Chia sẻ đồ án tài liệu các môn đại cương
CNXH Khoa Học Kinh Tế Chính Trị Tư Tưởng HCM Lịch Sử Đảng Xác Suất Thống Kê Giải Tích - Đại Số Vật Lý - Hóa Học
Nội quy chuyên mục: Chia sẻ tài liệu Các môn học đại cương
CNXH Khoa Học
Kinh Tế Chính Trị
Tư Tưởng HCM
Lịch Sử Đảng
Xác Suất Thống Kê
Giải Tích - Đại Số
Vật Lý - Hóa Học
Pháp Luật Đại Cương
Triết Học Mác - Lênin
Môn Đại Cương Khác
By Dack
#973049 Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy

Luận án TS. Hóa vô cơ -- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011
Tổng quan về chất xúc tác quang hóa TiO2: Giới thiệu về vật liệu bán dẫn và chất xúc tác quang hóa; Đặc điểm cấu trúc và tính chất của Nano TiO2; Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quang xúc tác của Nano TiO2; Các phương pháp điều chế Nano TiO2; Biến tính Nano TiO2; Ứng dụng của Nano TiO2 và Nano TiO2 biến tính; Than hoạt tính và cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính; Các phương pháp xác định đặc tính sản phẩm. Tiến hành thực nghiệm: công cụ và hóa chất; Tổng hợp vật liệu; Đặc trưng vật liệu; Khảo sát tính chất quang xúc tác của vật liệu. Trình bày kết quả và thảo luận: Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp TiO2 biến tính bởi cacbon và sắt; Nghiên cứu đưa vật liệu 0,57% Fe-C-TiO2 lên than hoạt tính; Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc của vật liệu 0,57% Fe-C-TiO2 và 0,57% Fe-C-TiO2-AC
Chƣơng 1 - TỔNG QUAN…………………………………………………………4
1.1. GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU BÁN DẪN VÀ XÚC TÁC QUANG
HÓA………………………………………………………………………………......4
1.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA NANO TiO2………..…...7
1.2.1. Các dạng cấu trúc và tính chất vật lý của nano TiO2…………….……...……7
1.2.2. Tính chất hóa học của TiO2 ……………………………………..…………..10
1.2.3. Tính chất xúc tác quang hoá của TiO2 ở dạng anatase…………..………..…10
1.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH QUANG XÚC TÁC
CỦA NANO TiO2…….……………………………………………………...……14
1.3.1.Sự tái kết hợp lỗ trống và electron quang sinh…………..……….…………..14
1.3.2. pH dung dịch…..………………………………………….........…….……...15
1.3.3. Nhiệt độ………………………………………………...........……….……...16
1.3.4. Các tinh thể kim loại gắn trên xúc tác…………………………..........…..….16
1.3.5. Pha tạp (doping) ion kim loại vào tinh thể TiO2 ………………..…..........…17
1.3.6. Các chất diệt gốc hydroxyl ………………..…………………………...........17
1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ NANO TiO2…..………………............18
1.4.1. Các phương pháp điều chế nano…...………………...…….........…………..18
1.4.2. Phương pháp điều chế nano TiO2 ……………………….........……….........19
1.5. BIẾN TÍNH NANO TiO2 …………………………..…….........……………23
1.6. ỨNG DỤNG CỦA NANO TiO2 VÀ NANO TiO2 BIẾN TÍNH….............. 25
1.7. THAN HOẠT TÍNH VÀ CẤU TRÚC XỐP CỦA BỀ MẶT THAN HOẠT
TÍNH………………………………………………………………........................26
1.7.1. Than hoạt tính ………………………….........…...…………………………26
1.7.2 Cấu trúc xốp của bề mặt than hoạt tính….........………………..……………27
1.8. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH SẢN PHẨM..........…..…28
1.8.1. Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD)…..………………………….…………28
1.8.2. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) ………...………………….29
1.8.3. Phương pháp phổ hấp thụ tử ngoại và khả kiến (Ultra Violet - visible, Uv
vis)………………………………………..…………………………………………...30
