 Khóa luận tốt nghiệp Sưu tầm: Thạc sĩ. Ngô thị thuỳ Dương http://ngothithuyduong.violet.vn MỞ ĐẦU Khoa học nano xuất cách vài thập kỉ có bước phát triển mạnh mẽ đạt nhiều thành tựu quan trọng. Đến khoa học nano mở rộng người ta tìm thấy nhiều vật liệu nano C, kim loại, oxit kim loại, chất bán dẫn,… Trong số TiO với tính chất ưu việt quang xúc tác, siêu thấm ướt đồng thời bền, không độc, trữ lượng cao, . nghiên cứu ứng dụng rộng rãi nhất. Những lĩnh vực ứng dụng TiO phải kể đến y học, lượng, đặc biệt lĩnh vực môi trường xử lý nước, làm không khí, gạch tự làm sạch, chống bám bẩn, . Việt Nam nằm vùng cận nhiệt đới xích đạo nên thời lượng chiếu sáng mặt trời hàng năm cao. Do tiềm ứng dụng vật liệu xúc tác quang TiO2 Việt Nam lớn. Mặt khác nguồn nguyên liệu TiO Việt Nam phong phú. Nhiều địa phương có trữ lượng TiO cao Núi Chúa Thái Nguyên (ở dạng quặng titan gốc) dạng quặng sa khoáng ven biển miền Trung, . việc khai thác sử dụng chưa hiệu quả. Trong tình trạng ô nhiễm môi trường trở thành vấn đề có tính chất toàn cầu mục tiêu thiên niên kỉ Liên hợp quốc. Đối với nước ta, việc xử lý nguồn nước bị ô nhiễm sinh hoạt sản xuất vấn đề nan giải đặt cho nhà khoa học môi trường. Do việc nghiên cứu ứng dụng vật liệu xúc tác quang TiO vào xử lý nước bị ô nhiễm vấn đề có ý nghĩa thực tiễn cao. Xuất phát từ lý định chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano TiO2 vào xử lý số hợp chất hữu nước”, với mục tiêu nghiên cứu sau: ♦ Điều chế nghiên cứu tính chất vật liệu xúc tác quang TiO 2.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29  Khóa luận tốt nghiệp ♦ Pha tạp khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu theo thời gian, hàm lượng xúc tác, loại ánh sáng kích thích, nghiên cứu động học dung dịch metyl da cam. ♦ Ứng dụng vào xử lý số loại nước thải công nghiệp tạo xi măng chống rêu mốc.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29  Khóa luận tốt nghiệp Chương 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu vật liệu nano TiO2 1.1.1. Cấu trúc Titandioxit (TiO2) chất bán dẫn, cấu trúc tinh thể gồm dạng: anatase, rutile brookite. Cấu trúc tinh thể anatase rutile dẫn Hình 1. 1.1.1.1. Rutile Rutile trạng thái tinh thể bền TiO 2. Rutile dạng Bravais tứ phương với hình bát diện tiếp xúc đỉnh. Rutile pha có độ xếp chặt cao so với hai pha lại. 1.1.1.2. Anatase Dạng có hoạt tính quang hóa mạnh pha. Anatase dạng Bravais tứ phương với hình bát diện tiếp xúc cạnh với trục c tinh thể bị kéo dài. Anatase thường có màu nâu sẫm, có màu vàng xanh, có độ sáng bóng tinh thể kim loại. Tuy nhiên lại dễ rỗ bề mặt, vết xước có màu trắng. 1.1.1.3. Brookite Có hoạt tính quang hóa yếu, thường gặp nên đề cập nghiên cứu ứng dụng. Hình mô tả cấu trúc tinh thể anatase rutile. Hình 1. Cấu trúc tinh thể anatase rutile  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29  Khóa luận tốt nghiệp Cả hai dạng anatase rutile tạo nên từ đa diện phối trí TiO (bát diện). Các bát diện xếp khác không gian. Đối với rutile nguyên tử O bao xung quanh nguyên tử Ti tạo thành tam giác đều. Các bát diện TiO có cạnh chung dọc theo trục [001] đỉnh chung với bát diện nằm kề. Khoảng cách Ti-O 1,959 nm; Ti-Ti · 2,96 nm 3,57 nm. Góc TiOTi 1200. Anatase có cấu trúc tứ phương dãn dài với bát diện bị biến dạng mạnh độ dài liên kết Ti-O lại phía, trung bình 1,917 Å. Sự khác cấu trúc tinh thể ảnh hưởng đến mật độ khối cấu trúc điện tử dạng tinh thể kéo theo khác tính chất vật lý tính chất hoá học. Bảng nêu số tính chất vật lý TiO2 dạng anatase rutile. Bảng 1. Một số tính chất vật lý TiO2 dạng anatase rutile Tính chất Hệ tinh thể Nhóm không gian Anatase Tetragonal I41/amd Thông số mạng a 3,78 A o 4,58 A Thông số mạng c 9,49 A o 2,95 A Khối lượng riêng Độ khúc xạ Độ cứng (thang Mox) Hằng số điện môi Nhiệt độ nóng chảy 3,895 g/cm3 2,52 5,5-6,0 31 Nhiệt độ cao chuyển sang dạng rutile Rutile Tetragonal P42/mnm o o 4,25 g/cm3 2,71 6,0-7,0 114 18580C 1.1.2. Tổng hợp 1.1.2.1. Phương pháp cổ điển [2] Người ta điều chế TiO2 tinh khiết cách kết tủa axit titanic cho NH 4OH tác dụng lên dung dịch TiCl4 (hoặc Ti(SO4)2), rửa kết tủa sấy khô nung. TiCl4 + NH4OH = Ti(OH)4 + 4NH4Cl (1.1) Ti(OH)4 = TiO2 + 2H2O (1.2) 1.1.2.2. Phương pháp tổng hợp lửa [3] TiO2 sản xuất với trình oxy hoá TiCl xảy lò sol khí lửa. Các hạt TiO hầu hết kết tinh dạng anatase rutile. Phản ứng  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29  Khóa luận tốt nghiệp thường thực nhiệt độ cao 1000 0C để thu sản phẩm có chất lượng cao. TiCl4 + O2  TiO2 + 2Cl2  (1.3) TiO2 P25 (Degussa) sản