Luận án Tiến sĩ Hóa học: Quang oxy hóa p-xylene trên xúc tác màng mỏng Eg thấp
Quang oxy hóa p-xylene sử dụng xúc tác màng mỏng có năng lượng vùng cấm thấp, nâng cao hiệu suất phản ứng hóa học.
Năm xuất bản
Số trang
187
Thời gian đọc
29 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Mục lục chi tiết
Tóm tắt nội dung
I.Quang oxy hóa p xylene Giải pháp xử lý VOC hiệu quả
Nghiên cứu tập trung vào quang oxy hóa p-xylene trong pha khí. p-xylene là một hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) gây ô nhiễm. Hợp chất này thường có trong không khí, đặc biệt là ô nhiễm không khí trong nhà. Các phương pháp xử lý truyền thống thường phức tạp, kém hiệu quả. Quang xúc tác là công nghệ đầy hứa hẹn. Nó cung cấp giải pháp bền vững, chi phí thấp để loại bỏ các chất ô nhiễm này. Mục tiêu là phân hủy p-xylene thành CO2 và H2O. Điều này giúp cải thiện chất lượng không khí. Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý khí.
1.1. Tình hình ô nhiễm VOC và p xylene
Hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC) là mối đe dọa lớn cho môi trường. Chúng ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. p-xylene là một VOC phổ biến, phát thải từ nhiều nguồn. Ví dụ như ngành công nghiệp hóa chất, sơn, dung môi. Nồng độ p-xylene cao trong không khí gây kích ứng mắt, đường hô hấp. Việc phơi nhiễm lâu dài có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Do đó, việc tìm kiếm phương pháp phân hủy hợp chất hữu cơ bay hơi VOC là cấp bách. Các phương pháp hiện tại như hấp phụ, đốt cháy có nhược điểm. Chúng thường tạo ra chất thải thứ cấp hoặc tiêu tốn nhiều năng lượng. Cần một giải pháp thân thiện với môi trường, hiệu quả hơn.
1.2. Vai trò của quang oxy hóa
Quang oxy hóa xúc tác sử dụng năng lượng ánh sáng. Năng lượng này kích hoạt vật liệu xúc tác. Xúc tác tạo ra các gốc tự do có tính oxy hóa mạnh. Các gốc này tấn công và phá vỡ cấu trúc p-xylene. Phản ứng chuyển hóa p-xylene thành các sản phẩm cuối không độc hại. Chủ yếu là CO2 và H2O. Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ phòng. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể. Quang oxy hóa không tạo ra chất thải phụ nguy hại. Nó là một phương pháp xanh để xử lý ô nhiễm không khí trong nhà. Nó có khả năng giảm thiểu ô nhiễm từ các nguồn công nghiệp.
II.Xúc tác màng mỏng bandgap thấp Công nghệ tiên tiến
Nghiên cứu này khám phá xúc tác màng mỏng có năng lượng vùng cấm thấp. Công nghệ này tối ưu hóa khả năng hấp thụ ánh sáng. Nó đặc biệt hiệu quả với ánh sáng nhìn thấy. Xúc tác màng mỏng mang lại nhiều ưu điểm. Chúng dễ dàng tích hợp vào các bề mặt khác nhau. Điều này tạo ra hệ thống xử lý khí linh hoạt. Vật liệu bandgap thấp mở rộng phổ hấp thụ ánh sáng. Điều này thúc đẩy quá trình quang oxy hóa. Nó giúp phân hủy p-xylene hiệu quả hơn. Mục tiêu là phát triển xúc tác ổn định, hoạt động mạnh mẽ. Giải pháp này góp phần vào xử lý ô nhiễm không khí trong nhà.
2.1. Ưu điểm của xúc tác màng mỏng
Xúc tác màng mỏng sở hữu nhiều lợi thế. Chúng có diện tích bề mặt lớn trên một đơn vị thể tích. Điều này tăng cường tương tác giữa xúc tác và p-xylene. Màng mỏng dễ dàng phủ lên các vật liệu nền. Ví dụ như thủy tinh, gốm sứ. Điều này cho phép tạo ra các bề mặt hoạt tính quang rộng lớn. Cấu trúc màng mỏng cũng giảm thiểu sự mất mát vật liệu. Nó cải thiện độ bền cơ học của xúc tác. Ngoài ra, khả năng truyền ánh sáng qua màng mỏng tốt hơn. Điều này tối ưu hóa hiệu quả quang oxy hóa. Việc triển khai xúc tác màng mỏng giúp giảm chi phí sản xuất.
