Hiệu suất quang xúc tác là một thông số quan trọng nhất để đánh giá sản phẩm, nó phụ thuộc chủ yếu vào cường độ nguồn sáng sử dụng. Vì vậy, việc chọn nguồn sáng và dụng cụ thử quang xúc tác hoạt động ổn định là rất cần thiết.
Để khảo sát hiệu suất quang xúc tác, nhiều nguồn sáng và phương thức chiếu xạ khác nhau đã được sử dụng như đèn BLED [109], đèn xenon 320 w [88], đèn thủy ngân cao áp 200 w chiếu ngoài cách 10 cm [145], đèn huỳnh quang 13 w 8 % UV, 92 % Vis [125], đèn xenon 200 w có kính lọc cắt nguồn sáng UV, chiếu ngoài cách 4 cm [150], đèn xenon 200 w có bộ lọc từng vùng sáng 200 nm, 340 nm, 420 nm và 440 nm [106]. Trong công trình này, bộ đèn compact dân dụng Golstar 40 w đã được chọn làm nguồn sáng. Khi chiếu sáng, bóng đèn được nhúng trực tiếp vào trong dung dịch thử.
Hình 2.4. Quang phổ đèn compact 40 w hiệu Gostar
Để kiểm tra độ tin cậy của bộ đèn, chúng tôi đã ghi quang phổ phát xạ của đèn trên máy PMS-50 tại Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam và khảo sát các thông số hoạt động của quá trình thử tại phòng thí nghiệm. Kết quả ghi quang phổ đèn trên Hình 2.4 cho thấy, ánh sáng đèn chủ yếu nằm trong vùng nhìn thấy có λ =
400 ÷ 600 nm, λtb = 540 nm, cường độ phổ đèn trong vùng có λ ≥ 600 nm khá nhỏ, trong vùng λ ≤ 300 nm không có. Theo Mục 2.1.1, phổ đèn như trên sẽ cho kết quả thử quang xúc tác phân hủy MB có độ chính xác cao nhất.
Kết quả khảo sát các thông số hoạt động của đèn được đưa ra trong Bảng 2.1.
Bảng 2.1. Cách thức lựa chọn và kết quả thử nghiệm các bóng đèn
Thông số Cách thức tiến hành Kết quả
Nhiệt độ Nhiệt độ thay đổi từ 20 ÷ 70 o
C H (%) không đổi Độ pH Độ pH thay đổi từ 2 ÷ 12 bởi HCl và NaOH pH = 9 ÷ 9,5, MB mất màu nhanh nhất Nồng độ xúc tác Nồng độ thay đổi từ: 5, 6, 7, 8, 9, 10 g/l 7,0 ÷ 8,0 g/l mất màu nhanh nhất Độ đồng đều các bóng đèn Cùng loại và lượng xúc tác, chiếu sáng 2h, so sánh hiệu suất quang xúc tác giữa các bóng
Bóng đèn có sai số > 2 %, lặp lại bị loại bỏ
Sơ đồ hoạt động của bộ đèn được đưa ra trên Hình 2.5.
Hình 2.5. Bộ đèn thử quang xúc tác, A. Đèn đang hoạt động, B. Sơ đồ nguyên tắc 1. Bóng đèn, 2. Bình phản ứng, 3. Bình nước, 4. Máy khuấy từ, 5. Con từ, 6. Ổn áp