phẩm thương mại điều chế phương pháp nhiệt phân TiCl4 lửa có nhiệt độ cao 1200C với có mặt hiđro oxy. TiO2 sau xử lý dòng để loại bỏ HCl. 1.1.2.3. Phân huỷ quặng illmenit [4,5,6] Đây phương pháp sử dụng để sản xuất TiO2. Quá trình điều chế gồm giai đoạn: ♦ Phân huỷ quặng illmenite H2SO4 TiO2 + 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O (1.4) FeO + H2SO4 = FeSO4 + H2O (1.5) Fe2O3+ 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O (1.6) ♦ Thuỷ phân dung dịch muối titan mTi(SO4)2 + 3(m-1)H2O = [TiO(OH)2]m-1Ti(SO4)2 + 2(m-1)H2SO4 (1.7) mTiO(SO4) + 2(m-1)H2O = [TiO(OH)2]m-1TiO(SO4) +(m-1)H2SO4 (1.8) ♦ Nung sản phẩm thuỷ phân [TiO(OH)2]m-1Ti(SO4)2 = mTiO2 + 2SO3 + (m-1)H2O (1.9) 1.1.2.4. Phương pháp ngưng tụ hoá học [7] Đây phương pháp điều chế bột TiO2 có kích thước nanomet nhiệt độ thấp 6000C. TiCl4 làm bay nhiệt độ khác để thu áp suất khác nhau, sau chuyển vào lò phản ứng. Hơi nước đưa vào lò. Hơi TiCl4 nước trộn với cách nhanh chóng quanh miệng lò tạo thành sol khí TiO2 áp suất không khí. Ở lỗ thoát miệng lò, sản phẩm tổng hợp lại màng lọc sợi thuỷ tinh thành bột khô. 1.1.2.5. Sản xuất TiO2 phương pháp plasma [8,9] Được tiến hành bình kín hút chân không cho chất khí (thường khí trơ) thổi qua với áp suất thấp để phóng hồ quang. Trong bình có điện cực nối với điện khoảng vài chục vôn. Khi mồi cho phóng điện xuất hồ quang điện cực. Khí điện cực có  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29  Khóa luận tốt nghiệp nhiệt độ cao. Thực chất trình này, nguyên tử bị điện tử trở thành ion điện tử tự do, plasma. Nguyên tử anôt bị điện tử bắn phá làm cho bốc bay lên, trở thành ion dương hướng phía catôt. Nhờ catôt phủ lớp vật chất bay sang từ anôt có số hạt bị rơi xuống đường chuyển động. Khi chọn chế độ phóng điện hồ quang thích hợp có hạt dạng nano rơi xuống tập trung catôt. 1.1.2.6. Phương pháp vi nhũ tương [9] Đây phương pháp triển vọng để điều chế hạt có kích thước nano. Hệ vi nhũ tương gồm có pha dầu, pha chất có hoạt tính bề mặt pha nước. Hệ hệ phân tán bền, đẳng hướng pha nước pha dầu. Đường kính giọt khoảng 5-20 nm. Các phản ứng hoá học xảy giọt chất nhũ tương tiếp xúc hình thành nên hạt có kích thước nanomet. 1.1.2.7. Phương pháp sol-gel Sol-gel trình chế tạo vật liệu oxit kim loại từ dung dịch, thông qua phản ứng thuỷ phân-ngưng tụ muối vô kim loại tiền chất alkoxide kim loại. Quá trình sol-gel gồm giai đoạn sau: ♦ Giai đoạn 1: Tạo hệ sol. ♦ Giai đoạn 2: Gel hoá. ♦ Giai đoạn 3: Định hình. ♦ Giai đoạn 4: Sấy. ♦ Giai đoạn 5: Kết khối. 1.1.2.8. Phương pháp thuỷ nhiệt [19] Thuỷ nhiệt tiến hành phản ứng hoá học với có mặt dung môi (có thể nước) hệ kín điều kiện nhiệt độ phòng áp suất lớn atm. Phương pháp thuỷ nhiệt ứng dụng để: ♦ Tổng hợp vật liệu phức tạp. ♦ Chế tạo vật liệu có cấu trúc nano.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29  Khóa luận tốt nghiệp ♦ Tách kim loại khỏi quặng. Gần đây, phương pháp thuỷ nhiệt nâng cao cách kết hợp với phương pháp vi sóng phương pháp siêu âm, trộn học, phản ứng điện cơ. Bằng phương pháp này, ta thu tinh thể nano, dây nano, nano, ống than nano. ♦ Zang cộng thu nano TiO thuỷ nhiệt dung dịch loãng TiCl4 môi trường axit muối vô 60-1500C 12 giờ. ♦ Kasuga cộng lại thu ống nano TiO anatase thuỷ nhiệt bột TiO2 dung dịch NaOH 2,5-10M nhiệt độ 20-1100C 20 giờ. ♦ Các tác giả công bố tổng hợp thành công dây nano TiO anatase thuỷ nhiệt bột TiO2 môi trường NaOH 10-15M 150-2000C 24-72 giờ. 1.1.2.9. Phương pháp siêu âm Siêu âm lĩnh vực nghiên cứu quan trọng phát triển gần đây, sử dụng tác động đặc biệt siêu âm công suất cao vào việc điều khiển phản ứng hoá học. Siêu âm công suất cao có tác dụng mạnh đến phản ứng hoá học thông qua hiệu ứng sinh lỗ hổng. Trong môi trường đàn hồi nước, biên độ sóng âm tăng lên chất lỏng bị loãng gây tạo bọt khí. Các bọt khí dao động, giằng xé dội dẫn đến nổ tung gây nên sóng xung kích phát từ nơi bọt vỡ. Khi xảy nổ tung bọt khí nhiệt độ đạt đến 5000K áp suất đạt tới 1000 atm. Nhiệt độ cao làm phản ứng dễ dàng xảy làm tăng số lượng phân tử va chạm, tăng độ linh động phân tử dẫn đến tăng tốc độ phản ứng. Áp suất chất lỏng cao lượng cần thiết để tạo bọt khí cao đồng thời lượng sóng xung kích tạo bọt khí bị xé tung lớn. 1.1.2.10. Phương pháp vi sóng Vi sóng kỉ thuật cấp nhiệt việc tạo dao động phân tử tốc độ cao, khả cấp nhiệt nhanh đồng nhất, giống trình thuỷ nhiệt  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29  Khóa luận tốt nghiệp nhiệt độ cao. Đây kết hợp trình nung nóng thông thường theo chuyển đổi lượng sóng siêu