2.2. Tầm quan trọng của năng lượng vùng cấm thấp
Năng lượng vùng cấm (Eg) quyết định khả năng hấp thụ ánh sáng của vật liệu. Xúc tác với năng lượng vùng cấm thấp hấp thụ nhiều ánh sáng hơn. Chúng có thể sử dụng hiệu quả cả ánh sáng nhìn thấy và tia UV. Các xúc tác truyền thống thường chỉ hấp thụ tia UV. Điều này giới hạn hiệu quả của chúng. Vật liệu bandgap thấp mở rộng khả năng khai thác năng lượng mặt trời. Nó tạo ra nhiều cặp điện tử-lỗ trống hơn. Điều này tăng cường tốc độ phản ứng quang oxy hóa p-xylene. Việc giảm năng lượng vùng cấm là chìa khóa. Nó giúp đạt được hiệu suất chuyển hóa cao dưới ánh sáng môi trường.
2.3. Cơ chế xúc tác quang
Cơ chế quang oxy hóa bắt đầu với sự kích thích điện tử. Photon ánh sáng cung cấp năng lượng. Điện tử chuyển từ vùng hóa trị lên vùng dẫn của xúc tác. Đồng thời, một lỗ trống được tạo ra ở vùng hóa trị. Các điện tử và lỗ trống di chuyển đến bề mặt xúc tác. Điện tử phản ứng với oxy tạo ra gốc superoxid (•O2−). Lỗ trống phản ứng với hơi nước tạo ra gốc hydroxyl (•OH). Cả hai gốc này đều là tác nhân oxy hóa cực mạnh. Chúng phân hủy p-xylene thành CO2 và H2O. Mục tiêu là thiết kế vật liệu. Vật liệu cần tối ưu hóa sự tạo thành và tách biệt các cặp điện tử-lỗ trống.
III.Vật liệu Perovskite và MOFs Ứng dụng xúc tác quang
Nghiên cứu tập trung vào hai nhóm vật liệu xúc tác chính. Đó là perovskite và vật liệu khung cơ kim (MOFs). Cả hai nhóm đều được điều chỉnh để có năng lượng vùng cấm thấp. Perovskite LaMO3 (M = Mn, Fe, Co) được tổng hợp. Chúng thể hiện cấu trúc ổn định, hấp thụ ánh sáng tốt. MOFs như UiO-66 và UiO-66-NH2 cung cấp diện tích bề mặt lớn. Chúng tăng cường khả năng hấp phụ chất ô nhiễm. Việc so sánh tính chất và hoạt tính của các vật liệu này là trọng tâm. Mục tiêu là xác định xúc tác tối ưu cho quá trình quang oxy hóa p-xylene. Các vật liệu này có tiềm năng lớn trong phân hủy hợp chất hữu cơ bay hơi VOC.
3.1. Vật liệu Perovskite LaMO3
Các vật liệu perovskite có công thức ABO3. Chúng được biết đến với tính chất quang xúc tác đa dạng. Trong nghiên cứu này, LaMnO3, LaFeO3 và LaCoO3 được tổng hợp. Đặc biệt, LaFeO3 cho thấy hoạt tính quang xúc tác vượt trội. Cấu trúc perovskite ổn định, có khả năng hấp thụ ánh sáng hiệu quả. Điều này là nhờ năng lượng vùng cấm thấp của chúng. Chúng giúp tận dụng phổ ánh sáng rộng. Perovskite cũng có độ bền hóa học và nhiệt tốt. Điều này rất quan trọng cho các ứng dụng thực tế. Chúng là ứng cử viên tiềm năng để phân hủy p-xylene.
3.2. Vật liệu khung cơ kim MOFs
MOFs là một loại vật liệu lai hữu cơ-vô cơ. Chúng có cấu trúc rỗng xốp được điều chỉnh. MOFs có diện tích bề mặt riêng rất lớn. Điều này giúp tăng cường khả năng hấp phụ p-xylene. Các MOFs như UiO-66 và UiO-66-NH2 được nghiên cứu. UiO-66-NH2 có nhóm amin. Nhóm này cải thiện khả năng hấp phụ và hoạt tính quang xúc tác. Cấu trúc tinh thể đều đặn của MOFs cũng hỗ trợ quá trình quang oxy hóa. Chúng là vật liệu hứa hẹn cho việc phân hủy hợp chất hữu cơ bay hơi VOC. Điều chỉnh bandgap thấp trong MOFs giúp tối ưu hóa hiệu suất.
