân h y các ch t h u c  thả ố ộ ủ ấ ữ ơ ường th  hi n đ cể ệ ặ   đi m bão hòa. H ng s  t c đ  thu để ằ ố ố ộ ược gi m liên t c cùng v i s  gia tăng n ngả ụ ớ ự ồ   đ  ch t ô nhi m h u c  ban đ u. Carp O. cho r ng, các bộ ấ ễ ữ ơ ầ ằ ước chính trong quá 

trình quang xúc tác x y ra trên b  m t c a ch t r n quang xúc tác. Do n ng đả ề ặ ủ ấ ắ ồ ộ  ban đ u cao, t t c  các v  trí xúc tác đã bão hòa, s  gia tăng h n n a n ng đầ ấ ả ị ự ơ ữ ồ ộ  ch t h u c  cũng không  nh hấ ữ ơ ả ưởng đ n n ng đ  b  m t ch t xúc tác và do đó,ế ồ ộ ề ặ ấ   có th  d n đ n làm gi m h ng s  t c đ  phân h y. ể ẫ ế ả ằ ố ố ộ ủ

B ng 3.6.ả  Ảnh h ng c a n ng đ  paraquat đ n hi u su t phân h y quang dung d chưở ủ ồ ộ ế ệ ấ ủ ị   paraquat   

Tuy nhiên, trong kho ng n ng đ  paraquat t  19­29 mg/l thì hi u su t phân h yả ồ ộ ừ ệ ấ ủ   quang v n cao (dao đ ng kho ng 90 đ n 93%). Vì v y, đ  thu n l i cho nh ngẫ ộ ả ế ậ ể ậ ợ ữ   nghiên c u ti p theo chúng tôi ch n n ng đ  paraquat thích h p là 19 mg/l.ứ ế ọ ồ ộ ợ

Kí hi uệ m uẫ

C0

(mg/l)

C  (mg/l)

H (%)

Nd­PD9 9 0,46 97,58

Nd­PD14 14 0,95 95,00

Nd­PD19 19 1,23 93,53

Nd­PD24 24 1,47 92,26

Nd­PD29 29 1,90 90,00

Hình 3.15. Đ  th  bi u di n s  ph  thu c gi a hi u su t phân h y quang vàoồ ị ể ễ ự ụ ộ ữ ệ ấ ủ   n ng đ  paraquat ban đ u khác nhau.ồ ộ ầ

3.3.1.4.  nh hẢ ưởng c a th i gian phân h y paraquatủ ờ ủ

Đ  xác đ nh th i gian phân h y dung d ch paraquat thích h p, chúng tôiể ị ờ ủ ị ợ   th c hi n ph n  ng quang xúc tác v i các th i gian thay đ i t  1,0 đ n 4,5 gi .ự ệ ả ứ ớ ờ ổ ừ ế ờ   Các m u đẫ ược kí hi u tệ ương  ng t  t1,0h đ n t4,5h. Các lứ ừ ế ượng c  đ nh khác baoố ị   g m: 0,3 g b t P­TiOồ ộ 2 và 200 ml dung d ch paraquat có n ng đ  19 mg/l. Dungị ồ ộ   d ch paraquat c a các m u sau khi phân h y đị ủ ẫ ủ ược đo Abs   bở ước sóng 264 nm để  xác đ nh n ng đ . ị ồ ộ

