Header Page of 128 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ NGỌC HẠNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU BIVO4 VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ THUỐC TRỪ SÂU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 HÀ NỘI – NĂM 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ NGỌC HẠNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU BIVO4 VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ THUỐC TRỪ SÂU Chun ngành: Hóa Phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: HDC: TS Nguyễn Đức Văn HDP: PGS.TS Tạ Thị Thảo luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 HÀ NỘI – NĂM 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung KLTN thực hướng dẫn trực tiếp của: HDC: TS Nguyễn Đức Văn HDP: PGS.TS Tạ Thị Thảo Mọi tham khảo dùng KLTN trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian, địa điểm cơng bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2015 TÁC GIẢ Vũ Ngọc Hạnh luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu thực Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Trường Đại học Khoa học tự nhiên –ĐHQG Hà Nội Phòng Thí nghiệm Cục Bảo vệ thực vật Việt Nam năm 2014-2015 Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến TS.Nguyễn Đức Văn hướng dẫn tơi nhiệt tình kiên nhẫn suốt q trình nghiên cứu.Nếu khơng có hỗ trợ ơng, cơng việc nghiên cứu khơng hồn thành Tơi xin bày tỏ cảm ơn chân thành với PGS TS Tạ Thị Thảo có hướng dẫn lời khuyên có giá trị cho việc hoàn thành nghiên cứu Cảm ơn đặc biệt tới TS Đào Ngọc Nhiệm, Ơng Đồn Trung Dũng đồng nghiệp Phòng Thí nghiệm Vật liệu vô cơ, Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam nhiệt tình hỗ trợ, giúp đỡ Sự hỗ trợ họ đặc biệt giá trị nghiên cứu Cuối cùng, muốn đưa lời cảm ơn lớn gia đình thân u tơi bạn lớp tơi dành cho tơi tình yêu vô điều kiện, hỗ trợ bất tận, lắng nghe tôi, thông cảm chia với tơi cảm thấy khó khăn học tập thí nghiệm.Tơi thật biết ơn tất bạn có sống Hà Nội, ngày 10 tháng 12 năm 2015 TÁC GIẢ Vũ Ngọc Hạnh luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Lư, Đoàn Quang Vinh, Trịnh Hồng Nhựt, Hồ Ngọc Ánh (2011), ‗Nghiên cứu tình trạng ngộ độc hóa chất trừ sâu phosphor hữu số tỉnh miền Trung - Tây Nguyên‖, Tạp chí Y học thực hành, 798, 12, Tr 64 - 67 TCCS: 2011/BVTV; Trung tâm Kiểm định Khảo nghiệm thuốc bảo vệ thực vật phía Bắc; Nơng sản có nguồn gốc thực vật xác định dư lượng chlorpyrifos ethyl, chlorpyrifos methyl, fenitrothion, malathion, parathion methyl phương pháp sắc ký lỏng khối phổ VũĐăngĐộ(2004),Cácphươngphápvậtlýtronghóahọc,NXBĐHQGHN NguyễnĐìnhTriệu(2000),Cácphươngphápphântíchvậtlývàhóalý,TậpI,NXB khoahọcvà kỹthuật,HàNội QCVN 40: 2011/BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường; Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp; 2011 Masakazu, A., Kamat, P V (Eds.) (2010),Environmentally Benign Photocatalysts: Applications of Titanium Oxide-based Materials, Springer, New York Hernandez-Alonso, M D., Fresno, F., Suarez, S., Coronado, J M (2009), ―Development of alternative photocatalysts to TiO2: Challenges and opportunities‖, Energy & Environmental Science, 2, pp 1231 ÷ 1257 Pookmanee, P., Kojinok, S., Phanichphant, S (2012), ―Bismuth vanadate (BiVO4) powder prepared by the sol-gel method‖, Journal of Metals, Materials and Minerals 09; 22 (2), pp 49÷ 53 