3.3. So sánh các loại xúc tác
Nghiên cứu thực hiện so sánh chi tiết. Các đặc tính và hoạt tính của LaFeO3 và UiO-66-NH2 được đánh giá. LaFeO3 nổi bật với độ bền và khả năng hấp thụ ánh sáng hiệu quả. UiO-66-NH2 có ưu thế về diện tích bề mặt và khả năng hấp phụ cao. Cả hai đều cho thấy khả năng quang oxy hóa p-xylene. So sánh này giúp xác định vật liệu tối ưu nhất. Vật liệu cần có hiệu suất cao, ổn định và tái sử dụng tốt. Điều này rất quan trọng cho các ứng dụng xử lý ô nhiễm không khí trong nhà.
IV.Phương pháp nghiên cứu Tổng hợp và đánh giá hoạt tính
Nghiên cứu tuân thủ quy trình khoa học nghiêm ngặt. Các xúc tác perovskite và MOFs được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel. Màng mỏng xúc tác được tạo ra trên ống thủy tinh Pyrex. Sau đó, chúng được đặc trưng kỹ lưỡng về cấu trúc và tính chất. Các kỹ thuật tiên tiến được sử dụng. Ví dụ như XRD, BET, SEM, UV-VIS. Cuối cùng, hoạt tính quang xúc tác được khảo sát. Hoạt tính được đánh giá thông qua phân hủy p-xylene trong pha khí. Thí nghiệm xác định hiệu suất và động học phản ứng. Phương pháp này đảm bảo kết quả chính xác, đáng tin cậy. Nó giúp đánh giá toàn diện tiềm năng của các xúc tác.
4.1. Quy trình tổng hợp xúc tác
Xúc tác LaMO3 (M = Mn, Fe, Co) được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel. Phương pháp này cho phép kiểm soát tốt kích thước hạt. Nó tạo ra vật liệu có độ tinh khiết cao. Các MOFs UiO-66 và UiO-66-NH2 được điều chế theo quy trình thủy nhiệt. Sau đó, xúc tác được phủ thành màng mỏng. Chúng được phủ lên bề mặt trong của ống thủy tinh Pyrex. Kỹ thuật tạo màng đảm bảo sự phân bố đều. Nó cũng tối ưu hóa diện tích tiếp xúc với chất phản ứng. Quy trình tổng hợp được chuẩn hóa. Điều này đảm bảo tính lặp lại của các kết quả nghiên cứu.
4.2. Đặc trưng cấu trúc và tính chất
Các kỹ thuật phân tích được sử dụng để đặc trưng vật liệu. Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) xác định cấu trúc tinh thể. Nó cũng xác định thành phần pha. Diện tích bề mặt riêng được đo bằng phương pháp BET. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) và truyền qua (TEM) cung cấp hình ảnh bề mặt. Chúng cho thấy hình thái và kích thước hạt. Phổ UV-VIS xác định khả năng hấp thụ ánh sáng. Nó giúp tính toán năng lượng vùng cấm (bandgap) của xúc tác. Phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) đánh giá độ bền nhiệt. Phổ quang điện tử tia X (XPS) xác định thành phần hóa học bề mặt. Những dữ liệu này rất quan trọng để hiểu rõ về xúc tác.
4.3. Thử nghiệm hoạt tính quang
Hoạt tính quang xúc tác được khảo sát chi tiết. Thí nghiệm được thực hiện trong lò phản ứng pha khí. p-xylene là chất ô nhiễm mục tiêu. Các điều kiện phản ứng được kiểm soát. Bao gồm áp suất riêng phần của p-xylene, oxy, CO2. Cường độ ánh sáng cũng được điều chỉnh. Sản phẩm phản ứng được phân tích bằng sắc ký khí (GC-FID). Điều này giúp theo dõi nồng độ p-xylene theo thời gian. Từ đó, xác định tốc độ chuyển hóa. Các thí nghiệm này cung cấp dữ liệu định lượng. Nó đánh giá hiệu suất phân hủy hợp chất hữu cơ bay hơi VOC. Điều này giúp hiểu rõ hơn về cơ chế phản ứng.
