NC quá trình Fenton sd xt quang hóa dị thể

LOGO Mục Đích T×m hiÓu s©u vÒ c«ng nghÖ xö lý n íc th¶i b»ng xóc t¸c quang ho¸ TiÕn hµnh tæng hîp xóc t¸c Fe-TiO2/Diatomite theo ph ¬ng ph¸p sol-gel øng dông xóc t¸c x lý ph m để ử ẩ vàn

trong môi trường nước

Cán bộ Hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Nội

LOGO Mục Đích

T×m hiÓu s©u vÒ c«ng nghÖ xö lý n íc th¶i b»ng xóc t¸c quang ho¸

TiÕn hµnh tæng hîp xóc t¸c Fe-TiO2/Diatomite theo ph ¬ng ph¸p sol-gel øng dông xóc t¸c x lý ph m để ử ẩ vàng phân tán E-3G trong môi trường nước b ị

ô nhiễm

LOGO Giới Thiệu Về Xúc Tác Quang Hóa

Xúc tác quang hóa là những xúc tác hoạt động

khi có ánh sáng (UV,VIS…) kích thích.

LOGO Cơ chế hoạt động của xúc tác quang hoá

e- e-

e-hv

V TiO

e-h+

Dải dẫn

Dải hoá trị

H2O2/ O3 + e-/h+ > *OH

*OH + R > H2O + CO2 +…

Có khả năng khoáng hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ độc hại

Không độc hại, không gây ô nhiễm thứ cấp

Khả năng ứng dụng thực tiễn cao

Add Your Title Text

LOGO Titan ®ioxit (TiO2)

Có 3 dạng Thù hình

LOGO Dạng Anatase có hoạt tính xúc tác quang hóa lớn nhất

LOGO Xúc tác Fe/TiO2

Quá trình xúc tác của TiO2 chỉ thực hiện được dưới tác động của tia UV do năng lượng vùng cấm Eg vào khoảng 3,2 eV

Bức xạ UV chỉ chiếm khoảng 4% ánh sáng mặt trời

Việc tạo ra bức xạ UV khá tốn kém, cần nhiều thiết bị chuyên dụng

CẦN

Đưa thêm Fe vào xúc tác TiO2 làm tăng khả năng hấp thụ ánh sáng ở bước sóng dài hơn, có thể tiến tới vùng khả kiến

LOGO Phổ DRS của TiO2 và Fe-TiO2

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

Absorbance of TiO2-Fe3+/Diatomite

400

M1-Wavelengt h (nm) Absorbance

LOGO Tổng hợp 10g vật liệuFe-TiO2 gắn trên diatomite

Hòa tan 30ml TIOT trong 500ml hỗn hợp HNO3 - ethanol (pH = 3) Tạo sol bằng cách thêm 0,247g Fe(NO3)3 khuấy 90 phút Sol được giữ ở nhiệt độ phòng và

khuấy đều trong 5 giờ

Hòa tan 30ml TIOT trong 500ml hỗn hợp HNO3 - ethanol (pH = 3) Tạo sol bằng cách thêm 0,247g Fe(NO3)3 khuấy 90 phút Sol được giữ ở nhiệt độ phòng và

khuấy đều trong 5 giờ

Huyền phù sét 2%: Lấy 10g diatomite

hòa vào 500ml nước cất, khuấy đều

trong 24 giờ Sau đó điều chỉnh pH

về khoảng 6,5

Huyền phù sét 2%: Lấy 10g diatomite

hòa vào 500ml nước cất, khuấy đều

trong 24 giờ Sau đó điều chỉnh pH

về khoảng 6,5

Chuẩn bị chất mang Diatomite

Chuẩn bị chất mang Diatomite

Dung dịch 1

Tạo sol Fe-TiO2

Dung dịch 2

LOGO Tổng Hợp Xúc Tác

Lấy dung dịch 2 đổ từ từ vào dung dịch 1

đồng thời khuấy trong 48h sau đó đem đi lọc và sấy ở khoảng 105 oC cho khô

và nung ở nhiệt độ 450 oC trong 1 giờ

LOGO K T Q A V TH O L Ế Ủ À Ả U N Ậ

Kết quả tổng hợp xúc tác:

Cấu trúc và tính chất xúc tác đ ợc xác định bằng các ph ơng pháp vật lý:

+ Phổ nhiễu xạ tia X + Phương phỏp kớnh hiển vi điện tử quột (SEM)