Các giá tr  n ng đ  c a dung d ch paraquat trị ồ ộ ủ ị ước và sau khi phân h y vàủ   hi u su t phân h y quang đệ ấ ủ ược trình bày trong b ng 3.7. Đ  th  bi u di n s  phả ồ ị ể ễ ự ụ  thu c gi a hi u su t phân h y quang và th i gian phân h y độ ữ ệ ấ ủ ờ ủ ược đ a ra   hìnhư ở   3.16. T  b ng 3.7 và hình 3.16 cho th y, khi tăng th i gian phân h y t  1 đ n 3ừ ả ấ ờ ủ ừ ế   gi , t c đ  phân h y di n ra nhanh và hi u su t phân h y quang thay đ i l n.ờ ố ộ ủ ễ ệ ấ ủ ổ ớ   N u kéo dài th i gian phân h y l n h n 3 gi , hi u su t phân h y quang thay đ iế ờ ủ ớ ơ ờ ệ ấ ủ ổ   không đáng k . Nh ng nhìn chung, th i gian phân h y càng kéo dài thì hi u su tể ư ờ ủ ệ ấ   phân h y quang càng l n. Dung d ch paraquat g n nh  b  phân h y hoàn toàn sauủ ớ ị ầ ư ị ủ   kho ng th i gian 4 đ n 4,5 gi  chi u sáng.ả ờ ế ờ ế  

B ng 3.7ả . Ảnh h ng c a th i gian phân h y đ n hi u su t phân h y quang dung d chưở ủ ờ ủ ế ệ ấ ủ ị   paraquat c a b t P­TiOủ ộ 2.

Kí hi uệ m uẫ

Tph

(gi )ờ

C0

(mg/l)

C 

(mg/l) lnC/C0

H (%)

t1,0h 1,0 19 5,72 ­1,200 69,89

t1,5h 1,5 19 4,24 ­1,500 77,68

t2,0h 2,0 19 3,14 ­1,800 83,47

t2,5h 2,5 19 1,90 ­2,300 90,00

t3,0h 3,0 19 1,50 ­2,538 92,11

t3,5h 3,5 19 1,22 ­2,744 92,31

t4,0h 4,0 19 0,61 ­3,440 96,79

t4,5h 4,5 19 0,48 ­3,687 97,47

Hình 3.16. Đ  th  bi u di n s  ph  thu c gi a hi u su t phân h y quangồ ị ể ễ ự ụ ộ ữ ệ ấ ủ   paraquat và th i gian phân h y khác nhau c a b t P­TiOờ ủ ủ ộ 2.

3.3.1.5.  nh hẢ ưởng môi trường pH dung d ch paraquatị

Đ  kh o sát  nh hể ả ả ưởng c a pH dung d ch paraquat đ n quá trình phân h yủ ị ế ủ   quang xúc tác, 0,3 g b t P­TiOộ 2 được cho vào 200 ml dung d ch paraquat có n ngị ồ   đ  19 mg/l. Dung d ch paraquat độ ị ược đi u ch nh pH (b ng HCl và NaOH) v i cácề ỉ ằ ớ   giá tr  thay đ i: 4, 6, 7, 8 và 10. Huy n phù paraquat và TiOị ổ ề 2 được chi u sáng trongế   3 gi . ờ Sau đó, ly tâm đ  tách lo i b t P­TiOể ạ ộ 2 và ti n hành đo Abs c a dung d chế ủ ị   paraquat sau khi phân h y đ  xác đ nh n ng đ . Các k t qu  đủ ể ị ồ ộ ế ả ược ch  ra   b ngỉ ở ả   3.8.

B ng 3.8.ả  Ảnh h ng c a pH dung d ch paraquat đ n hi u su t phân h y quang dungưở ủ ị ế ệ ấ ủ   d ch paraquat c a b t P­TiOị ủ ộ 2.

Hình 3.17. Đ  th  bi u di n s  ph  thu c gi a hi u su t phân h y quangồ ị ể ễ ự ụ ộ ữ ệ ấ ủ  c aủ   b t P­TiOộ 2 và pH dung d ch paraquat.ị

Hi u su t phân h y quang c a các m u theo các giá tr  pH thay đ i đ c trìnhệ ấ ủ ủ ẫ ị ổ ượ   bày trong b ng 3.8. Đ  th  bi u di n s  ph  thu c gi a hi u su t phân h y quang vàả ồ ị ể ễ ự ụ ộ ữ ệ ấ ủ   pH dung d ch paraquat đ c đ a ra   hình 3.17. T  b ng 3.8 và hình 3.17 cho th y,ị ượ ư ở ừ ả ấ  