âm thành nhiệt cọ xát phân tử. Ưu điểm việc đưa vi sóng vào hệ phản ứng tạo động học cho tổng hợp cực nhanh. Phương pháp đơn giản dễ lặp lại. Phương pháp vi sóng áp dụng thành công tổng hợp hữu cơ, tinh chế tinh dầu, hoà tan tinh chế quặng, điều chế loại gốm đặc biệt, . Đối với trình tổng hợp vật liệu kích thước nano phương pháp đến quan tâm nghiên cứu. 1.1.3. Biến tính vật liệu TiO2 1.1.3.1. Pha tạp với chất kim loại phi kim: ♦ Một số kim loại Ag, Pt, Li, Zn, Cd, Mn, Ce, Cr, Fe, Al, Ln, Sn,… kết hợp với TiO2 tạo điểm giữ electron quang sinh, nhờ hạn chế trình tái kết hợp đồng nghĩa với nâng cao hoạt tính quang xúc tác TiO2. Nhưng người ta lo ngại việc xảy phản ứng ion bề mặt với H2O2 vị trí ấy, điều gây nên tượng phân rã phần ion dương trường hợp dung môi lỏng. Ngược lại ion liên kết chặt chẽ bên tinh thể nung không khí cho hoạt tính vùng ánh sáng khả kiến. Nồng độ ion dương tăng lên khoảng 50200 nm từ bề mặt tính vào. Vì lớp nguyên tử sâu bên tạo cặp điện tử-lỗ trống kích thích ánh sáng khả kiến. Nguyên nhân có chuyển dịch điện tử từ bên tới bề mặt ngoài. Và tinh thể TiO2 pha tạp bao quanh tinh thể TiO không pha tạp có tượng quang xúc tác với ánh sáng khả kiến mà không cần phải lo ngại việc xảy phản ứng ion dương bề mặt với H2O2 vị trí ấy. ♦ Khi pha tạp N nguyên tố phi kim như: S, C, P, F,… người ta nhận thấy có chuyển dịch bước sóng hấp thụ vùng ánh sáng khả kiến, đồng thời có thay đổi cấu trúc tinh thể.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29  Khóa luận tốt nghiệp Các nghiên cứu gần ion nitơ thay khoảng 2,25% ion âm tinh thể TiO bước sóng kích thích dịch chuyển khoảng 400-500 nm. Khi pha tạp nitơ có hình thành liên kết Ti-O-N Ti-N. Nguyên nhân có lai hoá obital O N. Vận tốc phân huỷ hợp chất hữu tăng gấp lần mẫu TiO pha tạp nitơ kích thích bước sóng 436 nm. ♦ Kết hợp TiO2 với chất hấp thụ khác: Để nâng cao hiêu xúc tác người ta kết hợp TiO2 với vật liệu SiO polymer, . Vật liệu dùng để kết hợp phải thoả mãn điều kiện: o Không giải phóng thành phần TiO trình xúc tác. o Không bị giảm hoạt tính trình xúc tác. o Nếu giá điều kiện sử dụng cho phép, polymer phải phủ lớp chất Si Al, chất trơ với phản ứng quang xúc tác. Ngoài điều kiện trên, việc chọn vật liệu phụ thuộc điều kiện sử dụng, đặc tính học, giá cả, . Thuỷ tinh, silic nóng chảy, gốm, gạch men, bê tông, kim loại, loại polymer, giấy loại vải, . dùng làm vật liệu nền. 1.2. Ứng dụng quang xúc tác vật liệu TiO2 1.2.1. Tính chất quang xúc tác TiO2 * Các chất bán dẫn có Eg < 3,5 eV làm quang xúc tác. Vì đươc kích thích photon ánh sáng electron vùng hoá trị chất bán dẫn bị kích thích nhảy lên vùng dẫn với điều kiện lượng photon phải lớn lượng vùng cấm Eg. Kết vùng dẫn có electron mang điện tích âm trình xạ photon tạo ra, gọi electron quang sinh vùng hoá trị có lỗ trống mang điện tích dương h +, gọi lỗ trống quang sinh (Hình 2). Electron quang sinh lỗ trống quang sinh nguyên nhân dẫn đến trình hoá học xảy ra, bao gồm trình oxy hoá lỗ trống quang sinh trình khử electron quang  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29  Khóa luận tốt nghiệp sinh. Khả khử khả oxy hoá electron quang sinh lỗ trống quang sinh cao so với tác nhân oxy hoá khử biết hoá học. Các electron quang sinh có khả khử từ +0,5 đến -1,5 V, lỗ trống quang sinh có khả oxy hoá từ +1,0 đến +3,5 V [12]. Hình 2. Cơ chế trình xúc tác quang vật liệu bán dẫn Các electron quang sinh lỗ trống quang sinh di chuyển bề mặt hạt xúc tác tác dụng trực tiếp hay gián tiếp với chất hấp phụ bề mặt. Nếu chất hấp phụ bề mặt chất cho electron lỗ trống quang sinh tác dụng trực tiếp gián tiếp để tạo ion dương. Tương tự chất hấp phụ bề mặt chất nhận electron electron quang sinh tác dụng trực tiếp gián tiếp tạo ion âm. Mặt khác để phản ứng oxy hoá xảy trực tiếp bề mặt bán dẫn, biên lượng vùng hoá trị VB xúc tác bán dẫn phải oxy hoá cao oxy hoá chất phản ứng điều kiện khảo sát [12]. Một số chất bán dẫn oxit kim loại đơn giản sunfua kim loại có vùng cấm Eg nằm mức 3,5 eV TiO (Eg = 3,2 eV), WO (Eg = 2,8 eV), SrTiO (Eg = 3,2 eV), ZnO (Eg = 3,2 eV), ZnS (Eg = 3,6 eV), CdS (Eg =2,5 eV) có  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 10  Khóa luận tốt nghiệp 0.7 0.6 mat quang 0.5 0.4 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 0.3 0.2 0.1 mau ban dau 0,5 mg mg mg 10 mg 20 mg 30 mg 0.0 400 500 buoc song (nm) Hình 24. Phổ UV-Vis dung dịch metyl da cam theo hàm lượng xúc tác TN13 ánh sáng đèn huỳnh quang Hình 25. Độ chuyển hóa metyl da cam theo hàm lượng xúc tác TN1-3 ánh sáng đèn halogen Bảng 