Luận án tiến sĩ nghiên cứu biến tính bentonit và ứng dụng để hấp phụ xúc tác phâ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ DIỆU CẨM NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BENTONIT VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ HẤP PHỤ, XÚC TÁC PHÂN HUỶ CÁC HỢP CHẤT PHENOL TRONG NƯỚC BỊ Ô NHIỄM LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC Hà Nội – 2011 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ DIỆU CẨM NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH BENTONIT VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ HẤP PHỤ, XÚC TÁC PHÂN HUỶ CÁC HỢP CHẤT PHENOL TRONG NƯỚC BỊ Ô NHIỄM Chuyên ngành: Hóa môi trường Mã số: 62 44 41 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS. Nguyễn Văn Nội PGS. Nguyễn Đình Bảng Hà Nội - 2011 0 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm ơn Mục lục…………………………………………………………………………….1 Danh mục các chữ viết tắt………………………………………………………….5 Danh mục các bảng biểu…………………………………………………………….7 Danh mục các hình ảnh………………………………………………………. Giới thiệu về Bentonit.

Nguồn tài nguyên bentonit ở Việt Nam. Ứng dụng Bentonit trong lĩnh vực xử lý môi trường .Vật liệu sét hữu cơ. Giới thiệu vật liệu sét hữu cơ. Tổng hợp sét hữu cơ.

Vật liệu nano TiO2 biến tính và vật liệu nano TiO2 biến tính phân tán trên pha nền Bentonit. Vật liệu nano TiO2 và vật liệu nano TiO2 biến tính. Vật liệu nano TiO2. Biến tính vật liệu nano TiO2.

Một số phương pháp điều chế TiO2 và TiO2 biến tính. Ứng dụng tính chất quang xúc tác của vật liệu TiO2 và TiO2 biến tính. Tính chất quang xúc tác và cơ chế phân huỷ các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm của TiO2. Tính chất quang xúc tác và cơ chế phân huỷ các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm của vật liệu nano TiO2 biến tính.

Động học của quá trình quang xúc tác trên TiO2. Vật liệu nano TiO2 biến tính phân tán trên pha nền Bentonit. Ưu điểm của việc phân tán vật liệu nano TiO2 biến tính trên pha nền Bentonit. Một số phương pháp phân tán xúc tác trên chất nền.

41 1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Tổng quan về các hợp chất phenol và các phương pháp xử lý. Tổng quan về các hợp chất phenol. Giới thiệu một số thành tựu xử lý các hợp chất phenol.

Tổng hợp vật liệu. Tổng hợp Bent- BHDDMA (Bent – BH). Tổng hợp Bent- DMDOA (Bent – DM). Tổng hợp Bent- BSDMA (Bent – BS) .Tổng hợp Bent – BH, Bent – DM và Bent - BS ở điều kiện khác nhau.

Tổng hợp xúc tác Ag-TiO2 /Bent bằng phương pháp sol – gel có sử dụng dung môi. Tổng hợp TiO2. Tổng hợp Ag - TiO2. Tổng hợp xúc tác Ag-TiO2 /Bent.

Tổng hợp xúc tác Ag-TiO2 /Bent ở các điều kiện khác nhau. Tổng hợp xúc tác Ag-TiO2 /Bent bằng phương pháp sol – gel không sử dụng dung môi. Tổng hợp TiO2. Tổng hợp Ag - TiO2.

Tổng hợp xúc tác Ag-TiO2 /Bent. Tổng hợp xúc tác Ag-TiO2 /Bent ở các điều kiện khác nhau. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp phụ.

Phương pháp nhiễu xa ̣ Rơnghen (XRD). Phương pháp phân tích nhiệt (TG-DTA). Phương pháp phổ hồng ngoại (IR). Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM).

Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Phương pháp tán xạ năng lươ ̣ng tia X (EDX). Phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis. Phương pháp quang điện tử tia X (XPS).

Phương pháp xác định dung lượng trao đổi cation của Bentonit ……… 59 2. Quá trình làm giàu Bentonit. Khảo sát khả năng hấp phụ của Bent - hữu cơ. 59 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.