V.Hiệu quả phân hủy p xylene Động học và kết quả
Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả cao trong phân hủy p-xylene. Các xúc tác màng mỏng năng lượng vùng cấm thấp thể hiện hoạt tính đáng kể. Điều kiện phản ứng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất. Áp suất riêng phần p-xylene, oxy và cường độ ánh sáng là các yếu tố quan trọng. Mô hình động học phản ứng được xây dựng. Nó giúp hiểu rõ cơ chế và tốc độ phản ứng. Các xúc tác LaFeO3 và UiO-66-NH2 cho thấy khả năng chuyển hóa p-xylene vượt trội. Đặc biệt dưới ánh sáng nhìn thấy. Điều này khẳng định tiềm năng của chúng trong xử lý ô nhiễm không khí.
5.1. Ảnh hưởng của điều kiện phản ứng
Các yếu tố môi trường ảnh hưởng lớn đến hiệu suất quang oxy hóa. Áp suất riêng phần của p-xylene tác động đến tốc độ hấp phụ. Nồng độ oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa. Nồng độ CO2 có thể cạnh tranh vị trí hấp phụ trên bề mặt xúc tác. Cường độ ánh sáng cũng là một yếu tố then chốt. Ánh sáng mạnh hơn cung cấp nhiều photon hơn. Điều này dẫn đến sự hình thành nhiều gốc tự do hơn. Nghiên cứu xác định các điều kiện tối ưu. Các điều kiện này giúp đạt được hiệu suất phân hủy p-xylene cao nhất. Việc tối ưu hóa là cần thiết cho ứng dụng thực tế.
5.2. Động học phản ứng phân hủy p xylene
Dữ liệu thực nghiệm được sử dụng để phân tích động học. Mô hình động học Langmuir-Hinshelwood thường được áp dụng. Nó mô tả sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ chất phản ứng. Nghiên cứu xác định hằng số tốc độ và hằng số hấp phụ. Điều này cung cấp cái nhìn sâu sắc về cơ chế phản ứng. Nó cũng giúp nhận diện bước giới hạn tốc độ. Việc hiểu rõ động học giúp dự đoán hiệu suất. Nó cũng hỗ trợ thiết kế lò phản ứng hiệu quả hơn. Kết quả động học khẳng định hoạt tính của xúc tác bandgap thấp.
5.3. Hiệu suất xử lý p xylene
Các xúc tác LaFeO3 và UiO-66-NH2 thể hiện hiệu suất cao. Chúng có khả năng phân hủy p-xylene đáng kể. Hiệu suất chuyển hóa p-xylene đạt mức cao dưới các điều kiện tối ưu. Điều này chứng minh hiệu quả của các vật liệu này. Việc sử dụng xúc tác màng mỏng năng lượng vùng cấm thấp đã nâng cao đáng kể. Nó cải thiện khả năng hấp thụ ánh sáng. Từ đó tăng cường hiệu suất quang oxy hóa. Kết quả này củng cố tiềm năng của công nghệ. Nó có thể ứng dụng trong việc xử lý ô nhiễm không khí trong nhà và các môi trường khác.
VI.Đóng góp nghiên cứu Ứng dụng xử lý ô nhiễm không khí
Nghiên cứu này mang lại đóng góp quan trọng. Nó phát triển các xúc tác quang màng mỏng hiệu quả. Các xúc tác này có năng lượng vùng cấm thấp. Chúng có khả năng phân hủy p-xylene và các VOC khác. Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng thực tiễn lớn. Nó có thể cải thiện chất lượng không khí trong nhà và ngoài trời. Các giải pháp bền vững và thân thiện môi trường đang rất cần thiết. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm tối ưu hóa vật liệu. Nó cũng mở rộng phạm vi ứng dụng. Mục tiêu là biến nghiên cứu thành sản phẩm thương mại. Điều này sẽ góp phần vào một môi trường sống sạch hơn.
6.1. Tiềm năng ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu này mở ra nhiều cơ hội ứng dụng. Xúc tác màng mỏng có thể phủ lên các bề mặt khác nhau. Ví dụ như tường, cửa sổ, bộ lọc không khí. Điều này tạo ra các vật liệu xây dựng tự làm sạch. Chúng có khả năng phân hủy hợp chất hữu cơ bay hơi VOC trong môi trường sống. Công nghệ này có thể tích hợp vào các hệ thống thông gió. Nó giúp loại bỏ p-xylene và các chất ô nhiễm khác. Giải pháp này tiết kiệm năng lượng. Nó thân thiện với môi trường. Nó cung cấp một cách hiệu quả để giảm ô nhiễm không khí trong nhà. Điều này nâng cao chất lượng không khí tổng thể.