13. Độ chuyển hóa metyl da cam theo hàm lượng xúc tác TN1-3 ánh sáng đèn halogen Hàm lượng xúc tác (mg) 0,5 Độ chuyển hóa (%) 10,77 20,94 15,48 10 11,53 20 8,49 30 0,6 Các đồ thị bảng số liệu cho thấy hàm lượng xúc tác nhỏ, độ chuyển hóa tăng nhanh theo chiều tăng hàm lượng xúc tác. Cụ thể với lượng xúc tác 0,5  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 45  Khóa luận tốt nghiệp mg độ chuyển hóa đạt 10,77%, tăng xúc tác lên mg độ chuyển hóa tăng nhanh lên 20,94%. Khi hàm lượng xúc tác đạt đến giá trị tới hạn việc tăng hàm lượng xúc tác mg, 10 mg, 20 mg, 30 mg làm giảm độ chuyển hóa xuống 15,48%, 11,53%, 8,49%, 0,6%. Nguyên nhân tượng giải thích tái kết hợp lỗ trống quang sinh với electron quang sinh tượng chắn quang lẫn hạt xúc tác. Việc giá trị tới hạn hàm lượng xúc tác TN1-3 khoảng mg/l sử dụng cho 20 ml dung dịch metyl da cam mg/l ánh sáng halogen huỳnh quang hứa hẹn việc tiết kiệm hóa chất ứng dụng vào thực tiễn. 3.2.3.3. Ánh sáng mặt trời Cố định thời gian chiếu sáng 60 phút, sử dụng 20 ml dung dịch metyl da cam mg/l. Tiến hành khảo sát hàm lượng xúc tác là: 0,5 mg, mg, mg, 10 mg, 20 mg, 30 mg. Các kết thực nghiệm trình bày hình 26, 27 bảng 14. 0.7 0.6 mat quang 0.5 0.4 1: mau ban dau 2: 0,5 mg 3: mg 4: mg 5: 10 mg 6: 20 mg 7: 60 mg 0.3 0.2 0.1 0.0 400 500 buoc song (nm) Hình 26. Phổ UV-Vis dung dịch metyl da cam theo hàm lượng xúc tác TN1-3 ánh sáng mặt trời  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 46  Khóa luận tốt nghiệp Hình 27. Độ chuyển hóa metyl da cam theo hàm lượng xúc tác TN1-3 ánh sáng đèn halogen Bảng 14. Độ chuyển hóa metyl da cam theo hàm lượng xúc tác TN1-3 ánh sáng mặt trời Hàm lượng xúc tác (mg) 0,5 10 20 60 Độ chuyển hóa (%) 9,41 19,73 21,55 23,67 24,58 29,89 Các kết thực nghiệm cho thấy nguồn sáng ánh sáng mặt trời, tăng hàm lượng xúc tác độ chuyển hóa tăng, sử dụng hàm lượng xúc tác lớn 60 mg để xử lý 20 ml dung dịch metyl da cam mg/l. Nguyên nhân nguồn ánh sáng mặt trời sử dụng khoảng từ 10 sáng trở có cường độ mạnh, thành phần có tia tử ngoại (khoảng 5-10%) nên tượng chắn quang kết hợp electron quang sinh với lỗ trống quang sinh ý nghĩa. Khi hàm lượng xúc tác tăng cao độ chuyển hóa tăng chậm dần hàm lượng xúc tác cao 60 mg hiệu ứng chắn quang hiệu ứng kết hợp electron quang sinh, lỗ trống quang sinh bắt đầu phát huy phần tác dụng. Mặc dù hàm lượng xúc tác nhiều độ chuyển hóa cao thực tế lựa chọn hàm lượng xúc tác phù hợp kết hợp biện pháp khác cho tính toán kinh tế mang lại hiệu cao nhất. 3.2.4. Ảnh hưởng loại kích thích Cố định thời gian chiếu sáng 60 phút, sử dụng 20 ml dung dịch metyl da cam mg/l, 10 mg xúc tác. So sánh độ chuyển hóa loại ánh sáng khác nhau: ánh sáng đèn halogen, ánh sáng đèn huỳnh quang, ánh sáng mặt trời. Các kết thực nghiệm trình bày hình 28, 29 bảng 15.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 47  Khóa luận tốt nghiệp mau ban dau 0.7 den halogen 0.6 den huynh quang mat quang 0.5 0.4 0.3 anh sang mat troi 0.2 0.1 0.0 400 450 500 550 600 buoc song (nm) Hình 28. Phổ UV-Vis dung dịch metyl da cam theo hàm lượng xúc tác TN1-3 loại nguồn sáng kích thích khác Trên phổ UV-Vis nhận thấy thời gian chiếu sáng 60 phút, hàm lượng xúc tác 10 mg, 20 ml dung dịch metyl da cam mg/l thì: ♦ Khi xử lý đèn halogen cường độ peak từ 0,659 xuống 0,618. ♦ Khi xử lý đèn huỳnh quang cường độ peak giảm từ 0,659 xuống 0,583. ♦ Khi xử lý ánh sáng mặt trời cường độ peak giảm mạnh từ 0,659 xuống 0,179.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 48  Khóa luận tốt nghiệp :Ánh sáng mặt trời ♦ :Đèn huỳnh quang  :Đèn halogen Hình 29. Độ chuyển hóa dung dịch metyl da cam theo thời gian xúc tác TN1-3 loại nguồn sáng kích thích khác Bảng 15. Độ chuyển hóa dung dịch metyl da cam theo thời gian xúc tác TN1-3 loại nguồn sáng kích thích khác Thời gian (phút) Huỳnh quang Halogen Ánh sáng mặt trời 0 0 10 20 15,78 25,19 30 11,53 16,24 54,78 60 13,81 23,06 72,84 90 19,42 25,04 100 120 20,94 27,16 100 Đèn halogen có khả xử lý thấp sau 30, 60, 90 120 phút độ chuyển hóa 11,53%, 13,81%, 19,42%, 20,94%. Còn đèn huỳnh quang sau thời gian 16,24%, 24,06%, 25,04%, 27,16%. Đối với ánh sáng mặt trời độ chuyển hóa đạt 15,78% sau 10 phút tăng  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 49  Khóa luận tốt nghiệp dần lên 25,19%, 54,78%, 72,84% sau 20, 30, 60 phút; từ 90 phút trở độ chuyển hóa đạt 100%. Số liệu bảng cho thấy hiệu xử lý ánh sáng mặt trời cao gấp từ 3,16-3,37 lần so với ánh sáng đèn huỳnh quang gấp từ 4,75-5,27 lần so với đèn halogen. Nguyên nhân theo cường độ mạnh ánh sáng mặt trời thời điểm khảo sát có mặt tia tử ngoại ánh sáng mặt trời (5%-10%) làm tăng hiệu quang xúc tác. Sở dĩ đèn huỳnh quang có khả xử lý tốt halogen đèn huỳnh quang gồm tia đỏ, xanh lục, xanh dương nên vùng bước sóng trải dài từ 400-800 nm đèn halogen ánh sáng đơn sắc vàng. Do đèn huỳnh quang bước sóng ánh sáng kích thích bao trùm khoảng vùng có bước sóng kích thích TN1-3 (khoảng 550 nm). 