1.8.4. Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX- Energy-dispersive X-ray
spectroscopy)……………………………………………………..……………….31
Chƣơng 2 - THỰC NGHIỆM……............………………………………………31
2.1. DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT ……...……………………….………………..31
2.1.1. Dụng cụ…..………………………………………………………..………...31
2.1.2. Hóa chất……………...………………………………………………….…..31
2.2. TỔNG HỢP VẬT LIỆU……………………………………………………..31
2.2.1. Vật liệu TiO2 ……………...………………………………………………...31
2.2.2. Vật liệu xFe-C–TiO2 ……………...………………………………………...33
2.2.3. Vật liệu 0,57%Fe- TiO2……………………………………………………...33
2.2.4. Vật liệu C- TiO2……………………………………….…………………….34
2.2.5. Vật liệu 0,57%Fe-C-TiO2 được mang trên than hoạt tính đã được hoạt hóa bởi
HNO3 (0,57%Fe-C-TiO2 – AC).……….………………….…………….……..…..34
2.3. ĐẶC TRƢNG VẬT LIỆU………………...…………………..……………..35
2.4. KHẢO SÁT TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU..............36
2.4.1. Giới thiệu về Rhodamin B………………………………….……………….36
2.4.2. Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Rhodamin B sử dụng phương pháp
trắc quang……..…………………………………………………………..……….37
2.4.3. Đường chuẩn xác định nồng độ Rhodamin B……...…………….........……38
2.4.4. Thí nghiệm khảo sát hoạt tính xúc tác của vật liệu...………………….........38
2.4.5. Thí nghiệm khảo sát khả năng tái sử dụng xúc tác của vật liệu...…….........39
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN………...………………………..........40
3.1. NGHIÊN CỨU MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
TỔNG HỢP TiO2 BIẾN TÍNH BỞI CACBON VÀ SẮT…...…....................…40
3.1.1. Ảnh hưởng của sự biến tính TiO2 chỉ bởi riêng cacbon, sắt và biến tính đồng
thời bởi cacbon và sắt đến hoạt tính quang xúc tác của TiO2…..................….……40
3.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng sắt đến hoạt tính quang xúc tác của TiO2 được
biến tính đồng thời bởi cacbon và sắt……..………………………..................…...45
3.1.3. Ảnh hưởng của thời gian thủy nhiệt đến hoạt tính quang xúc tác của
0,57%Fe-C-TiO2………...…………...………………………….........……………49
3.1.4. Một số đặc trưng hóa lý của vật liệu 0,57%Fe-C-TiO2………...……............50
3.2. NGHIÊN CỨU ĐƢA VẬT LIỆU 0,57%Fe-C-TiO2 LÊN THAN HOẠT
TÍNH…..……………………………………………………………......................53
3.3. KHẢO SÁT MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN HOẠT TÍNH XÚC
TÁC CỦA VẬT LIỆU 0,57%Fe-C-TiO2 và 0,57%Fe-C-TiO2-
AC………...............................................................................................……..........56
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của lượng xúc tác đến khả năng phân hủy
Rhodamin B...…………………………………………..………………….............56
3.3.2. Khảo sát khả năng thu hồi và tái sử dụng xúc tác…………………...............57
3.3.3. Khảo sát hoạt tính xúc tác vủa vật liệu 0,57%Fe-C-TiO2 khi sử dụng ngay ánh
sáng mặt trời tự nhiên………………………..…………………..............................58
3.3.4. Khảo sát hoạt tính xúc tác của vật liệu 0,57%Fe-C-TiO2-AC……..…..........60
KẾT LUẬN……..…………………………………..…………..........……………63
TÀI LIỆU THAM KHẢO…..……………………………………………............64
Một vấn đề nóng bỏng, gây bức xúc trong dư luận xã hội cả nước hiện nay là
tình trạng ô nhiễm môi trường sinh thái do các hoạt động sản xuất và sinh hoạt của
con người gây ra. Vấn đề này ngày càng trầm trọng, đe doạ trực tiếp sự phát triển
kinh tế - xã hội bền vững, sự tồn tại, phát triển của các thế hệ hiện tại và tương lai.