6.2. Hướng phát triển trong tương lai
Nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào một số lĩnh vực. Cần tiếp tục tối ưu hóa cấu trúc và thành phần vật liệu. Mục tiêu là tăng cường hiệu suất và độ bền. Việc khám phá các xúc tác mới có năng lượng vùng cấm thấp hơn nữa là cần thiết. Cần đánh giá hiệu quả của xúc tác trong các điều kiện thực tế. Điều kiện đó có sự hiện diện của nhiều loại VOC khác. Phát triển các hệ thống xử lý khí quy mô lớn. Nó sẽ chuyển hóa kết quả nghiên cứu thành ứng dụng công nghiệp. Mục tiêu cuối cùng là thương mại hóa công nghệ này. Điều này sẽ mang lại lợi ích môi trường và kinh tế.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (187 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộBà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O VIàN HÀN LÂM KHOA HâC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HàC VIâN KHOA HàC VÀ CÔNG NGHâ ----------------------------- NGUYàN THÞ THÙY VÂN QUANG OXY HÓA p-XYLENE TRONG PHA KHÍ TRÊN CÁC XÚC TÁC QUANG MÀNG MâNG CÓ NNG L£þNG VÙNG CÂM THÂP LUÀN ÁN TI¾N SĨ HÓA HàC TP. Hß Chí Minh – Nm 2023 Bà GIÁO DĀC VÀ ĐÀO T¾O VIàN HÀN LÂM KHOA HâC VÀ CÔNG NGHà VIàT NAM HàC VIâN KHOA HàC VÀ CÔNG NGHâ ----------------------------- NGUYàN THÞ THÙY VÂN QUANG OXY HÓA p-XYLENE TRONG PHA KHÍ TRÊN CÁC XÚC TÁC QUANG MÀNG MâNG CÓ NNG L£þNG VÙNG CÂM THÂP NG£äI H£âNG DÀN KHOA HâC: GS. L¤u Cẩm Lßc Chuyên ngành: Hóa vô c¢ Mã sç: 9440113 LUÀN ÁN TI¾N SĨ HÓA HàC TP. Hß Chí Minh – Nm 2023 iii LàI CAM ĐOAN Tác giÁ xin cam đoan đây là công trình nghiên cąu căa bÁn thân tác giÁ.
Các kÁt quÁ nghiên cąu và các kÁt luÃn trong LuÃn án này là trung thăc và không sao chép từ bÃt kỳ mát ngußn nào và d¤ãi bÃt kỳ hình thąc nào. Viác tham khÁo các ngußn tài liáu đã đ¤ÿc thăc hián trích dÁn và ghi ngußn tài liáu tham khÁo đúng quy đánh. iv LàI CÁM ¡N Tr¤ãc hÁt, tôi xin bày tå lòng cám ¢n sâu sÅc đÁn GS. L¤u C¿m Lác - ng¤åi ThÅy đã truyền đ¿t nhiều kiÁn thąc quý báu và đã trăc tiÁp h¤ãng dÁn cho tôi suçt thåi gian qua để tôi hoàn thành luÃn án này.
Tôi xin trân trãng cÁm ¢n các đßng nghiáp t¿i Phòng DÅu khí – Xúc tác và Phòng Quá trình – ThiÁt bá thuác Vián Công nghá Hóa hãc Vián Hàn lâm Khoa hãc và Công nghá Viát Nam đã giúp đỡ để tôi hoàn thành luÃn án. Tôi xin trân trãng cám ¢n Quỹ Phát triển Khoa hãc và Công nghá Quçc gia (NAFOSTED) đã hß trÿ kinh phí thăc hián luÃn án này. Tôi xin trân trãng cám ¢n Hãc vián Khoa hãc và Công nghá Viát Nam, Vián Công nghá Hóa hãc thuác Vián Hàn lâm Khoa hãc và Công nghá Viát Nam đã t¿o mãi điều kián để giúp tôi hoàn thành luÃn án này. Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2023 Nghiên cąu sinh Nguyßn Thá Thùy Vân v MĀC LĀC MĀC LĀC .v DANH MĀC CÁC KÝ HIàU, CÁC CHĀ VIÀT TÄT.
viii DANH MĀC BÀNG. ix DANH MĀC HÌNH. xvi CH£¡NG 1. Các hÿp chÃt hāu c¢ dß bay h¢i và mát sç ph¤¢ng pháp xÿ lý.