3.3. Thử nghiệm ứng dụng TN1-3 xử lý nước thải chống rêu mốc Nano TiO2 có nhiều ứng dụng xử lý nước thải, khử mùi làm không khí, chống rêu mốc, tiêu diệt tế bào ung thư, chế tạo pin mặt trời,… Chúng thử nghiệm ứng dụng hoạt tính quang xúc tác vật liệu lĩnh vực: xử lý nước thải chống rêu mốc. Những thí nghiệm tiến hành xử lý khay xi măng phân tán TN1-3 bề mặt với mật độ 0,5261 mg/cm 2. 3.3.1. Xử lý nước thải Để đánh giá chất lượng nước thải người ta dựa nhiều thông số quan trọng COD, BOD, tiêu E.Coli ,… Trong thông số quan trọng thường dùng COD. Chúng tiến hành xử lý sơ số loại nước thải: ♦ Nước thải nhà máy bia Sài Gòn-Miền Trung, phường Trần Quang Diệu, thành phố Quy Nhơn. ♦ Lò giết mổ gia súc ông Đặng Văn Chú tổ 2, khu vực 4, phường Đống Đa, thành phố Quy Nhơn. Xác định COD trước sau xử lý để đánh giá hiệu xử lý. * Xây dựng đường chuẩn: Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn có nồng độ 20-1000 mg O2 /l. Bảng 16. Dãy dung dịch chuẩn xác định COD STT Lượng dung dịch  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 Lượng nước cất Nồng độ O2 50  Khóa luận tốt nghiệp chuẩn (ml) (ml) (mg/l) 95 50 10 90 100 15 85 150 30 70 300 40 60 400 95 950 Tiến hành xác định COD dung dịch chuẩn tương tự trên. Đem đo mật độ quang để xây dựng đường chuẩn. Bảng 17. Kết xây dựng đường chuẩn COD Nồng độ O2 (mg/l) Mật độ quang (ABS) 50 0,035 100 0,046 150 0,064 300 0,213 400 0,229 950 0,508 Từ giá trị xác định trên, xây dựng đồ thị phương trình biểu diễn phụ thuộc nồng độ COD mật độ quang. Hình 30. Đường chuẩn COD Nhận xét: Trong khoảng nồng độ COD từ 50-1000 mg/l phép đo mật độ quang tuân theo định luật Lambert-Beer. Vì mẫu đo thực tế sau này, phải điều chỉnh giá trị COD nằm khoảng nồng độ trên. • Nước thải lò giết mổ gia súc: sau lấy để lắng cặn, pha loãng 100 lần, xác định COD ban đầu (bảng 18). Bảng 18. COD nước thải lò giết mổ gia súc Mẫu ban đầu Lò giết mổ gia súc Mật độ quang (ABS) 0,256  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 COD (mg/l) 460 51  Khóa luận tốt nghiệp Kết xác định COD ban đầu cho thấy mẫu nước thải lò giết mổ thuộc loại ô nhiễm, thải trực tiếp môi trường được. Sau xử lý kết thực nghiệm thu bảng 19 hình 31. Bảng 19. Kết COD nước thải lò giết mổ gia súc qua thời gian xử lý Thời gian (phút) 60 120 180 Mật độ quang (ABS) 0,183 0,147 0,154 COD (mg/l) 320 258 266 Hình 31. Đồ thị phụ thuộc giá trị COD nước thải lò giết mổ gia súc theo thời gian xử lý Các kết thu từ đồ thị bảng số liệu cho thấy giá trị COD mẫu nước thải giảm dần theo thời gian. Lúc đầu giá trị COD giảm nhanh sau chậm dần. Nguyên nhân theo dự đoán giai đoạn đầu hợp chất hữu dễ phân huỷ nước thải bị xử lý trước, sau nước thải lại hợp chất hữu khó phân huỷ làm hiệu xử lý chậm dần. Có thể thấy sau qua xử lý ánh sáng mặt trời giá trị COD giảm từ 460 xuống 320 mg/l tức xử lý nước thải ô nhiễm từ lò giết mổ nước thải loại C (theo tiêu chuẩn nước thải công nghiệp-TCVN 5945:2005).  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 52  Khóa luận tốt nghiệp • Nước thải nhà máy bia: Lấy trực tiếp nước thải chưa qua xử lý, để lắng cặn giờ, lọc để loại bỏ tạp chất lơ lửng, pha loãng lần. Xác định COD mẫu ban đầu (bảng 20). Bảng 20. COD nước thải nhà máy bia Mẫu ban đầu Nước thải nhà máy bia Mật độ quang (ABS) 0,116 COD (mg/l) 201 Kết xác định COD ban đầu cho thấy mẫu nước thải thuộc loại nước thải loại C. Do mục đích xử lý mẫu nước thải tiêu chuẩn cao hơn. Mẫu ban đầu sau đưa vào xử lý, đặt ánh sáng mặt trời khoảng từ 10 trở đi. Sau 60 phút lấy 2,5 ml mẫu vào xác định COD. Kết thực nghiệm thu bảng 21 hình 32. Bảng 21. Kết COD nước thải nhà máy bia qua thời gian xử lý Thời gian (phút) 60 120 180 240 Mật độ quang (ABS) 0,107 0,090 0,076 0,055 COD (mg/l) 175 153 118 80 Hình 32 Đồ thị phụ thuộc giá trị COD nước thải nhà máy bia theo thời gian xử lý  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 53  Khóa luận tốt nghiệp Kết cho thấy, sau xử lý ánh sáng mặt trời giảm lượng COD từ 201 xuống 80, tức xử lý nước thải nhà máy bia từ tiêu chuẩn nước thải loại C sang loại B (theo tiêu chuẩn nước thải công nghiệp-TCVN 5945:2005). 