Kí hi uệ m uẫ

C0

(mg/l)

C  (mg/l)

H (%)

pH4 19 2,41 87,31

pH6 19 1.63 91,42

pH7 19 1,46 92.31

pH8 19 0,90 95,26

pH10 19 0,60 96,84

khi tăng d n giá tr  pH thì hi u su t phân h y quang tăng. Theo Hoffmann, các nhómầ ị ệ ấ ủ   hydroxyl trên b  m t TiOề ặ 2 t n t i cân b ng axit ­ baz  nh  sau: ồ ạ ằ ơ ư

pKa1

TiOH2+ TiOH H+

> > + (3.2)

pKa 2

TiOH TiO− H+

> > + (3.3)

T  các phừ ương trình (3.2) và (3.3) nh n th y khi tăng d n giá tr  pH cânậ ấ ầ ị   b ng s  chuy n d ch theo chi u tăng tích đi n âm trên b  m t TiOằ ẽ ể ị ề ệ ề ặ 2 (>TiO­). K tế  qu  này t o đi u ki n thu n l i cho vi c h p ph  paraquatả ạ ề ệ ậ ợ ệ ấ ụ  và do đó làm tăng khả  năng phân h y paraquat trên b  m t TiOủ ề ặ 2.

3.3.2. Kh o sát kh  năng phân h y paraquat trên b t TiOả ả ủ ộ 2, P­TiO2 

Đ  ti n hành kh o sát, 0,3 b t m i lo i TiOể ế ả ộ ỗ ạ 2 không bi n tính và P­TiOế 2 

được cho vào 200 ml dung d ch paraquat có n ng 19 mg/l (pH ~7). Dung d chị ồ ị   huy n phù đề ược khu y 60 phút trong bóng t i đ  đ t cân b ng h p ph  ­ gi iấ ố ể ạ ằ ấ ụ ả   h p và sau đó, đấ ược chi u sáng v i các th i gian thay đ i t  1 đ n 4,5 gi . ế ớ ờ ổ ừ ế ờ

Các thông s  cho quá trình phân h y dung d ch paraquat trên b t TiOố ủ ị ộ 2 và P­

TiO2 được trình bày   b ng 3.9. Đ  th  bi u di n hi u su t phân h y quang theoở ả ồ ị ể ễ ệ ấ ủ   th i gian phân h y c a các m u P­TiOờ ủ ủ ẫ 2 và TiO2 không bi n tính đế ược đ a ra ư ở  hình 3.18. 

B ng 3.9.ả  M t vài thông s  cho quá trình phân h y dung d ch paraquat trên b tộ ố ủ ị ộ   TiO2, P­TiO2

Lo i m uạ ẫ Kí hi uệ m uẫ

Tph

(gi )ờ

C0

(mg/l) C

(mg/l) lnC/C0

H (%)

k, (gi  ờ ­1) TiO2 không 

bi n tínhế

TiO21,0h 1,0 19 12.20 ­0,443 35,79 0,196 TiO21,5h 1,5 19 10,35 ­0,607 45,52

TiO22,0h 2,0 19 9,50 ­0,693 50,00 TiO22,5h 2,5 19 8,94 ­0,754 52,95 TiO23,0h 3,0 19 8,37 ­0,820 55,95 TiO23,5h 3,5 19 7,06 ­0,990 62,84 TiO24,0h 4,0 19 6,44 ­1,082 66,10

TiO24,5h 4,5 19 6,00 ­1,152 68,42

P­TiO2 

P­TiO21,0h 1,0 19 4,53 ­1,434 76,16

0,812 P­TiO21,5h 1,5 19 2,49 ­2,032 86,89

P­TiO22,0h 2,0 19 1,52 ­2,526 92,00 P­TiO22,5h 2,5 19 1,25 ­2,721 93,42 P­TiO23,0h 3,0 19 0,92 ­3,028 95,16 P­TiO23,5h 3,5 19 0,50 ­3,641 97,37

Hình 3.18. Đ  th  bi u di n hi u su t phân h y quang theo th i gian phân h yồ ị ể ễ ệ ấ ủ ờ ủ   c a các m u P­TiOủ ẫ 2 (đường 1) và TiO2 không bi n tính(đế ường 2.)