Tình tr¿ng ô nhißm các hÿp chÃt hāu c¢ dß bay h¢i (VOC). Mát sç ph¤¢ng pháp xÿ lý các chÃt hāu c¢ dß bay h¢i (VOCs). PhÁn ąng quang oxy hóa. VÃt liáu perovskite: Đặc điểm cÃu trúc và ph¤¢ng pháp điều chÁ.
CÃu trúc tinh thể căa perovskite. Mát sç ph¤¢ng pháp điều chÁ perovskite. Quang oxy hóa trên xúc tác vÃt liáu khung c¢ kim (MOFS). Đáng hãc phÁn ąng quang xúc tác trên vÃt liáu khác nhau.
C¢ chÁ quang oxy hóa xúc tác trên cã sç TiO2. Đáng hãc quá trình oxy hóa quang xúc tác. Māc tiêu và nái dung căa luÃn án. Cách tiÁp cÃn, ph¤¢ng pháp nghiên cąu.
PH£¡NG PHÁP THĂC NGHIàM. Các hóa chÃt sÿ dāng. Điều chÁ xúc tác LaMO3 (M = Mn, Fe, Co) bằng ph¤¢ng pháp sol – gel23 vi 2. Điều chÁ xúc tác UiO-66 và UiO-66-NH2.
Quy trình t¿o màng xúc tác lên çng thăy tinh Pyrex [116]. Nghiên cąu tính chÃt lý ý hóa căa xúc tác. Thành phÅn pha và cÃu trúc tinh thể (XRD). Dián tích bề mặt riêng căa xúc tác (BET).
Hình Ánh bề mặt vÃt liáu (SEM, TEM). Phá FT-IR. Xác đánh khÁ năng hÃp thā photon (UV – VIS) căa xúc tác. Phân tích nhiát trãng l¤ÿng (TGA).
Xác đánh đá dày căa lãp màng mång bằng ph¤¢ng pháp Stylus. Phá quang đián tÿ tia X (XPS). KhÁo sát ho¿t tính quang căa xúc tác. Đáng hãc căa phÁn ąng oxy hóa p-xylene.
Thí nghiám xác đánh đá hÃp phā cân bằng và mÁu trÅng đçi chiÁu. Điều kián chu¿n xác đánh đá chuyển hóa. Ành h¤çng áp suÃt riêng phÅn ban đÅu p-xylene đÁn tçc đá phÁn ąng. Ành h¤çng áp suÃt riêng phÅn căa oxy đÁn tçc đá phÁn ąng.
Ành h¤çng áp suÃt riêng phÅn CO2 đÁn tçc đá phÁn ąng. Ành h¤çng căa c¤ång đá ánh sáng đÁn tçc đá phÁn ąng. Phân tích hßn hÿp phÁn ąng. Xÿ lý sç liáu thăc nghiám và đánh giá sai sç.
TÍNH CHÂT LÝ - HÓA VÀ HO¾T TÍNH CĂA XÚC TÁC MÀNG MäNG TRONG PHÀN ĄNG QUANG OXY HÓA p-XYLENE. VÃt liáu perovskite LaMO3 .1 Táng hÿp và khÁo sát các tính chÃt căa vÃt liáu LaMnO3. Táng hÿp và khÁo sát các tính chÃt căa vÃt liáu perovskite LaFeO3. Táng hÿp và khÁo sát các tính chÃt căa vÃt liáu perovskite LaCoO3.
VÃt liáu khung c¢ kim (MOFs) .1 Táng hÿp và tính chÃt vÃt liáu UiO66 và UiO66-NH2 .2 Ho¿t tính quang oxy hóa căa UiO66 và UiO66-NH2. Xúc tác quang trên c¢ sç Zn-MOF-74. So sánh tính chÃt và ho¿t tính căa các xúc tác tçt nhÃt. ĐàNG HâC CĂA PHÀN ĄNG QUANG OXY HOÁ p-XYLENE TRÊN CÁC XÚC TÁC MÀNG MäNG LaFeO3 VÀ UiO66-NH2.