+ Phổ phản xạ khuyếch tỏn UV-Vis/DRS

LOGO Hình ảnh SEM

CÊu tróc bÒ mÆt cña xóc t¸c tæng hîp ® îc

LOGO Phổ Nhiễu Xạ Tia X

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Mau Vis-0,Fe

LOGO NHẬN XÉT

Tæng hîp thµnh c«ng xóc t¸c tæ hîp Fe-TiO2/diatomite víi TiO2 ë d¹ng anatase

v t ng kh n ng x à ă ả ă úc tác quang hóa của TiO2 ở vùng khả kiến

LOGO øng dông XỬ LÝ PHẨM VÀNG PHÂN TÁN E-3G TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Y ou

r T

ex t

Y ou

r T

ex t

Y ou

LOGO §èi t îng lµ n íc th¶i pha: n íc cÊt + phÈm v ng ph à ân tán E-3G

Công thức cấu tạo : Disperse Yellow 54,

3´hydroxyquinophthalone

LOGO Đ ờng chuẩn xỏc định nồng độ COD

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

0.35 f(x) = 0x + 0.01 R² = 1

Đường chuõ̉n COD

COD(mg/l) ABS

LOGO Xỏc định lượng xỳc tỏc tối ưu

Pha các dung dịch có cùng nồng độ phẩm v ng à phõn tỏn(500 ppm).

Lấy 30ml dd + 0,05mL H2O2 + m (g) vật liệu xỳc tỏc,đem khuấy trong 2h.Đo ABS của cỏc dd sau khi xử lý,lọc và đem phỏ mẫu

Nồng độ

Lượng Fe-TiO2/Diatomite (g) 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

CODmẫu bđ 761,67 761,67 761,67 761,67 761,67

CODsau 358,4 286,8 86,4 66,4 54,6

0100200300400500600700800

CODmẫu ban đầuCODmẫu sau xử lýCODmẫu sau xử lý

Như vậy với m=0,25g là lượng tối ưu cho quỏ trỡnh xử lý

LOGO Xác định pH thích hợp cho quá trình xử lý

00.050.10.150.20.250.3

Abs mẫu ban đầuAbs mẫu sau xử lýAbs mẫu sau xử lý

Lấy 30ml dd + 0,05mL H2O2 + 0,25 (g) vật liệu xỳc tỏc ở cỏc pH khỏc nhau,đem

khuấy trong 2h.Đo ABS của cỏc dd sau khi xử lý,lọc và đem phỏ mẫu

Như vậy,pH=2 là thớch hợp cho quỏ trỡnh xử lý

LOGO Khảo sát lượng H2O2 tối ưu trong quá trình xử lý

Lấy 30ml dd +0,25 (g) vật liệu +VmL H2O2 ở pH =2,đem

khuấy trong 2h.§o ABS của các dd sau khi xử lý,lọc và đem phá mẫu

0100200300400500600700800

CODmẫu bdCODmẫu sau xử lýCODmẫu sau xử lý

Như vậy với V=0,05ml là lượng H202 phù hợp cho quá trình xúc tác phân hủy

LOGO Đánh giá hoạt tính quang hóa.

Để làm rõ sản phẩm của phản ứng,chúng tôi tiến hành phân tích phổ UV-VIS của các mẫu phản ứng

Phổ UV-VIS của phẩm vàng phân tán ban đầu(0 min) và sau khi xử lý10min và 30min

LOGO Kết Luận

1. Xúc tác quang hoá Fe-TiO2/diatomite có khả năng hoạt động trong

vùng ánh sáng khả kiến đã được điều chế thành công trong

quy mô phòng thí nghiệm

2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của vật liệu

3 Sử dụng các phương pháp vật lí hiện đại như : nhiễu xạ tia X, kính hiển

vi điện tử quét SEM, phổ phản xạ khuyếch tán UV-Vis/DRS để

khảo sát đặc tính hóa lý của vật liệu.

4 Tiến hành khảo sát các điều kiện tối ưu trong quá trình

sử dụng xúc tác để xử lý vàng phân tán E-3G

5 Việc cấy thêm Fe vào TiO2 và đưa lên giá thể diatomite đã chuyển vùng hấp thụ quang từ vùng tử ngoại về vùng ánh sáng có bước sóng dài

hơn là vùng khả kiến.

Em xin chân thành cảm ơn

NTC_HUS_HAU