T  b ng 3.9 và hình 3.18 cho th y, khi tăng th i gian phân h y thì hi uừ ả ấ ờ ủ ệ   su t phân h y quang tăng. M u TiOấ ủ ẫ 2 được bi n tính b i P(V) có ho t tính quangế ở ạ   xúc tác cao h n so v i m u TiOơ ớ ẫ 2 không bi n tính (v i m u TiOế ớ ẫ 2 được bi n tínhế   P(V), dung d ch paraquat g n nh  b  phân h y hoàn toàn ch  sau 3,5 gi  chi uị ầ ư ị ủ ỉ ờ ế   sáng). 

Theo các công trình, quá trình phân h y quang xúc tác các h p ch t h u c  có thủ ợ ấ ữ ơ ể  được đ c tr ng b ng phặ ư ằ ương trình đ ng h c Langmuir­Hinshelwood nh  sau:ộ ọ ư

dC KC

r k. k

dt 1 KC

= − = θ =

+ (3.4)

Trong đó, k là h ng s  t c đ  th c, K là h ng s  h p ph , t là th i gian vàằ ố ố ộ ự ằ ố ấ ụ ờ   C là n ng đ  ch t ô nhi m h u c . V i n ng đ  ban đ u th p c a nh ng ch t ôồ ộ ấ ễ ữ ơ ớ ồ ộ ầ ấ ủ ữ ấ   nhi m h u c , nhóm KC trong m u s  phễ ữ ơ ẫ ố ương trình (3.4) có th  b  qua và t cể ỏ ố   đ  oxi hóa quang xúc tác độ ược đ c tr ng b ng phặ ư ằ ương trình đ ng h c b c m t:ộ ọ ậ ộ

dC ,

r k.KC k C

= − dt = =    (3.5)

Trong đó, k, là h ng s  t c đ  bi u ki n, cũng đằ ố ố ộ ể ế ược bi t nh  là h ng sế ư ằ ố  t c đ  gi  b c m t. D ng đ y đ  c a phố ộ ả ậ ộ ạ ầ ủ ủ ương trình t c đ  là:ố ộ

, 0

ln C k t

C = − (3.6)

Trong đó, C0 là n ng đ  ban đ u.ồ ộ ầ

Đ  th  bi u di n s  ph  thu c gi a lnC/Cồ ị ể ễ ự ụ ộ ữ 0  và th i gian phân h y dungờ ủ   d ch paraquat c a các m u TiOị ủ ẫ 2 không bi n tính và P­TiOế 2 được đ a trong hìnhư   3.19. 

Hình 3.19. Đ  th  bi u di n s  ph  thu c gi a lnC/Cồ ị ể ễ ự ụ ộ ữ 0  và th i gian phân h yờ ủ   quang dung d ch paraquat c a các m u TiOị ủ ẫ 2 không bi n tính (đế ường1) và P­TiO2 

(đường 2.)

