3/
6.3.1 Sợi thủy tinh
6.3.1.1 Trong điều kiện chiếu tia UV-A.
Để đảm bảo tính tƣơng đồng so với các thí nghiệm, trong phần thí nghiệm này, lƣợng phenol đƣợc sử dụng tính trên một gam vật liệu xúc tác bằng với trong thí
76
nghiệm ở dạng bột. Nghĩa là, trong thí nghiệm ở dạng bột đã sử dụng 0,15g chất xúc tác quang để xử lý 3mg phenol (300mL dung dịch phenol 10mg/L) [3] nên ở thí nghiệm đánh giá hoạt tính xúc tác quang của sợi thuỷ tinh sẽ xử lý 12,5 mg phenol bằng 0,5220g vật liệu trên sợi thuỷ tinh.
Trong thí nghiệm này, 12,5mg phenol đƣợc pha vào 3 lít nƣớc cất (tạo ra dung dịch cĩ nồng độ phenol 4,16 mg/l). Sợi thuỷ tinh đƣợc trải đều trên bề mặt thiết bị phản ứng với diện tích 0,36m2. Dung dịch xử lý đƣợc phân phối đều lên bề mặt sợi thuỷ tinh và bơm tuần hồn trong hệ thống. Thời gian thực hiện thí nghiệm là 2 giờ trong điều kiện sử dụng tia UV-A từ 4 đèn với cơng suất 60W.
0 20 40 60 80 100 120 0 5 10 15 20 25 30 28,17 20,55 H ie u q u a x u l y ( % )
Thoi gian phan ung (phut) TiO2
TiO2-SiO2 N-TiO2-SiO2
15,63
Hình 6.10 – Hiệu quả xử lý phenol của các mẫu vật liệu phủ trên sợi thuỷ tinh trong điều kiện chiếu tia UV-A.
Từ kết quả tại hình 6.9 và bảng 6.10 cho thấy, trong cùng điều kiện chiếu tia UV- A, hiệu quả xử lý phenol của các mẫu vật liệu phủ trên sợi thuỷ tinh thấp hơn nhiều so với các mẫu vật liệu ở dạng bột. Kết quả này đƣợc lý giải là do, với cùng một khối lƣợng vật liệu, khi phủ lên bề mặt sợi thuỷ tinh sẽ làm giảm rất nhiều tổng diện tích bề mặt tiếp xúc với sánh sáng khi so với dạng bột. Chính vì vậy, đã làm giảm khả năng xúc tác quang của khối vật liệu.
Tuy nhiên, cũng từ hình 6.9 và bảng 6.10 cho thấy, thứ tự về hiệu quả xử lý của các mẫu vật liệu khi phủ trên sợi thuỷ tinh vẫn tuân thủ đúng theo trƣờng hợp vật liệu ở dạng bột N-TiO2-SiO2>TiO2-SiO2>TiO2.
77
6.3.1.2 Trong điều kiện sử dụng ánh sáng mặt trời tự nhiên.
Thí nghiệm đánh giá hoạt tính xúc tác quang của các vật liệu xúc tác phủ trên sợi thuỷ tinh trong điều kiện sử dụng ánh sáng mặt trời tự nhiên cũng đƣợc thực hiện trên mơ hình hồn tồn tƣơng tự nhƣ trong điều kiện chiếu tia UV-A. Điểm khác biệt là quá trình thí nghiệm đƣợc thực hiện ngồi trời trong khoảng thời gian từ 11-13 giờ để sử dụng ánh sáng mặt trời tự nhiên làm nguồn năng lƣợng kích thích các phản ứng quang hố.
0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 85,31 57,71 H ie u q u a x u l y ( % )
Thoi gian phan ung (phut) TiO2
TiO2-SiO2 N-TiO2-SiO2
42,19
Hình 6.11 – Hiệu quả xử lý phenol của các mẫu vật liệu phủ trên sợi thuỷ tinh trong điều kiện sử dụng ánh sáng mặt trời tự nhiên.
Căn cứ từ kết quả xác định hiệu quả xử lý phenol trong điều kiện ánh sáng mặt trời tự nhiên của các mẫu vật liệu phủ trên sợi thuỷ tinh ở hình 6.10 và bảng 6.11 cho thấy, hiệu quả xử lý phenol của các mẫu đồng loạt tăng cao, xấp xỉ 3 lần so với các mẫu trong điều kiện chiếu tia UV-A. Nhƣ vậy, ở điều kiện mơ hình thí nghiệm này, do diện tích bề mặt tiếp xúc với ánh sáng mặt trời tự nhiên lớn nên đã giúp cải thiện rõ rệt hiệu quả xử lý. Mẫu xúc tác N-TiO2-SiO2 cĩ tỷ lệ hiệu quả xử lý giữa điều kiện sử dụng ánh sáng mặt trời tự nhiên và điều kiện chiếu đèn UV-A là 3,03, cao hơn so với tỷ lệ này tại các mẫu TiO2 (2,73) và TiO2-SiO2 (2,79). Nhƣ vậy, các mẫu vật liệu cĩ pha tạp nitơ vẫn thể hiện hiệu quả vƣợt trội khi sử dụng ánh sáng mặt trời tự nhiên.