Ành h¤çng căa các điều kián phÁn ąng đÁn tçc đá phÁn ąng. Ph¤¢ng trình đáng hãc. 111 KÀT LUÂN VÀ KIÀN NGHà. 120 TÀI LIàU THAM KHÀO .124 DANH MĀC CÔNG TRÌNH Đà CÔNG Bæ.
viii DANH MĀC CÁC KÝ HIâU, CÁC CHĀ VI¾T TÂT BET Phân tích dián tích bề mặt Brunauer – Emmett – Teller CB Vùng dÁn Eg Năng l¤ÿng vùng cÃm eV Electron volt (1,60217662ô10-19 J) FID Flame ionization detector – đÅu dò ion hóa ngãn lÿa gx/gxt gxylene/gxúc tác GC Gas Chromatography – SÅc ký khí FT-IR Quang phá hßng ngo¿i biÁn đái theo đánh luÃt Fourrier XPS LED Light emitting diode SEM Scanning Electron Microscope – Kính hiển vi đián tÿ quét T Nhiát đá, oC t Thåi gian Cx Náng đá p-xylene Cn Nßng đá h¢i n¤ãc Co Nßng đá oxy Cc Nßng đá carbon dioxide TEM Transmission Electron Microscopy – Kính hiển vi đián tÿ truyền qua TGA Thermal Gravimetric Analysis – Phân tích nhiát trãng l¤ÿng TiO2 Titanium dioxide/ Titania UV Tÿ ngo¿i VB Vùng hóa trá Vis KhÁ kiÁn VOC Hÿp chÃt hāu c¢ dß bay h¢i XRD X-ray diffraction – Nhißu x¿ tia X » B¤ãc sóng ánh sáng ½ TÅn sç ánh sáng ix DANH MĀC BÀNG BÁng 1. Să Ánh h¤çng căa chÃt biÁn tính lên tính chÃt lý hóa và ho¿t tính căa xúc tác quang TiO2. Mát sç perovskite táng hÿp bằng ph¤¢ng pháp sol – gel. BÁng hóa chÃt sÿ dāng.
So sánh ho¿t tính chuyển hóa p-xylen căa xúc tác UiO66-NH2 vãi các chÁ đá chiÁu sáng khác nhau: i) chÁ đá I: 1 đèn UV (ü = 365 nm, 8 W, 650 Lux) và 81 đèn LED (ü = 470 nm, 0,24 W/bóng, 65 Lux), ii) chÁ đá II: 176 đèn LED (ü = 470 nm, 0,24 W/bóng, 141 Lux). Tính chÃt lý – hóa và quang – hóa căa các mÁu Zn-MOF-74 và TiO2 Degusa P25. Să phā thuác căa tçc đá phÁn ąng quang oxy hóa p-xylene trên màng mång xúc tác UiO66-NH2 và LaFeO3 vào áp suÃt riêng phÅn căa p-xylene (PO2 =196 hPa; PH2O = 17 hPa và PCO2 = 10 hPa, § = 1,88ô10-4 E/h). Să phā thuác căa tçc đá phÁn ąng quang oxy hóa p-xylene trên màng mång xúc tác UiO66-NH2 vào áp suÃt riêng phÅn căa oxy (X = 0,3; Pxyl = 3,91 o hPa, PH2O = 11 hPa, PCO2 = 0 hPa, nhiát đá phòng, F = 1,8808.
Să phā thuác căa tçc đá phÁn ąng quang oxy hóa p-xylene trên màng mång xúc tác UiO66-NH2 vào áp suÃt riêng phÅn căa h¢i n¤ãc ( Pxyl = 3,91 hPa, o PCO o = 0 hPa, PO = 210 hPa, nhiát đá phòng, F = 1,8808. Să phā thuác căa tçc đá phÁn ąng quang oxy hóa p-xylene trên màng mång xúc tác UiO66-NH2 vào áp suÃt riêng phÅn căa carbondioxide. Să phā thuác căa tçc đá phÁn ąng quang oxy hóa p-xylene (r) vào c¤ång đá ánh sáng (F) trên màng mång các xúc tác UiO66-NH2 và LaFeO3 (X = 0,3, Pxyl = o 3,91 hPa, PH2O = 11 hPa, PCO2 = 0 hPa, PO2 = 210 hPa, nhiát đá phòng). Giá trá các hằng sç đáng hãc trong ph¤¢ng trình 4.114 DANH MĀC HÌNH Hình 1.
Quá trình quang oxy hóa xúc tác. CÃu trúc perovskite ABO3 lÃp ph¤¢ng lý t¤çng (a) và să sÅp xÁp các bát dián trong cÃu trúc perovskite lÃp ph¤¢ng lý t¤çng (b). S¢ đß nguyên lý há thçng nghiên cąu đáng hãc phÁn ąng dòng vi l¤ÿng tuÅn hoàn không gradient. Đß thá biểu dißn l¤ÿng p-xylene chuyển hóa trong 60 phút.