T  đ  th  hình 3.19 thu đừ ồ ị ược các giá tr  h ng s  t c đ  ph n  ng c a cácị ằ ố ố ộ ả ứ ủ   m u TiOẫ 2 không bi n tính là: 0,196, và P­TiOế 2 là 0,812 giờ­1. Nh  v y, m u TiOư ậ ẫ 2 

được bi n tính b i P cho th y ho t tính quang xúc tác cao h n nhi u so v i m uế ở ấ ạ ơ ề ớ ẫ   TiO2 không bi n tính.ế

       Theo quy chu n k  thu t qu c gia v  ch t lẩ ỹ ậ ố ề ấ ượng nước m t (QCVN 08:ặ   2008/BTNMT) thì hàm lượng paraquat có m t trong nặ ước không được phép vượt  quá 0,9 mg/l. Nh  v y, v i lư ậ ớ ượng ch t quang xúc tác là 0,3 g, n ng đ  paraquatấ ồ ộ   19 mg/l (l n h n quy chu n cho phép kho ng 21 l n) và ớ ơ ẩ ả ầ sau 3­4,5 gi  chi u sángờ ế   thì hàm lượng paraquat trong nước sau khi quang phân h y b ng m u P­TiOủ ằ ẫ 2 

th p h n ngấ ơ ưỡng cho phép.

Tóm l i, t  các k t qu  th c nghi m   trên, chúng tôi đã xác đ nh đạ ừ ế ả ự ệ ở ị ược  đi u ki n thích h p cho quá trình quang phân h y đ c ch t paraquat có trongề ệ ợ ủ ộ ấ   thu c tr  c  Nimaxon 20SL trên b t TiOố ừ ỏ ộ 2 bi n tính b i P đế ở ược đi u ch  b ngề ế ằ   phương pháp sol­gel dướ ứi b c x  đèn Compact nh  sau:ạ ư

­ N ng đ  paraquat trong dung d ch nồ ộ ị ước là 19 mg/l.

­ T  l  ch t quang xúc tác/dung d ch paraquat là 0,30 g/ 200 ml.ỷ ệ ấ ị

­ pH dung d ch paraquat khi phân h y là kho ng 7­10.ị ủ ả

­ Th i gian đ t cân b ng h p ph ­gi i h p paraquat trên b t TiOờ ạ ằ ấ ụ ả ấ ộ 2  bi nế   tính là 60 phút.

 đi u ki n trên, h ng s  t c đ  phân h y paraquat trên P­TiO

Ở ề ệ ằ ố ố ộ ủ 2 và TiO2 

không bi n tính tế ương  ng b ng 0,812 và 0,196 giứ ằ ờ­1. Nh  v y, kh  năng phânư ậ ả  

h y đ c ch t paraquat dủ ộ ấ ưới ánh sáng đèn Compact c a P­TiOủ 2 cao h n nhi u soơ ề   v i TiOớ 2 không được bi n tính. V i n ng đ  đ c ch t paraquat trong dung d chế ớ ồ ộ ộ ấ ị   nước ban đ u l n h n ngầ ớ ơ ưỡng cho phép kho ng 21 l n, sau kho ng th i gianả ầ ả ờ   phân h y 4 đ n 4,5 gi , hàm lủ ế ờ ượng paraquat trong thu c tr  c  đã đ t th p h nố ừ ỏ ạ ấ ơ   ngưỡng cho phép.

K T LU NẾ Ậ

1. Đã kh o sát m t s  y u t  trong quá trình đi u ch  b t TiOả ộ ố ế ố ề ế ộ 2 được bi nế   tính photpho (P­TiO2) theo phương pháp sol­gel  nh hả ưởng đ n ho t tính quangế ạ   xúc tác c a s n ph m. Đã xác đ nh đủ ả ẩ ị ượ ằc r ng, đi u ki n thích h p nh t cho quáề ệ ợ ấ   trình đi u ch  là:ề ế

­ N ng đ  TBOT trong IPA: 0,292Mồ ộ

­ T  l  mol Hỷ ệ 3PO4/TiO2: 5%

­ Th i gian già hóa gel: 24hờ

­ Nhi t đ  s y: 100ệ ộ ấ oC trong th i gian 12h trong t  s y chân không.ờ ủ ấ

­ Nhi t đ  và th i gian nung: 650ệ ộ ờ oC trong 5h.

