Luận văn Nghiên cứu fluor hóa TiO2 – rutile bằng KF – khảo sát hoạt tính quang hóa trong vùng VIS

MỤC LỤC.ii

MỞ ĐẦU.1

Chương 1 TỔNG QUAN.2

1.1 Các dạng thù hình và cấu trúc tinh thể của TiO2.2

1.1.1 Các dạng thù hình của TiO2.2

1.1.2 Cấu trúc tinh thể của TiO2.2

1.2 Các tính chất đặc trưng của TiO2.4

1.2.1 Tính chất hóa học của TiO2.4

1.2.2 Tính chất xúc tác quang hóa của TiO2.5

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của TiO2.6

1.3.1 Hiệu ứng tái hợp electron – lỗ trống.6

1.3.2 Hoạt tính xúc tác của TiO2anatase và rutile.7

1.3.3 Nhiệt độ.7

1.3.4 Khối lượng xúc tác.8

1.3.5 Ảnh hưởng của mức độ tinh thể hóa.8

1.3.6 Ảnh hưởng của pH của môi trường.8

1.3.7 Hiệu ứng bề mặt.9

1.3.8 Ảnh hưởng của các chất “bẫy electron”, “bẫy gốc hydroxyl”.9

1.4 Ứng dụng của TiO2.9

1.4.1 Xử lý chất ô nhiễm hữu cơ.9

1.4.2 Xử lý các chất ô nhiễm vô cơ.10

1.4.3 Sơn quang xúc tác.10

1.4.4 Diệt khuẩn và khử trùng.11

1.5 Một số phương pháp làm tăng hoạt tính xúc tác quang hóa của TiO2.11

1.5.1 Tổng quát.11

1.5.2 Biến tính TiO2 bằng các kim loại chuyển tiếp.12

1.5.3 Tạo màng mỏng TiO2trên các tấm vật liệu.12

1.5.4 TiO2với chất mang.12

1.5.5 Biến tính TiO2bằng các halogen.13

1.6 Các giai đoạn của phản ứng quang xúc tác.32

1.7 Giới thiệu về Degussa P25 TiO2.33

1.8 Giới thiệu sơ lược về chất màu metylen xanh .33

1.8.1 Tính chất vật lý.34

1.8.2 Một số phản ứng hoá học của metylen xanh.34

1.8.3 Ứng dụng.34

1.9 Các loại nước thải.35

1.9.1 Định nghĩa nước thải.35

1.9.2 Phân loại nước thải.35

1.9.3 Nước thải sinh hoạt.35

1.9.4 Nước thải công nghiệp.36

1.10 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước.36

1.10.1Các chỉ tiêu vật lý.36

1.10.2Các chỉ tiêu hóa học.36

1.10.3Nhu cầu oxy hóa học COD (Chemical Oxigen Demand).36

1.10.4Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945 – 1995 về nước thải.37

Chương 2 THỰC NGHIỆM.41

2.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu.41

2.1.1 Đặt vấn đề.41

2.1.2 Mục tiêu đề tài.41

2.1.3 Nội dung nghiên cứu.42

2.2 Hoá chất, Thiết bị và dụng cụ.42

2.2.1 Danh sách hoá chất xử dụng.42

2.2.2 Danh sách thiết bị xử dụng.42

2.2.3 Danh sách dụng cụ xử dụng.43

2.3 Pha các dung dịch.43

2.3.1 Pha dung dịch MB (nồng độ 2.10-5và 10-4M).43

2.3.2 Pha dung dịch đệm borat pH = 8,60.43

2.3.3 Pha dung dịch chất màu để khảo sát hoạt tính xúc tác quang

của các mẫu xúc tác.44

2.3.4 Pha dung dịch để đo COD.44

2.4 Các phương pháp phân tích.44

2.4.1 Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD).44

2.4.2 Phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM).45

2.5 Fluor hóa TiO2 rutile.45

2.5.1 Phương pháp fluor hóa TiO2bằng KF.45

2.5.2 Kí hiệu mẫu.45

2.6 Khảo sát sự chuyển hóa của metylen xanh (MB) .45

2.6.1 Phương pháp khảo sát sự phân hủy màu của MB

khi không có xúc tác.45

2.6.2 Phương pháp khảo sát sự hấp phụ màu của MB lên các mẫu xúc tác.46

2.6.3 Xác định bước sóng cực đại của metylen xanh.47

2.6.4 Dựng đường chuẩn của dung dịch metylen xanh.48

2.7 Xử lý nước thải.49

2.7.1 Xử lý nước thải sơ bộ.49

2.7.2 Chuẩn độ xác định chính xác nồng độ dung dịch muối Mohr.49

2.7.3 Cách xác định COD của nước thải.50

2.7.4 Xử lý nước thải nhà máy Dệt nhuộm Quân đội .50

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN.52

3.1 Khảo sát cấu trúc và hình thái tinh thể của mẫu.52

3.1.1 Khảo sát cấu trúc tinh thể.52

3.1.2 Khảo sát hình thái tinh thể.57

3.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác quanghóa bằng sự phân hủy màu MB.59

3.2.1 Khảo sát sự phân hủy màu củametylen xanh khi không có xúc tác.59

3.2.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác quang hóa của các mẫu xúc tác.59

3.3 Khảo sát khả năng xử lý nước thải nhà máy Dệt nhuộm.71

Chương 4 KẾT LUẬN.73

TÀI LIỆU THAM KHẢO.75

Tiếng Việt.75

Tiếng Anh.76

PHỤ LỤC.78