GiÁn đß XRD (a), phá FTIR (b) căa các xúc tác LaMnO3 có tß lá tiền chÃt khác nhau và phá UV – VIS (c), đß thá Tauc (d) căa mÁu 1La1Mn. Ành TEM (a, b, c) và SEM (a9, b9, c9) căa perovskite LaMnO3 vãi tß lá La:Mn khác nhau. Ho¿t tính xúc tác LaMnO3 vãi tß lá tác chÃt khác nhau trong phÁn ąng quang oxy hóa p-xylene. Tính chÃt lý-hóa căa LaMnO3 đ¤ÿc xÿ lý điều kián khác nhau.
Phá XPS căa mÁu LaMn-500-2: (a) phá kÁt hÿp, (b) La 3d, (c) Mn 2p, (d) O 1s. Ành SEM (a, b, c, d, e) và TEM (a9, b9, c9, d9, e9) căa các mÁu LaMn nung ç nhiát đá và thåi gian khác nhau. Phá UV-Vis và đß thá Tauc căa xúc tác LaMnO3 xÿ lý ç các nhiát đá nung khác nhau trong 2 giå (a, a9) và ç 500 C ç thåi gian khác nhau (b, b9). Phá đß đo đá dày màng căa xúc tác LaMnO3-500-2.
Hiáu suÃt phân huỷ căa p-xylene ç 60 phút vãi xúc tác LaMnO3 d¿ng màng mång vãi nung ç điều kián khác nhau (V = 3 L/h, mxt = 15 mg, Cx = 19 mg/L, Cn = 15,2 mg/L, Co = 300 mg/L, ánh sáng UV+LED = 1,8808. Hiáu suÃt phân huỷ p-xylene vãi xúc tác LaMnO3 d¿ng màng mång ç 60 phút vãi: a) hàm l¤ÿng h¢i n¤ãc khác nhau (V = 3 L/h, mxt = 15 mg, Cx = 19 mg/L, Co= 300 mg/L); b) hàm l¤ÿng oxy khác nhau (V = 3 L/h, mxt = 15 mg, Cx = 19 mg/L, Cn = 15,2 mg/L, ánh sáng UV+LED = 1,8808. GiÁn đß XRD (a), phá FT-IR (b) và đß thá Tauc (c) căa perovskite LaFeO3 điều chÁ vãi tß lá tiền chÃt khác nhau. Ành SEM (a, b, c) và TEM (a9, b9, c9) căa perovskite LaFeO3 điều chÁ vãi tß lá tiền chÃt khác nhau.
Đá chuyển hóa căa p-xylene theo thåi gian phÁn ąng (a) và hiáu suÃt chuyển hóa trong 60 phút trên các xúc tác LaFeO3 vãi tß lá tác chÃt khác nhau. GiÁn đß XRD (a, b), phá FT-IR (c) căa các mÁu LaFe nung 2 h ç nhiát đá nung khác nhau và nung ç 500 oC trong thåi gian khác nhau.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Quang oxy hóa p-xylene: Xúc tác màng mỏng năng lượng vùng cấm thấp" nghiên cứu về vấn đề gì?
Quang oxy hóa p-xylene sử dụng xúc tác màng mỏng có năng lượng vùng cấm thấp, nâng cao hiệu suất phản ứng hóa học.
Luận án "Quang oxy hóa p-xylene: Xúc tác màng mỏng năng lượng vùng cấm thấp" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Năm bảo vệ: 2023.
Luận án "Quang oxy hóa p-xylene: Xúc tác màng mỏng năng lượng vùng cấm thấp" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Quang oxy hóa p-xylene: Xúc tác màng mỏng năng lượng vùng cấm thấp" thuộc chuyên ngành Hóa vô cơ. Danh mục: Năng Lượng & Môi Trường.
Luận án "Quang oxy hóa p-xylene: Xúc tác màng mỏng năng lượng vùng cấm thấp" có bao nhiêu trang?
Luận án "Quang oxy hóa p-xylene: Xúc tác màng mỏng năng lượng vùng cấm thấp" có 187 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Quang oxy hóa p-xylene: Xúc tác màng mỏng năng lượng vùng cấm thấp" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.