2. B ng phằ ương pháp EDX đã xác đ nh đị ượ ực s  có m t c a P trong thànhặ ủ   ph n c a m u s n ph m. Phầ ủ ấ ả ẩ ương pháp h ng ngo i đã xác đ nh s  hình thànhồ ạ ị ự   liên k t gi a Ti­P, Phế ữ ương pháp ABS đã xác nh n r ng, m u s n ph m đi u chậ ằ ẫ ả ẩ ề ế  được có năng lượng vùng c m gi m và có s  chuy n d ch rìa c a ánh sáng kíchấ ả ự ể ị ủ   thích v  vùng nhìn th y. ề ấ

3. Đã xây d ng đự ược quy trình đi u ch  P­TiOề ế 2  trong phòng thí nghi mệ   theo phương pháp sol­gel. M u s n ph m đi u ch  đẫ ả ẩ ề ế ược có ho t tính quang xúcạ   tác cao dướ ứi b c x  c a đ n compact (đ t 95% sau 2h chi u sáng), đi u này đãạ ủ ề ạ ế ề   xác nh n s  có m t c a P trong m u s n ph m đã làm d ch chuy n rìa b c xậ ự ặ ủ ẫ ả ẩ ị ể ứ ạ  h p th  c a v t li u v  vùng ánh sáng nhìn th y và làm tăng ho t tính quang xúcấ ụ ủ ậ ệ ề ấ ạ   tác.

4. Đã kh o sát các y u t   nh hả ế ố ả ưởng đ n ho t tính xúc tác c a s n ph mế ạ ủ ả ẩ   P­TiO2, được đi u ch  b ng phề ế ằ ương pháp sol­gel đ i v i quá trình phân h yố ớ ủ   paraquat có trong thu c tr  c  Nimaxon 20SL. K t qu  cho th y, v t li u P­TiOố ừ ỏ ế ả ấ ậ ệ 2, 

v i n ng đ  paraquat ban đ u l n h n ngớ ồ ộ ầ ớ ơ ưỡng cho phép kho ng 21 l n, sau th iả ầ ờ   gian phân h y 4 đ n 4,5 gi  thì hàm lủ ế ờ ượng paraquat trong thu c tr  c  đã v  th pố ừ ỏ ề ấ   h n ngơ ưỡng cho phép. K t qu  này đã cho th y kh  năng s  d ng th c t  phânế ả ấ ả ử ụ ự ế   h y các đ c ch t h u c  trong môi trủ ộ ấ ữ ơ ường nước c a lo i v t li u P­TiOủ ạ ậ ệ 2  đi uề   ch  đế ược.  

TÀI LI U THAM KH OỆ Ả

1. Nguy n Th  Kim Giang (ễ ị 2009), Nghiên c u đi u ch  v t li u TiOứ ề ế ậ ệ 2 bi n tính kíchế   thước nano mét và kh o sát kh  năng quang xúc tác c a chúng,ả ả ủ   Lu n vănậ   th c s ,  Đ i h c Khoa h c T  nhiên ­ Đ i h c Qu c Gia Hà N i. ạ ỹ ạ ọ ọ ự ạ ọ ố ộ

2. Ngô S  Lỹ ương (2005),“ nh hẢ ưởng c a các y u t  trong quá trình đi u chủ ế ố ề ế  đ n kích thế ước h t và c u trúc tinh th  c a TiOạ ấ ể ủ 2” T p chí Khoa h cạ ọ ,  Khoa h c t  nhiên và công ngh ,  ĐHQG HNọ ự ệ , T.XXI, N.2, tr. 16­22.

3. Nguy n Th  Lan (2004), ễ ị Ch  t o màng nano TiO2 d ng anata và kh o sát ho tế ạ ạ ả ạ   tính xúc tác quang phân h y metylen xanh, ủ Lu n văn th c s  khoa h c, Đ iậ ạ ỹ ọ ạ  h c Bách khoa Hà N i.ọ ộ

4. Ngô S  Lỹ ương (2006), “Kh o sát quá trình đi u ch  titan đioxit d ng b t kíchả ề ế ạ ộ   thước nano b ng phằ ương pháp thu  phân tetra n­butyl octotitanat trongỷ   dung môi h n h p etanol­nỗ ợ ước”, T p chí Phân tích Hoá, Lý và Sinh h cạ ọ ,  T. 11, No 3B. Tr. 52­56.

