LUẬN văn CÔNG NGHỆ hóa NGHIÊN cứu KHẢ NĂNG PHÂN hủy CHẤT hữu cơ độc hại TRONG môi TRƯỜNG nước TRÊN xúc tác SBA 16

TEOS TetraethylOrthosilicate MCM-41 MCM-48 MCM-50 SBA-16 Santa Barbara Amorphous - 16... A.G.Liew Abdullah, MA, Mohd Salled, M.K.Siti Mazlina, M.J Megat Mohd Noor, M.R Osman, R.Wagiran,

- -

NGHIÊN

-16

MSSV: 2072127 -

– –

  

1

2 :

SBA - 16" 3

4

a

b





c

d

– –

  

1

2 :

- 16" 3

4





  

– –

– –

  

c

SBA-16

s

metylen

-16" M -

-

1

1.1 1

1.1.1 1

1.1.2 Khái quá 1

1.1.3 2

1.1.4 3

1.2 3

1.2.1 3

1.2.2 5

1.2.3 2 7

1.3 7

1.3.1 7

1.3.2 7

1.3.3 8

1.3.4 9

1.4 -16 12

1.4.1 – 16 12

1.4.2 -16 12

1.5 13

1.5.1 13

13

1.5.3 15

1.5.4 18

1.5.5 20

1.5.6 23

1.5.7 24

1.6 26

1.6.1 26

1.6.2 28

1.6.3 29

1.6.4 29

1.6.5  VIS 30

32

2.1 32

2.2 32

2.2.1 - 32

2.2.2 34

37

3.1 -16 37

3.1.1 2 37

3.1.2 -16 38

3.2 39

3.2.1 39

3.2.2 41

3.2.3 42

3.3 43

3.3.1 -16 43

3.3.2 -16 45

48

4.1 48 4.2 Ki 48

8

9

9

9

10

11

11

-16 12

-16 13

14

15

18

18

19

19

26

28

37

iO2 38

- 38

39

40

41

42

- 43

44

- 45 46

5

27

32

37

2 37

38

42

44

45

46

-16 47

2 33

– 34

35

36

- 49

- 50

-16 51

RHA Rice Husk Ash

BET Brunauer-Emmett-Teller

UV-VIS Ultraviolet – V

XRD X-ray diffra

SEM

I

S

VLMQ

MQTB

M41S -41, MCM-48,

TEOS TetraethylOrthosilicate MCM-41

MCM-48

MCM-50

SBA-16 Santa Barbara Amorphous - 16

1.1 [1], [2]

ỗ hu u s d ng c trong nhà máy t nhu m t l n và thay i theo t hàng khác nhau 1.1.1 [3]

ỉ

màu là nh ng nhóm ch a các n i ôi liên h p v i h i n  không c > < > = ,  N = N ,  NO2,

NH2,  COOH,  SO3H,  OH,

1.1.2 q s [2]

Thu nhu m t ng h p r t d ng v thành ph n hoá h c, màu s , ph m

vi s d g Có hai cách phân lo i thu nhu m p bi n nh t:

1 Phân lo i theo c u trúc hoá h g m có: thu nhu m azo, thu nhu m antraquinon, thu nhu m triarylmetan, thu nhu m phtaloxiamin

2 Phân lo i theo c tính áp d g m có: thu nhu m hoàn nguyên, thu nhu m l u hoá, thu nhu m t c ti p, thu nhu m phân tán, thu nhu m baz cation, thu nhu m axit, thu c nhu m ho t tính

● Thu nhu m azo: nhóm mang màu là nhóm azo ( N  N ) phân t

t nhu m có m nhóm azo (monoazo) hay nhi u nhóm azo (diazo, triazo, polyazo) ● –

SO3

%

●

% % lmetan (11%), arycydin (7%), %

●

Ar–SO3Na → Ar–SO3– + Na+

%

azo, % % %

1.1.3 [3, 4] Thu nhu m azo ch a nhóm azo (  N  N  ) trong phân t và các nhóm tr màu t theo c tính c a nhóm tr màu N u nhóm tr màu mang tính baz có các nhóm y electron m nh –NH2, –NR2… g i là thu nhu m azo-ba N u nhóm tr màu có tính axit do các nhóm th – OH, – COOH, –SO3H g i là t nhu m azo-axit ây là h thu nhu m quan tr ng nh t và có s l ng l n nh t chi m kho ng 60-70% s l ng các thu nhu m t ng h p Ph n l n thu c nhu c s g là t c nhu azo y là ph m nhu có màu s c t i sáng do s hi n di n c a m t ho c m t vài nhóm azo (N=N)

 th ng c s d g trong phòng thí nghi m, d t

may và các ngành công nghi p khác Metyl có th gây các b nh v m t, da, ng

hô h p, ng tiêu hóa

Công th c phân t : C15H15N3O2

Công th c u o:

 Metylen xanh

ỉ

1.1.4 [5, 6]

may

ẻ

… ỉ

ỷ

%

ỉ %

ra,

Â

ẻ

1.2

1.2.1 [7]