Jiang, H., Dai, H., Meng, X., Zhang, L., Deng, J., Liu, Y., Au, C T (2012), ―Hydrothermal fabrication and visible-light-driven photocatalytic properties of bismuth vanadate with multiple morphologies and/or porous structures for methyl orange degradation‖, Journal of Environmental Sciences, 24, pp 449 ÷ 457 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 10 Chen, Q., Zhou, M., Ma, D., Jing, D (2012), ―Effect of preparation parameters on photocatalytic of BiVO4 by hydrothermal method‖, Journal of Nanomaterials, Volume 2012, Article ID 621254 11 S Obregon, S., Caballero, A., Colon, G (2012)―Hydrothermal synthesis of BiVO4: Structural and morphological influence on the photocatalytic activity‖, Applied Catalysis B, 117-118, pp 59 ÷ 66 12 Tan., G., Zhang, L., Ren, H., Wei, S., Huang, J., Xia, A (2013), ―Effects of pH on the hierarchical structures and photocatalytic performance of BiVO4 powders prepared via the microwave hydrothermal method‖,ACS Applied Materials and Interfaces, 5, pp 5186 ÷ 5193 13 B Cheng, Wang, W., Shi, L., Zhang, J., Ran, J., Yu, H (2012), ―One-pot templatefree hydrothermal synthesis of hollow microspheres and their enhanced visible-light photocatalytic activity monoclinic BiVO4‖, International Journal of Photoengergy, Volume 2012, Article ID 797968, 10 pages 14 Jang, H., Dai, H., Meng, X., Zhang, L., Deng, J., Ji, K (2011), ―Morphologydependent photocatalytic performance of monoclinic BiVO4 for methyl orange degradation under visible-light irradiation‖, Chinese Journal of Catalysis, 32, pp 939 ÷ 949 15 Qi, X., Zhu, X., Wu, J., Wu, Q., Li, X., Gu, M (2014), ―Controlled synthesis of BiVO4 with multiple morphologies via an ethylenediamine-assisted hydrothermal method‖, Materials Research Bulletin, 59, pp 435 ÷ 441 16 Li, H., Liu, G., Duan, X (2009), ―Monoclinic BiVO4 with regular morphologies: Hydrothermal synthesis, characterization and photocatalytic properties‖, Materials Chemistry and Physics, 155, pp ÷ 13 17 Zhang, Z., Wang, W., Shang, M., Yin, W (2010), ―Photocatalytic degradation of rhodamine B and phenol by solution combustion synthesized BiVO4 photocatalyst‖, Catalysis Communication, 11, pp 982÷ 986 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 18 W Wang, Y.Yu, T An, G Li, H Y Yip, J C Yu, P K Won (2012), ―Visible-lightdriven photocatalytic inactivation of E coli K-12 by bismuth vanadate nanotubes: bactericidal performance and mechanism‖, Environ Sci Technol., 46, pp 4599 ÷ 4606 19 Chatterjee, D., Dasgupta, S (2005), ―Visible light induced photocatalytic degradation of organic compounds‖, J Photochem Phobiol.C: Photochem Rev., 6, pp 186÷ 205 20 Su, Y., Yang, Y., Zhang, H., Xie, Y., Wu, Z., Jiang, Y., Fukata, N., Bando, Y., Wang, Z L (2013),―Enhanced photodegradation of methyl orange with TiO2 nanoparticles using a triboelectric nanogenerator‖, Nanotechnology, 24 (29) 295401 (6pp) 23 Sivagami, K., Ravi Krishna, R., Swaminathan, T (2013), ―Photo Catalytic Degradation of Chlorpyriphos in an Annular Slurry Reactor‖, Journal of Water Sustainability, 3, pp 143÷ 151 24 Bavcon Kralj, M., Cernigoj, U., Franko, M., Trebsˇe, P (2007), ―Comparison of photocatalysis and photolysis of malathion, isomalathion, malaoxon, and commercial malathion—Products and toxicity studies‖, Water Research, 41, pp 4504 ÷ 4514 25 Wan, Y., Wang, S., Luo, W., Zhao, L (2012), ―Impact of preparative pH on the morphology