Đường chuẩn xác định nồng độ các hợp chất phenol. Thí nghiệm khảo sát dung lượng hấp phụ của Bent – hữu cơ. Thí nghiệm khảo sát hoạt tính của xúc tác. Phân tích sản phẩm phản ứng bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. Đặc trưng Bentonit Thanh Hoá. Đặc trưng Bent – hữu cơ. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp Bent-BH.

Ảnh hưởng của lượng BHDDMA. Ảnh hưởng của pH huyền phù Bentonit. Ảnh hưởng của nhiệt độ. Ảnh hưởng của thời gian tổng hợp.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp Bent – DM và Bent - BS. Ảnh hưởng của lượng muối amoni hữu cơ. Ảnh hưởng của pH huyền phù Bentonit. Ảnh hưởng của nhiệt độ.

Ảnh hưởng của thời gian tổng hợp. Hấp phụ các hợp chất phenol trên Bent – hữu cơ. Dung lượng hấp phụ của Bent – BH. Dung lượng hấp phụ của Bent – BS.

Dung lượng hấp phụ của Bent - DM. Bàn luận về cơ chế hấp phụ của các hợp chất phenol trên Bent - hữu cơ. Nghiên cứu đặc trưng xúc tác. Đặc trưng vật liệu T, AT và ATB.

Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD). Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TG-DTA). Phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis. Phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX).

Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM). Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Phương pháp hấp phụ - giải hấp phụ N2. Phương pháp phổ quang điện tử tia X (XPS).

103 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Đặc trưng vật liệu T’, AT’ và ATB’. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD). Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM).

Phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis. Phương pháp tán xạ năng lượng tia X (EDX). Khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu ATB7(2. Ảnh hưởng của các điều kiện thực nghiệm đến sự phân huỷ phenol.

Ảnh hưởng của pH. Ảnh hưởng nồng độ H2O2 đến khả năng phân huỷ phenol. Ảnh hưởng lượng xúc tác. Ảnh hưởng của điều kiện tổng hợp các mẫu T, AT và ATB đến sự phân huỷ phenol.

Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến hoạt tính xúc tác của vật liệu. Ảnh hưởng của lượng Ag đến hoạt tính xúc tác của vật liệu. Ảnh hưởng của thời gian nung đến hoạt tính xúc tác của vật liệu. Hoạt tính quang xúc tác của ATB7(2.5)2 đối với sự phân huỷ các hợp chất phenol.