Trong những năm đầu thực hiện đường lối đổi mới, vì tập trung ưu tiên phát triển
kinh tế và cũng một phần do nhận thức hạn chế nên việc gắn phát triển kinh tế với
bảo vệ môi trường chưa chú trọng đúng mức. Đối tượng gây ô nhiễm môi trường
chủ yếu là hoạt động sản xuất của nhà máy trong các khu công nghiệp, hoạt động
làng nghề và sinh hoạt tại các đô thị lớn.
Nhiều khu, cụm, điểm công nghiệp trên cả nước chưa đáp ứng được những
tiêu chuẩn về môi trường theo quy định. Thực trạng đó làm cho môi trường sinh
thái ở một số địa phương bị ô nhiễm nghiêm trọng đặc biệt là các cộng đồng dân cư
lân cận với các khu công nghiệp. Cùng với sự ra đời ồ ạt các khu, cụm, điểm công
nghiệp, các làng nghề thủ công truyền thống cũng có sự phục hồi và phát triển mạnh
mẽ. Việc phát triển các làng nghề có vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tế
- xã hội và giải quyết việc làm ở các địa phương. Tuy nhiên, hậu quả về môi trường
do các hoạt động sản xuất làng nghề đưa lại cũng ngày càng nghiêm trọng. Hình
thức các đơn vị sản xuất của làng nghề rất đa dạng, có thể là gia đình, hợp tác xã
hay doanh nghiệp. Tuy nhiên, do sản xuất mang tính tự phát, sử dụng công nghệ
thủ công lạc hậu, chắp vá, mặt bằng sản xuất chật chội, việc đầu tư xây dựng hệ
thống xử lý nước thải ít được quan tâm, ý thức bảo vệ môi trường sinh thái của
người dân làng nghề còn kém nên tình trạng ô nhiễm môi trường tại các làng nghề
ngày càng trầm trọng.
Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh CNH, HĐH
hiện nay là vấn đề cấp thiết đối với các cấp quản lí, các doanh nghiệp, là trách
nhiệm của cả hệ thống chính trị và của toàn xã hội. Nó cũng đòi hỏi các nhà khoa
học và công nghệ phải nghiên cứu các phương pháp để xử lý các chất ô nhiễm môi
trường.
Sử dụng quang xúc tác bán dẫn là một trong nhiều kĩ thuật hứa hẹn cung cấp
năng lượng sạch và phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ bền và loại bỏ các kim loại
độc hại. Đặc điểm của loại xúc tác này là, dưới tác dụng của ánh sáng, sẽ sinh ra cặp
electron (e-) và lỗ trống (h+) có khả năng phân hủy chất hữu cơ hay chuyển hóa các
kim loại độc hại thành những chất “sạch” với môi trường [32]. Mặc dù có rất nhiều
hợp chất quang xúc tác bán dẫn, TiO2 vẫn là một trong các chất quang xúc tác phổ
biến nhất vì giá thành rẻ và bền hóa học, không độc, dễ điều chế. Do vậy TiO2 là
chất thích hợp ứng dụng trong xử lí môi trường. Ngoài việc sử dụng TiO2 làm chất
xúc tác quang hóa xử lí các chất hữu cơ độc hại, các kim loại nặng trong nước thải
công nghiệp (dệt, nhuộm,…), TiO2 còn được sử dụng để làm sạch không khí, chống
mốc, diệt khuẩn, hay phân hủy thuốc trừ sâu,…. Vì TiO2 có năng lượng vùng cấm ~
3,2 eV nên chỉ có một phần nhỏ ánh sáng mặt trời, khoảng 5% trong vùng tia UV
có thể được sử dụng [6,15]. Do vậy, đã có nhiều nghiên cứu trong việc điều chế
quang xúc tác TiO2 có khả năng sử dụng hiệu quả trong vùng ánh sáng khả kiến.