5. Ngô S  Lỹ ương, Lê Diên Thân (2012), “Đi u ch  và kh o sát ho t tính quangề ế ả ạ   xúc tác dưới ánh sáng nhìn th y c a b t TiO2 kích thấ ủ ộ ước nano pha t pạ   Fe, N”. T p chí Phân tích Hóa, Lý và sinh h cạ ọ , Tr­ , tr.. 

6. Đ ng Thanh Lê, Mai Đăng Khoa, Ngô s  Lặ ỹ ương (2008), “Kh o sát ho t tínhả ạ   xúc tác quang c a b t TiOủ ộ 2  kích thước nano mét đ i v i quá trình khố ớ ử  màu thu c nhu m”,ố ộ  T p chí hóa h cạ ọ . T.46 (2A), Tr.139­143.

7. Ngô S  Lỹ ương, Đ ng Thanh Lê (ặ 2008), “ nh hẢ ưởng c a thành ph n và nhi tủ ầ ệ  đ  dung d ch, nhi t đ ng nung đ n kích thộ ị ệ ộ ế ước h t và c u trúc tinh thạ ấ ể  c a TiOủ 2 đi u ch  b ng phề ế ằ ương pháp th y phân TiClủ 4”, T p chí hóa h cạ ọ ,  T.46 (2A), Tr.169­177. 

8.  Ngô S  Lỹ ương, Nguy n Văn Ti n, Nguy n Văn H ng  ễ ế ễ ư (2009), “Nghiên c uứ   quy trình đi u ch  titan đioxit kích thề ế ước nanomet t  tinh qu ng inmenitừ ặ   Hà Tĩnh b ng phằ ương pháp axit sunfuric, kh o sát quy trình nghi n vàả ề  

phân h y tinh qu ng inmenit Hà Tĩnh b ng phủ ặ ằ ương pháp axit sunfuric quy  mô phòng thí nghi m” ệ T p chí hóa h c, ạ ọ T.47 (2A), Tr.145­149. 

9. Ngô S  Lỹ ương, Nguy n Văn Ti n, Nguy n Văn H ng, Thân Văn Liên, Tr nễ ế ễ ư ầ   Minh Ng c (ọ 2009) “Nghiên c u quy trình đi u ch  titan đioxit kích thứ ề ế ước  nanomet t  tinh qu ng inmenit Hà Tĩnh b ng phừ ặ ằ ương pháp axit sunfuric,  kh o sát quá trình  th y phân đ ng th  dung d ch titanyt sunfat có m t ureả ủ ồ ể ị ặ   đ  đi u ch  titan đioxit kích thể ề ế ước nanomet”  ,  T p chí hóa h cạ ọ , T.47  (2A), Tr.150­154. 

10. Hoàng Nhâm (2005), Hóa vô c  t p IIIơ ậ ,  NXB GD, Hà N iộ

11. Nguy n Hoàng Ngh  (2002),  ễ ị Lý thuy t nhi u x  tia X,ế ễ ạ   Nhà xu t b n Giáoấ ả   d c, Hà N i.ụ ộ

12. Nguy n Xuân Nguyên, Ph m H ng H i (2002), “Kh  amoni trong nễ ạ ồ ả ử ước và  nước th i b ng phả ằ ương pháp quang hóa v i xúc tác TiOớ 2”, T p chí Khoaạ   h c và công nghọ ệ, , Vol. 40(3), tr. 20­29.