and photocatalytic activity of BiVO4‖, International Journal of Photoengergy, Volume 2012, Article ID 392865, pages 26 Obregón, S., Colón, G (2013), ―On the different photocatalytic performance of BiVO4 catalysts for methylene blue and rhodamine B degradation‖, J Mol Catal A, 376, pp 40 ÷ 47 27 Martínez-de la Cruz, A García Pérez, U M (2010), ―Photocatalytic properties of BiVO4 prepared by the co-precipitation method: Degradation of Rhodamine B and possible reaction mechanisms under visible irradiation‖, Materials Research Bulletin, 45, pp 135 ÷ 141 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 28 J Sun, J., Chen, G., Wu, J., Dong, H., Xiong, G (2013), ―Bismuth vanadate hollow spheres: Bubble template synthesis and enhanced photocatalytic properties for photodegradation, Applied Catalysis B: Environ., 132÷ 133, pp 304 ÷ 314 29 Y Lu, Y., Luo, Y-S., Kong, D-Z., Zhang, D-Y., Jia, Y-L., Zhang, X-W (2012), ―Large-scale controllable synthesis of dumbbell-like BiVO4 photocatalysts with enhanced visible-light photocatalytic activity‖, Journal of Solid State Chemistry, 186, pp 255 ÷ 260 30 C Jeffrey Brinker, C., Scherer, George W (1990), Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing, Academic Press, Boston 31 Byrappa K., and M Yoshimura (2001), Handbook of Hydrothermal Technology, A Technology for Crystal Growth and Material Processing, Noyes, New Jersey 32 Nguyen Phuong Thuy (2014), Synthesis of visible-light driven BiVO4 photocatalytic powder by hydrothermal method from BiONO3 for the remediation of organophosphate pesticides, B Sc Thesis, Vietnam National University 33 Zhang L, Jinxin Long, Wenwen Pan (2012), ―Efficient removal of methylene blue over composite-phase BiVO4 fabricated by hydrothermal control synthesis‖, Materials Chemistry and Physics, 136, pp.897÷ 902 34 Yongfu Sun, Yi Xie, Changzheng Wu, Shudong Zhang, and Shishi Jiang (2010), ―Aqueous synthesis of mesostructured BiVO4 quantum tubes with excellent dual response to visible light and temperature‖, Nano Research, 3(9), pp 620÷ 631 35 W Sun, W., Xie, M., Jing, L., Luan, Y., Fu, H (2011), ―Synthesis of large surface area nano-sized BiVO4 by an EDTA-modified hydrothermal process and its enhanced visible photocatalytic activity‖, Journal of Solid State Chemistry, 184 pp 3050÷ 3054 36 Jianqiang Wang, Shuangyue Su, Bing Liu, Minhua Cao, Changwen Hu (2013), ―One-pot, low-temperature synthesis of self-doped NaTaO3 nanoclusters for visiblelight-driven photocatalysis, Chemical Communications, 49, pp 7830÷ 7832 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page of 128 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page of 128 Header Page 10 of 128 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc lượng điện tử chất rắn Error! Bookmark not defined Hình 1.2 Sơ đồ chế xúc tác quang Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Cơ chế phân hủy chất hữu vật liệu xúc tác quang Error! Bookmark not defined Hình 1.4 Các trình xảy dung dịch phân hủy chất hữu sử dụng vật liệu xúc tác quang tác dụng ánh sáng Error! Bookmark not defined Hình 1.5 Bột bitmut octovanađat (BiVO4) Error! Bookmark not defined Hình 1.6 Cơ chế xúc tác quang BiVO4 Error! Bookmark not defined Hình 1.7 Độ rộng vùng cấm TiO2 BiVO4 Error! Bookmark not defined Hình 1.9 Sơ đồ mơ tả thiết lập phương trình Bragg Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Giản đồ XRD mẫu BiVO4 tổng hợp với nồng độ HNO3: a) M, b) M c) M Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Giản đồ XRD mẫu BiVO4 đơn tà tổng hợp phương pháp a) pha rắn; b) thủy nhiệt dùng HNO3 c) thủy nhiệt dùng EDTA làm tác nhân tạo phức .Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Ảnh SEM mẫu BiVO4 đơn tà chế tạo điều kiện tối ưu .Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Phổ phản xạ khuếch tán tử ngoại khả kiến mẫu BiVO4 đơn tà chế tạo phương pháp: a) phản ứng pha rắn; b) thủy nhiệt sử dụng axit nitric điều kiện tối ưu Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Hoạt tính quang xúc tác phân hủy metyl da cam mẫu BiVO4 đơn tà chế tạo phương pháp: a) phản ứng pha rắn; b) thủy nhiệt Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Sự thay đổi cường độ hấp thụ diazinon nhiệt độ phòng có mặt chất xúc tác quang BiVO4 tác dụng ánh sáng mặt trời sau: a) phút, b) 30 phút c) 120 phút chiếu sáng Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Sắc ký đồ mẫu chuẩn Diazinon Error! Bookmark not defined 10 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 10 of 128 Header Page 11 of 128 Hình 3.8 Đường chuẩn Diazinon sử dụng HPLC-UV Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Sắc ký đồ mẫu Diazinon nồng độ: a) 15 ppm, b) 20 ppm, c) 25 ppm trước sau phân huỷ quang xúc tác vật liệu m-BiVO4 .Error! Bookmark not defined Hình 3.10 So sánh khả xúc tác quang hoá vật liệu nồng độ diazinon ban đầu khác Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Sự phân huỷ thuốc trừ sâu Malathion theo thời gian chiếu sáng có mặt vật liệu xúc tác quang Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Sự phân huỷ Chlorpyrifos Ethyl có mặt vật liệu xúc tác quang thêm H2O2 chiếu xạ Error! Bookmark not defined Sắc ký đồ phân tích mẫu Chlorpyrifos Ethyl Error! Bookmark not defined Sắc ký đồ phân tích mẫu Malathion: Error! Bookmark not defined 11 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 11 of 128 Header Page 12 of 128 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tóm tắt phương pháp xử lý thuốc trừ sâu chứa nước thải .Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 Các mẫu BiVO4 tổng hợp với nồng độ HNO3 khác Error! Bookmark not defined Bảng 3.3 Nồng độ diazinon phần trăm chất lại sau xử lý vật liệu BiVO4 Giá trị 0,65 ppm (một nửa LOD) thể giá trị nồng độ < LOD Error! Bookmark not defined Bảng 3.4 Sự thay đổi nồng độ Malathion q trình chiếu sáng có mặt vật liệu xúc tác quang Error! Bookmark not defined Bảng 3.5 Sự thay đổi nồng độ Chlorpyrifos Ethyl q trình chiếu sáng có mặt vật liệu xúc tác quang Error! Bookmark not defined 12 luan van thac si - luan van kinh te - khoa luan - tai lieu -Footer Page 12 of 128  ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ NGỌC HẠNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU BIVO4 VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ THUỐC TRỪ SÂU Chuyên ngành: Hóa Phân tích Mã số: 60440118... xúc tác quang hoá vật liệu nồng độ diazinon ban đầu khác Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Sự phân huỷ thuốc trừ sâu Malathion theo thời gian chiếu sáng có mặt vật liệu xúc tác quang. .. sử dụng vật liệu xúc tác quang tác dụng ánh sáng Error! Bookmark not defined Hình 1.5 Bột bitmut octovanađat (BiVO4) Error! Bookmark not defined Hình 1.6 Cơ chế xúc tác quang BiVO4 Error!