Đến nay, đã có nhiều nghiên cứu biến tính TiO2 bởi các cation kim loại chuyển tiếp
hay bởi các phi kim. Trong số đó, TiO2 được biến tính bởi các cation kim loại
chuyển tiếp đã cho thấy kết quả tốt, tăng cường tính chất quang xúc tác trong vùng
ánh sáng khả kiến. Trong nhiều báo cáo, các hạt tinh thể nano TiO2 được biến tính
bởi cation sắt đã thể hiện hoạt tính quang xúc tác tốt hơn so với TiO2 tinh khiết dưới
ánh sáng nhìn thấy. Ngoài ra, việc biến tính bởi các phi kim, chẳng hạn như N, C, S,
P và các halogen cũng tăng hoạt tính của TiO2 trong vùng ánh sáng nhìn thấy. Trong
nhiều phi kim, cacbon biến tính TiO2 đã cho kết quả nghiên cứu có nhiều triển
vọng.
Gần đây, việc biến tính đồng thời cả kim loại và phi kim vào TiO2 đã thu hút
nhiều sự quan tâm, vì nó có thể làm tăng mạnh hoạt tính quang xúc tác so với việc
biến tính chỉ bởi riêng kim loại hay phi kim [15].
Chính vì vậy mà tui chọn đề tài “ Nghiên cứu biến tính TiO2 bằng cacbon
và sắt làm chất xúc tác quang hóa trong vùng ánh sáng trông thấy”.
Cấu trúc vật liệu được xác định bởi kính hiển vi điện tử truyền qua TEM
(JEOL JEM – 1010 Electron Microscope).
Thành phần nguyên tố trong vật liệu được phân tích bởi EDX (JEOL 6490 -
JEP 2300).
2.4. KHẢO SÁT TÍNH CHẤT QUANG XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU
2.4.1. Giới thiệu về Rhodamin B
Rhodamin B là chất màu đỏ. Rhodamin B có thể được tạo nên từ yếu tố tự
nhiên hay qua con đường tổng hợp hóa học. Nếu bằng con đường tự nhiên thì
chúng có trong màu đỏ của những hoa, quả tự nhiên như hạt điều, quả gấc...
Rhodamin B dạng này không độc. Tuy nhiên, nếu sử dụng Rhodamin B tự nhiên thì
không thể đáp ứng quy mô sản xuất lớn nên người ta phải sản xuất chúng bằng
phương pháp tổng hợp hóa học. Rhodamin B dạng này thường là sản phẩm của
công nghệ hóa dầu. Rhodamin B được xếp vào nhóm thuốc nhuộm công nghiệp,
Rhodamin B hay được sử dụng để nhuộm quần áo, vải vóc… Tuy nhiên, với công
nghệ nhuộm màu hiện nay, việc sử dụng Rhodamin B cũng không được sử dụng
nhiều vì chất này hay phôi màu. Việc phôi nhiễm cũng có thể gây hại cho sức khỏe
con người do chất Rhodamin B có thể ngấm qua da. Khá nhiều quốc gia đã ban
hành việc cấm sử dụng chất này trong công nghệ nhuộm màu. Rhodamin B tổng
hợp có một hay nhiều vòng thơm benzen. Rhodamin B là loại thuốc nhuộm tổng
hợp dạng tinh thể, màu nâu đỏ, ánh xanh lá cây, có công thức C28H31ClN2O3, dễ hòa
tan trong nước, cồn. Khi hòa tan, nó có màu đỏ, phát huỳnh quang ánh xanh lục.
Khoa học đã chứng minh, vòng thơm benzen là một tổ hợp hóa học khá bền nhưng
đã được đánh giá là nguyên nhân gây ung thư cao. Rhodamin B có độ hấp thụ quang cực
đại tại bước sóng λmax = 553 nm.

Link Download bản DOC
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link tải, không dùng IDM để tải:

Bấm vào đây để đăng nhập và xem link!
Hình đại diện của thành viên
By rica17
#1032298 Link mới update, mời bạn xem lại bài đầu để tải
Kết nối đề xuất:
Learn Synonym
Advertisement