Bàn luận về cơ chế hoạt động của xúc tác ATB7(2.5)2 trong phản ứng phân huỷ phenol. Khả năng khoáng hoá hoàn toàn phenol và phenol đỏ. Xử lý mẫu nước thải dệt nhuộm làng nghề Dương Nội. 130 DANH MỤC CÁC BÀI BÁO CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN…………………………………………………………….132 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………….148 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT Kí hiệu Tên đầy đủ Liên quan đến vật liệu tổng hợp 1 AT Ag – TiO2 2 ATx Ag – TiO2 (x, nhiệt độ nung) 3 ATB Ag – TiO2/Bent 4 ATBx Ag – TiO2/Bent (x, nhiệt độ nung) 6 ATBx(y) Ag – TiO2/Bent (y, lượng Ag ) 7 ATBx(y)z Ag – TiO2/Bent (z, thời gian nung) 8 ATB7(2.5)2 Ag(2,5%) – TiO2/Bent (700oC trong 2 giờ) 9 Bent Bentonit 10 BHDDMA Benzyl hexadecyl dimetyl amoni clorua 11 BSDMA Benzyl stearyl dimetyl amoni clorua 12 DMDODA Dimetyl dioctadecyl amoni clorua 13 Bent - BH Bentonit - Benzyl hexadecyl dimetyl amoni 14 Bent - BS Bentonit - Benzyl stearyl dimetyl amoni 15 Bent - DM Bentonit - Dimetyl Dioctadecyl amoni 16 Bent - BH0.5 Bent – BH (lượng BH = 50% CEC của Bent) 17 Bent - BH0.75 Bent – BH (lượng BH = 75% CEC của Bent) 18 Bent - BH1.0 Bent – BH (lượng BH = 100% CEC của Bent) 19 Bent - BH1.25 Bent – BH (lượng BH = 125% CEC của Bent) 20 Bent - BS1.50 Bent – BH (lượng BH = 150 % CEC của Bent) 21 Bent - DM1.00 Bent – BH (lượng BH = 100% CEC của Bent) 22 CEC Cation exchange capacity 23 DB 53 Direct blue 53 24 MMT Montmorillonit 25 TIOT Tetra isopropyl octo titanat 26 T TiO2 27 Tx TiO2 (x, nhiệt độ nung) Các chữ viết tắt khác 28 A Anatase 29 ATP Adenosine triphosphat 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 30 BET Brunauer-Emmett-Teller 31 BJH Brunauer-Joyner-Halenda 32 CB Conduction band 33 EDX Energy Dispersive analysis of X-rays 34 Ebg Năng lượng vùng cấm 35 DTA Differential Thermal Analysis 36 HPLC High Performance Liquid Chromatography 37 HR - TEM High Resolution - Transmission Electron Microscopy 38 FIB - SEM Focused Ion Beam - Scanning Electron Microscopy 39 IR Infrared spectroscopy 40 IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry 41 MQTB Mao quản trung bình 42 MT Mặt trời 43 R Rutile 44 SEM Scanning Electron Microscopy 45 TGA Thermogravimetric Analysis 46 VB Valence band 47 UV-VIS Ultra violet- Visible 48 XRD X-Ray Diffraction 49 XPS X-ray Photoelectron Spectroscopy 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.

Ảnh hưởng của độ dài mạch ankyl đến khoảng cách lớp d001. Sự phụ thuộc d001 của sét hữu cơ vào lượng muối amoni hữu cơ bị hấp phụ. Sét hữu cơ được tổng hợp từ Bent và các hợp chất hữu cơ khác nhau. Một số thông số vật lý của TiO2 ở dạng anatase và rutile.

Thế oxi hóa của các gốc tự do và các chất oxi hoá phổ biến. Hằng số tốc độ phản ứng của O3 và kHO•. Các hóa chất sử dụng trong luận án……………………………………. Thành phần khoáng học của mẫu Bentonit Thanh Hoá sau khi làm giàu 63 Bảng 3.

Thành phần hoá học của mẫu Bentonit Thanh Hoá trước khi làm giàu. Các thành phần chính trong mẫu Bentonit Thanh Hoá sau khi làm giàu. Ảnh hưởng của lượng BHDDMA đến giá trị d001 và hiệu suất hấp phụ phenol đỏ của Bent - BH. Ảnh hưởng của pH huyền phù Bent đến giá trị d001 và hiệu suất hấp phụ phenol đỏ của Bent – BH1.

Ảnh hưởng của nhiệt độ tới giá trị d001 và hiệu suất hấp phụ phenol đỏ của Bent – BH1. Ảnh hưởng của thời gian tổng hợp đến giá trị d001 của Bent – BH1.25 và hiệu suất hấp phụ phenol đỏ của Bent – BH1. Sự phụ thuộc khoảng cách lớp của Bent – hữu cơ vào hàm lượng muối muối amoni hữu cơ. Ảnh hưởng pH của huyền phù Bent đến giá trị d001 của Bent – hữu cơ.

Ảnh hưởng nhiệt độ tới giá trị d001 của Bent – hữu cơ. Ảnh hưởng của thời gian tổng hợp đến giá trị d001 của Bent – hữu cơ. Điều kiện tối ưu tổng hợp Bent – BH, Bent – DM và Bent – BS. Kết quả khảo sát sự phụ thuộc dung lượng hấp phụ vào nồng độ đầu của các hợp chất phenol trên Bent – BH1.

Các giá trị hằng số Langmuir đối với sự hấp phụ các hợp chất phenol trên Bent – BH1. 82 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.