2.3.2. Chống rêu mốc Để khảo sát khả diệt khuẩn, chống mọc rêu TN1-3, chuẩn bị khay xi măng: ♦ Một khay xi măng thường. ♦ Một khay xi măng phân tán TN1-3 bề mặt với mật độ 0,5261 g/cm2. Đặt khay điều kiện ẩm ướt, có ánh sáng mặt trời theo dõi mọc rêu. Qua thời gian kết thu sau: Hình 33 Khay xi măng thường (có mọc rêu) xi măng phủ TN1-3 (không mọc rêu) Trong điều kiện thí nghiệm, khay xi măng thường có rong, rêu mọc xanh khay xi măng phủ TN1-3 tượng gì. Kết  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 54  Khóa luận tốt nghiệp chứng tỏ xi măng phủ TN1-3 có khả sát khuẩn, chống rêu mốc. Đây kết thú vị, sở hy vọng mở rộng ứng dụng TN13 chế tạo xi măng chống đóng rêu sử dụng cho khu vực ẩm ướt thường xuyên tiếp xúc với nước.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 55  Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I. KẾT LUẬN Trên sở kết nghiên cứu luận văn, đưa số kết luận sau: 1. Đã tổng hợp pha tạp thành công N vào vật liệu nano TiO 2. Sau pha tạp N làm dịch chuyển phổ hấp thụ ánh sáng vật liệu sang vùng ánh sáng khả kiến kết nghiên cứu cho thấy vật liệu thu có hoạt tính quang xúc tác tốt ánh sáng mặt trời. 2. Đã khảo sát hoạt tính quang xúc tác TN1-3 theo thời gian nguồn sáng kích thích: đèn halogen, đèn huỳnh quang ánh sáng mặt trời phản ứng phân hủy metyl da cam. Kết cho thấy thời gian xử lý dài hiệu xử lý cao. Riêng ánh sáng mặt trời, sau 90 phút metyl da cam bị xử lý hoàn toàn. 3. Nghiên cứu động học cho thấy trình phân hủy metyl da cam TN1-3 tuân theo phương trình động học bậc Langmuir-Hinshelwood. 4. Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng TN1-3 lên khả phân hủy metyl da cam loại nguồn sáng kích thích. Kết thu được: ♦ Đối với ánh sáng đèn halogen, đèn huỳnh quang: Khả xử lý cao hàm lượng xúc tác TN1-3 mg xử lý 20 ml dung dịch metyl da cam mg/l. ♦ Đối với ánh sáng mặt trời: Độ chuyển hóa tăng hàm lượng xúc tác tăng. 5. Khảo sát ảnh hưởng loại nguồn sáng kích thích lên hoạt tính quang xúc tác vật liệu. Kết thu cho thấy ánh sáng mặt trời có khả xử lý dung dịch metyl da cam tốt nhất. Trong nguồn sáng nhân tạo đèn halogen đèn huỳnh quang khả quang xúc tác vật liệu đèn huỳnh quang tốt hơn. 6. Ứng dụng khả quang xúc tác TN1-3 vào xử lý số mẫu nước thải nhà máy bia lò giết mổ gia súc. Xúc tác TN1-3 xử lý chuyển nước thải lò mổ gia súc tiêu chuẩn nước thải loại C, nước thải nhà máy bia từ loại C tiêu chuẩn nước thải loại B.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 56  Khóa luận tốt nghiệp 7. Đã ứng dụng TN1-3 vào diệt khuẩn, chống mọc rêu kết cho thấy khay xi măng phủ TN1-3 có khả sát khuẩn, chống rêu mốc tốt điều kiện ẩm ướt, có bào tử rêu mốc. II. KIẾN NGHỊ Để tiếp tục phát triển kết nghiên cứu đạt luận văn này, đề xuất hướng nghiên cứu sau: 1. Khảo sát hoạt tính quang xúc tác TN1-3 bước sóng ánh sáng kích thích cụ thể để tìm bước sóng tối ưu. 2. Nghiên cứu phương pháp để phủ lớp TN1-3 lên vật mang khảo sát vật mang khác (tấm kính, gạch men,…) để ứng dụng công trình xử lý khác nhau. 3. Nghiên cứu sâu mở rộng mô hình xử lý nước thải để áp dụng vào thực tế.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 57  Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Zhijie Li, Bo Hou, Yao Xu, Dong Wu, Yuhan Sun, Wei Hu, Feng Deng (2005), “Compartive study. Of sot-gel-hidrothermal and sol-gel synthesis of titania nanotubes”, Materials Research. Society, vol 19( No. 2), 417-422. 2. Ani. K. John, S. Savithri, K. R. Prasad and G. D. Surender: Characterisstics of TiO2 nanoparticler synthesifed through low temperature acrsol process, India, 2005. 3. Zhong Lin Wang: Characterization of nanophase materials, School of Materials Science and Engineering, Georgia Intistitude of Technologu, USA, 2000. 4. Nguyễn Văn Dũng, Nguyễn Nhu Liễu, Nguyễn Hữu Trí, Trần Trí Luân: Nghiên cứu điều chế vật liệu xúc tác quang hóa TiO từ sa khoáng illmenite Việt Nam, báo cáo hội nghị hóa học toàn quốc lần thứ IV, Hà Nội,203. 5. N. Q Bửu, N. V. Dũng, T. T. A. Đào, B. M. Lý, L.T. Hải, T. T. Thanh: Quy trình điều chế bột màu từ sa khoáng phương pháp Axit sunfuric, Giải pháp sáng chế hữu ích đăng kí bảo quyền UBKH KT Nhà nước, 1987(761). 6. Nguyễn Văn Dũng, Hoàng Hải Phong, Phạm Thúy Loan, Cao Thế Hà, Đào Văn Lượng Bằng: Nghiên cứu chế vật liệu xúc tác quang hóa TiO từ sa khoáng illmenite, Science and Technology. Development, Voles, No 9-2005. 7. Ani. K. John, S. Savithri, K. R Prasad and G. D. Surender: Characteristies of TiO2 nanoparticles synthesized through low temperature acrosol proces, India, 2005. 