13. Nguy n Xuân Nguyên, Lê Th  Hoài Nam (2004), “Nghiên c u x  lý nễ ị ứ ử ước rác  Nam S n b ng màng xúc tác TiOơ ằ 2 và năng lượng m t tr i”, ặ ờ T p chí Hóaạ   h c và  ng d ngọ ứ ụ  (8).

14. Lê Diên Thân (2011), “Nghiên c u các quá trình đi u ch , kh o sát c u trúcứ ề ế ả ấ   và tính ch t c a b t TiO2 kích thấ ủ ộ ước nano được bi n tính b ng m t sế ằ ộ ố  kim lo i chuy n ti p”ạ ể ế , Lu n án ti n sĩ khoa h c, ậ ế ọ Đ i h c Khoa h c Tạ ọ ọ ự  nhiên – Đ i h c Qu c gia Hà N i.ạ ọ ố ộ

 15. Dương Th  Khánh Toàn (2006ị ), “Kh o sát quá trình đi u ch  và  ng d ngả ề ế ứ ụ   TiO2  kích thước nanomet”, Lu n văn th c s  khoa h c, Đ i h c Khoaậ ạ ỹ ọ ạ ọ   h c T  nhiên ­ Đ i h c Qu c gia Hà N i.ọ ự ạ ọ ố ộ

Ti ng Anhế

16. A.  Hazra,  S.  Das,  J.  Kanungo,  C.K.  Sarkar,  S.  Basu (2013), “Studies on a  resistive gas sensor based on sol–gel grown nanocrystalline p­TiO2 thin film  for fast  hydrogen  detection”. Sensors and Actuators B 183, p. 87–95.

17. Cộline J. Bodson, Stộphanie D. Lambert, Christelle Aliộ, Xavier Cattoởn, Jeanư

Paul   Pirard,   Catherine   Bied,   Michel   Wong   Chi   Man,   Benoợt   Heinrichs  (2010). “Effects of additives and solvents on the gel formation rate and on  the   texture   of   P­   and   Si­doped   TiO2  materials”.  Microporous   and  Mesoporous Materials 134, p. 157–164.

18. G.Em.  Romanosa,  C.P.  Athanasekoua,  F.K.  Katsarosa,  N.K.Kanellopoulosa,  D.D.  Dionysioub, V. Likodimosa, P. Falarasa (2012). “Double­side active  TiO2­modified nanofiltration membranes in continuous flow photocatalytic  reactors for effective water purification”. Journal of  Hazardous  Materials  211–212, p. 304–316.

19. Hui Feng, ThanhThuy Tran. T, Lan Chen, Lijuan Yuan, Qingyun Cai (2013). 

“Visible light­induced efficiently oxidative decomposition of p­Nitrophenol  by CdTe/TiO2  nanotube arrays”.  Chemical Engineering Journal  215–216,  p. 591–599.

20. J.choi, H. Park, M. R. Hoffmann (2010), “effects of single Metals­Ion Doping  on the Visible­Light Photoreactivity of TiO2”,  J. Phys, Chem. C,  114, p. 

783­792.

21.  K.   Lee   and   et.   (2006),   “Hydrothermal   synthesis   and   photocatalytic  characterizations   of   transition   metals   doped   nano   TiO2  sols”,  Materials  science and Engineering B, 129, p. 109­115.

22. K.Yang. Y.Dai, B.Huang, J.Phys.Chem. C111 (2007) 18985.

23. Kais Elghniji, Olfa Hentati, Najwa Mlaik, Ayman Mahfoudh, Mohamed Ksibi  (2012).   “Photocatalytic   degradation   of   4­chlorophenol   under   P­modified  TiO2/UV system: Kinetics, intermediates, phytotoxicity and acute toxicity”. 

Journal of Environmental Sciences, 24(3), p. 479–487.

24. Li ­ Heng Kao, Tzu ­ Chien Hsu, Hong ­ Yang Lu (2007), “Sol ­ gel synthesis  and  morphological control  of nanocrystalline  TiO2  via  urea  treatment”,. 

Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 316, pp. 160 ­ 167.