- -

2 kg/m3

%

2

2



ỉ không ỉ



 s

ỉ

 s

ỗ

 

2 4

(%) - xenlulo 43,30 Lignin 22,00 D-xylose 17,52 I-arabinose 6,53 Methylglucuronic axit 3,27 D-galactose 2,37 94,99 1.2.2 s [8]

1.2.2.1

ẻ

ỗ  

cao 4

4

ỉ ỗ

côn

2

SiO4

Si ch

2 ỗ

 C)

1.2.2.2

-41, MCM-48, SBA-15, SBA-16,

1.2.3 2 [8]

Silic trong axit silixic

Na2SiO3 + 2HCl 2NaCl + H2SiO3

H2SiO3

nH2SiO3 (SiO2)n + nH2O

Trong 2

2 2

1.3 q [9]

1.3.1 q

ỗ

ỗ

ỉ

ẻ sinh

1.3.2 V q

ỷ

n

- -16,

g 20100 Å 1000 m2/g)

< < < >



1.3.4.1 [11]

+

I-, S-I+

c (SI

1.3.4.2 [12]

Tro -

1.3.4.4 [14]

ỗ

t

1.3.4.5 [15]

– vô

I, SI, SXI(X MI (M

1.4 -16

1.4.1 – 16 [16]

- 1000 m2/g 80 Å

Å SBA-

-16

1.4.2 SBA-16 [16]

- -Gel

- TEOS (tetraethyl -orthosilicat) Sol-Gel

≡ Si – OR + H2O ↔ – OH + ROH

≡ Si – OH + HO  ≡ ↔ ≡ – O – ≡ 2O

≡ Si – OH + RO – ≡ ↔ ≡ – O - Si + ROH -16 Pluronic F127 (EO106PO70EO106)

2

phân

-Jones:



i i

1.5.2.2

= f 3

P K V

V m

1

.



V  1/ (1.3)

+ n < 5: n

P K

V  1/

+ n > 5: V C1 C2lnP (C1, C2 m)

1.5.2.4 Temkin

P K K

V  1log (1.4) (K1

1.5.2.5 BET (Brunauer – Emmett – Teller)

) 1

)(

1 (

.

x C x x

x C V

1 )

P C V

C C V P P V

P

m m

+ Cách 2: (hình 1.14)

Phâ

K A b

)(

 (1.7)



)(

 (1.8) [A(K)] = [A]

) 2 / 1 (

S T T R

H

.

S

e e b

T R

T R

q A

p

RT

V dP

dx gradC 

V

C C D dt









ỗ



1.5.7 q [17]

1.5.7.1

ỗ

1.5.7.2

1.5.7.3

sau:

1.5.7.4 q [24], [25]

1.6

1.6.1 q [20]

f

4000 cm-1

ỗ

1.6.2 [21]

Cân 0.1 g

1.6.3 q [21]

- ff

f-

sin

1.6.4 t (BET) [21]

1

1

P

P C V

C C V P

P

V

P

m m

Vm

– , 2

1.6.5 q  VIS [23]

1.6.5.1

-

I I I

C 

l 

1.6.5.2  Beer)

Lambert  Beer

C l I

I A

-VIS

Pipet 10 ml Buret 25 ml

2

20 g tro tr u Dung ch 1 250 ml NaOH 5M

Than t nhDung ch 2

2

ml H2 

40  AgNO3 

u nhi t 40°C trong 24h

Khu y nh trong 2h

S y 100°C, 24h

c k t a

Nung 550°C, 6hSBA - 16

2 –

2.2.2 s [8]

2.2.2.1

4 0.016 g/l

0.016 g/l   -

H2O2 (30%, d = 1

:

ỗ

nh 0.128 mg/l, 0.096 mg/l, 0.064 mg/l, 0.032 mg/l, 0.016 mg/l

100 ml metylen xanh 0.016 g/l

c

-

0.5 g/l

yên trong

10, 30, 60, 90 t

L y m u c

h p

c 2.2.2.1 trang 35

q

 q silic

(g)

(mg/l) %

0.1 0.1 10 2

3.1.2 q -16

- -

16.18  2

/g -

q

3.2 q

3.2.1 q

-

-

3.4

q

X y Int e 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 2θ

[22]

-

ỗ

Trong ỉ θ

(0 < 2 < 5)

ỗ

 = 0.5  2

 < 5

 = n ỉ

d 110 =10.71 nm

200

211

q

3.6

2 > 5 2

ỗ SBA-16 là SiO2

o 100)

3 2d100 a o 

a o 127.41 Å 3.2.2 q q

4000 cm-1

q

1053.95 cm-1 - 0.04 cm-1

cm-1 4

v

-

3.2.3 q



2

/g) SBA-16 902.252 -

-16

60

65

70

75

80

85

90

95

100

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Wavenumbers (c m-1)

q

-16 2

m2/g 2

3.3 q

3.3.1 q -16

Met

 = 589  =

-

 = 669nm 3.8 -

- 0.016 g/l,

ỉ

-16, nên

ỉ

1 3

2

q

o

/l)