8. Chung_ Kyung Jung, I.–S. Bae, Y.–H. Song, J.-H.Boo, Plasma sunface modification of TiO2 photocatalysts for improvement of catalytis efficieney, Surface & Coatings Technology 200(2005), pp. 1320-1324. 9. P. V. A. Padmanabhan,_, K. P. Sreekumara, T. K. Thiyagarajana, R. U. Satputea. 10. Dunbar. P. Birnie, Norrbert. T. Bendzko, 1H and 13C NMR observation of the reaction of acetic acid with titanium isopropoxide, 1998.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 58  Khóa luận tốt nghiệp 11. Xiaobo Chen, Samuel S. Mao(2007), “Titanium dioxide nanomaterials” synthesis, properties, modification, and application”, Chem, Rer, 107, pp. 2891-2959. 12. Hoffman M. R., Martin, S. T., Choi, W., and Bahnemann, P. W.(1995), Environmental application at semicondutor photocatalysis, Chem, Rer.95,pp 69-96. 13. Robertson. P. (1996), Semicondutor photocatalysis: an environmentally acceptable alternative prodution tachnique and efluent treament process, J. Cleaner Prod., 4(3-4), p. 203-212. 14. Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung, Các trình oxi hóa nâng cao xử lý nước nước thải , NXB khoa học Kỹ thuật, 2006. 15. Mario Schiavello (1997), Heterogeneres Photocatalysis, Vol. 3, John Wiley & Son. 16. Schinder, K. M., Kunst, M. (1990), Phys, Chem. 94, 8220. 17. Carey J.H (1992), An introduction to APO for destruction of organics in wastewater, Water Pollut.Res.J.Can.,27, pp.1-21. 18. Parsons S. (2004), Advanced Oxidation Processes for Water and Wastewaterm Treatment, IWA Publishing, London, UK, pp.1-4. 19. Techcommentary: Advanced Oxidation Processes for Treatment of Industrial Wastewater, An EPRI Community Environmental Center Publ. No 1, 1996. 20. Renin M. (2001), Advanced Oxidation Processes –Current Status And Prospects, Proc. Estonian Acad. Sci. Chem.,50(2),pp59-80. 21. Muter,R., Preis, S., Kallas, J, trapido, M., Veressinilla, Y(2001), Chem. Technol. Biotechnol. 76(3), pp. 312-320. 22. Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2006), Các trình oxy hoá nâng cao xử lý nước nước thải- Cơ sở khoa học ứng dụng, NXB khoa học kĩ thuật, III-4, 150-187. 23. Nguyễn Đức Nghĩa (2007), Hóa học nano_ Công nghệ vật liệu nguồn, NXB khoa học tự nhiên công nghệ Hà Nội.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 59  Khóa luận tốt nghiệp 24. E. Beyers, P. Cool, E. F. Vansant (2007), “Stabilisation of mesoporous TiO by different bases influencing the photocatalytic activity”, Microporous and Mesoporous Materials, 99, pp. 112-117. 25. Xiaobo Chen, Samuel S. Mao (2007), “Titanium dioxide nanomaterials: synthesis, properties, modifications, and application”, Chem. Kev, 107, pp. 28912959. 26. Yuanzhi Li, Sun-Jae Kim (2005), “Synthesis and characterization of nano particles embedded in mesoporous silica with both high photocalytic activity and adsorption capability”, J. Phys. Chem. B, 109, pp. 12309-12315. 27. J. Lukác, M. Klementová, P. Benzdicka, S.Bakardjieva, J. Subrt,L. Szatmáry, Z, Bastl, J. Jirkovský (2007), ”Influence of Zr as TiO2 doping ion on photocatalytic degradation of 4-chlorophenol“ , Applied Catalusis B: Encironmental, 74, pp,83-97. 28. Zonghua Qang, Tingshun Jiang, Uongmin Du, Dangmin Chen, Hengbo Yin (2006), “Synthesis of mesoporous titania and the photocatalytic activity for the decomposition of methyl orange”, Materials Letters, 60, pp. 2493-2496. 29. Huogen Yu, Jiaguo Yu, Bei Cheng, Jun Lin (2007), “Synthesis, characterization and photocatalytic activity of mesoporous titania nanorod/titanate nanotube composotes”, Journal of Hazardous Materials, 147, pp. 581-587. 30. T. Kasuga, M. Hiramatsu, A. Hoson, T. Sekino, K. Niihara. Adv. Mater., 11(15) 1307 (1999). 31. Truong Van Chuong, Le Quang Tien Dung, Dinh Quang Khieu. J. Korean.Phys.Soc. 52, No.5, 1526 (2008). 32. Nguyễn Hữu Phú (1998), Hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản, Nhà xuất Khoa học Kỷ thuật, Hà Nội. 33. Seili Kim, Hyunjun Park, Changgon Kwak, Mijung Ji, Mijae Lee, Jonghoo Paik, Byunghyun Choi (2008), “Characterization of pore structure of mesoporous hydrogen titanium oxide hydrates”, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69, pp. 1139-1141.  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 60 [...]... 2,07 2,42 2,80 3,20 TiO2 (h+) Bảng 3 so sánh hằng số tốc độ phản ứng của •OH và O3 đối với một số hợp chất hữu cơ trong môi trường nước [18] Bảng 3 Hằng số tốc độ phản ứng của •OH và O3 đối với một số hợp chất hữu cơ trong môi trường nước Hợp chất hữu cơ Anken chứa clo Chất hữu cơ chứa S Phenol Hợp chất chứa N Hợp chất chứa nhân thơm Xeton Alcohol Aldehyt Các ankan Hằng số tốc độ phản ứng, M-1s-1 • O3... phụ các hợp chất hữu cơ trong nước o Tính chất axit bazơ: Chất xúc tác có bề mặt mang tính axit sẽ hấp phụ tốt các chất hữu cơ mang tính bazơ Và ngược lại chất xúc tác có bề mặt mang tính bazơ sẽ hấp phụ tốt các chất hữu cơ mang tính axit Nguyên nhân là do hiệu ứng tĩnh điện o Tính chất ưa nước và kị nước của hợp chất hữu cơ: Các chất xúc tác TiO2, Al2O3 hấp phụ rất kém các hợp chất hữu cơ kị nước như... thư,… [9,19] Đặc biệt nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng hệ xúc tác TiO 2/UV trong phân huỷ các chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường nước như thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, hợp chất phênol,… [19,20,21,22,23] đã được thực hiện và có nhiều hệ thống xử lý đã được áp dụng trong thực tế 1.2.2.1 Cơ chế phân huỷ các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm [9,17] Vật liệu nano TiO2 hấp thụ năng lượng photon ánh... hóa ứng với từng loại nguồn sáng kích thích 2.4 Một số ứng dụng quang xúc tác của vật liệu Nano TiO2 có rất nhiều ứng dụng như xử lý nước thải, khử mùi và làm sạch không khí, chống rêu mốc, tiêu diệt tế bào ung thư, chế tạo pin mặt trời,… Chúng tôi thử nghiệm ứng dụng hoạt tính quang xúc tác của vật liệu trên 2 lĩnh vực: xử lý nước thải và chống rêu mốc Những thí nghiệm được tiến hành trên bộ xử lý. .. để xử lý nước thải và chống mọc rong rêu 2.4.1 Xử lý nước thải Để đánh giá chất lượng nước thải người ta dựa trên nhiều thông số quan trọng như COD, BOD, chỉ tiêu E.Coli,… trong đó một thông số quan trọng và hay thường gặp đó là COD Khái niệm COD (nhu cầu oxi hóa học) là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa các hợp chất hữu cơ trong nước thành CO 2 và nước Một số thông số về tiêu chuẩn COD trong. .. phản ứng, … Nói chung khi sử dụng thích hợp TiO 2 sẽ có khả năng xử lý triệt để các chất ô nhiễm hữu cơ hoàn toàn thành những chất vô cơ không độc hại như CO 2, H2O, N2, H2SO4,… Phương pháp xử lý nước bị ô nhiễm bằng xúc tác quang TiO 2 đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi nhờ những tính chất ưu việt như: ♦ Không có hóa chất độc hại được sử dụng TiO 2 là một chất không độc thường đựoc sử dụng để thêm vào. .. nhiều so với vật liệu chuẩn P25 là 50 m2/g Như vậy, bột TiO2 tổng hợp được rất thích hợp để ứng dụng vào các mục đích xử lý nước và không khí bằng các phản ứng quang xúc tác 3.1.3 Phân tích nhiệt TGA Độ bền nhiệt và sự thay đổi cấu trúc của vật liệu tổng hợp được nghiên cứu thông qua giản đồ TGA 3.1.3.1 Bột TiO2 nano nung ở 4500C Hình 8 Giản đồ TGA của mẫu T450 Từ đường cong TGA cho thấy có một giai đoạn... hoá học của quá trình quang xúc tác Thêm vào đó sự tán xạ phụ thuộc vào chỉ số phản xạ trung bình và vì vậy cũng phụ thuộc vào TiO 2 tiếp xúc với không khí hay nước 1.2.2 Ứng dụng tính chất quang xúc tác của TiO2 trong xử lý nước  Hồ Thị Nguyệt – Sư phạm hóa K29 16  Khóa luận tốt nghiệp Khả năng quang xúc tác của nano TiO 2 được ứng dụng rộng rãi trong xử lý môi trường, làm sạch không khí, diệt vi... phản ứng ♦ K là hệ số hấp phụ của chất phản ứng trên bề mặt TiO 2 ♦ C là nồng độ của chất phản ứng Thỉnh thoảng người ta cũng sử dụng phương trình Eley-Rideal để mô tả cơ chế phản ứng của một chất không bị hấp phụ và một chất bị hấp phụ Trong trường hợp tổng quát: r = kobsKC/(1+KC+KiCi) (1.30) Trong đó: ♦ kobs là hằng số tốc độ phản ứng ♦ C là nồng độ chất hữu cơ ♦ i là trạng thái trung gian  Hồ Thị... cao Hơn thế nữa, gốc tự do •OH có khả năng phản ứng với các chất hữu cơ với tốc độ nhanh hơn từ hàng triệu tới hàng chục tỉ lần so với các chất oxy hoá vẫn được coi là mạnh nhất trong công nghệ xử lý nước như ozon * Một số đặc tính ảnh hưởng đến hoạt tính quang xúc tác của vật liệu nano TiO2: ♦ Thành phần pha anatase và rutile [15] Trong nhiều nghiên cứu người ta thấy rằng TiO 2 ở dạng anatase có hoạt . lý nước bị ô nhiễm là một vấn đề có ý nghĩa thực tiễn rất cao. Xuất phát từ những lý do trên tôi đã quyết định chọn đề tài Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano TiO 2 vào xử lý một số hợp chất hữu. sánh hằng số tốc độ phản ứng của • OH và O 3 đối với một số hợp chất hữu cơ trong môi trường nước [18]. Bảng 3. Hằng số tốc độ phản ứng của • OH và O 3 đối với một số hợp chất hữu cơ trong môi. tính chất vật lý và tính chất hoá học. Bảng 1 nêu một số tính chất vật lý của TiO 2 ở dạng anatase và rutile. Bảng 1. Một số tính chất vật lý của TiO 2 ở dạng anatase và rutile Tính chất Anatase