0.016 0.108 0.032 0.114 0.064 0.123 0.096 0.135 0.128 0.144 NG CHUẨN A DUNG ỊCH METYLEN XANH y = 0.3224x + 0.1031 R2 = 0.9977 0.1 0.105 0.11 0.115 0.12 0.125 0.13 0.135 0.14 0.145 0.15 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 N (mg/l) h p .9 n dung

q

6 16 mg/l

(mg/l)

(%) 10 0.137 0.105 94.75 20 0.121 0.056 97.20 30 0.117 0.043 97.85 40 0.114 0.034 98.30 60 0.111 0.026 98.70 90 0.109 0.018 99.10 3.3.2 q SBA-16 H 10 -

 =

ỉ

-

s

1 3 2 4

5

q

5 0.110 15 0.118 25 0.124 50 0.138 100 0.170

NG CHUẨN A DUNG Ị Ỏ y = 0.0006x + 0.1078 R2 = 0.9987 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0 20 40 60 80 100 N (mg/l) h p 11

q

-

%

4 Ị

4.1

“

-16”, u: - -

-

-

-

ẻ

4.2

-

-

Xây

- 2+

, Mn2+,

u SBA-16

q

-

1 Tr n V n Nhân, T Nga, “Giáo trình công xử lí n ”, Nxb Khoa h và k thu t, Hà N i, (2005) 2 “ ử

”

3 ỗ

“ ”

4 A.G.Liew Abdullah, MA, Mohd Salled, M.K.Siti Mazlina, M.J Megat Mohd Noor, M.R Osman, R.Wagiran, and S.Sobri, “Azo dye removal by adsorption using waste biomass: Sugarcane bagasse”, international Journal of engineering and technogy, vol.2, No.1, pp 8-13, (2005) 5 “The removal of methyl red from aqueous solutions using banana Pseudostem Fibers” J

of applied sciences 6 (9): 1690-1700, ISSN 1546-9237 (2009) 6 “Removal of methyl red from aqueous solution by activated carbon prepared from the annona squmosa seed by adsorption” Chemical Engineering Research Bulletin 14, 11-18, (2010) 7 “

”

8 http://minhthao6888.files.wordpress.com/2010/01/khao-sat-su-anh-huongcua-nong-do-naoh-va-thoi-gian-den-qua-trinh-thu-hoi-sio-tu-vo-trau.pdf 9 Freddy Kleitz., Dianan., Gopinanthan M AnilKumar., In-Soo Park., Leonid A Solovyov., Alexandr N., shmakvo, and Ryong Ryoo (2003), “ F - Centered- F ”, J Phys Chem B, 107, 14296 – 14300 10 Jung J.S., Choi K H., Jung Y K., Lee S H., Golub V O., Malkinski L., Connor C.J (2004), “ z f γ - Fe 2 O 3 nanoparticles in SBA-15 host materials ” J f – 276

11 Hoàng Y n, ng Tuy t Ph ng, Nguy n Tu n Anh, V Anh Tu n,

Nguy n u Phú “V t li u mao qu n trung bình Fe-SBA-15: T ng h p và tính

ch t xúc tác”

o

12 Bagshaw, S A., Prouzet E., and Pinnavaia T J (1995), “Templating

of Mesoporous Molecular Sieves by Nonionic Polyethylene Oxide Surfactants, Science”, 269, 1242 – 1244

13 Hu X, Lam F L Y., Cheng L M., Chan K F., Zhao X S., Lu G Q

(2001), “Copper/MCM-41 as catalyst for photochemically enhanced oxidation of phenol by hydrogen peroxide”, Catalysis Today, 68, 129 – 133

14 Idris A Saed K (2002), “Degradation of phenol in wastewater using anolyte produced from electrochemical generation of brine solution”, Global Nest the Int J Vol 4 No 2 – 3pp 139 – 144

15 Choi J S., Yoon S S., Jang S H Ahn W S (2006), “Phenol hydroxylation using Fe-MCM-41 catalysts”, Catalysis today, 111, 280 – 287

16 Oliver Christian Gobin, “ -16 materials, Synthesis, Diffusion and ”, Laval University, Ste-Foy, Quebec, Canada, January 2006

17 “ q ”

18 “ ”

19 “ ”

20 “ -5”

21 “

-5”,

22 www.elsevier.com/locate/micromeso 23 “

”

24 S.Saiful azhar, A.Ghaniey Liew, D.Suhardy, K.Farizul Hafiz, M.D Irfan Hatim, “ f q

”, American Journal of applied sciences 2(11): 1499-1503, ISSN 1546-9239, (2005) 25 T.Santhi, Smanonmani, T.Ssmitha , “R f f q

f q ”,

Chemical Engineering Research Bulletin 14, 11-18, (2010)