Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng cấu trúc vật liệu sét chống Ti cấy thêm Ce và ứng dụng làm xúc tác cho quá trình xử lý màu trong nước thải dệt nhuộm

Nghiên cứu tổng hợp, đặc trưng cấu trúc vật liệu sét chống Ti cấy thêm Ce và ứng dụng làm xúc tác cho quá trình xử lý màu trong nước thải dệt nhuộm

Tác giả: Hoàng Thu Trang

Lĩnh vực: Hóa môi trường

Nội dung tài liệu:

Luận văn này tập trung nghiên cứu tổng hợp và đặc trưng cấu trúc của vật liệu sét được biến tính bằng titan đioxit (TiO2) có cấy thêm nguyên tố Cerium (Ce). Mục đích chính là khám phá khả năng ứng dụng của vật liệu này làm chất xúc tác quang trong quá trình xử lý màu từ nước thải dệt nhuộm.

Nghiên cứu đã tiến hành tổng hợp vật liệu TiO2 nano và các biến thể của nó, bao gồm cả việc pha tạp Ce. Các phương pháp như sol-gel, thủy phân, và các kỹ thuật biến tính khác đã được áp dụng để điều chế vật liệu. Các tính chất cấu trúc và quang học của vật liệu đã được khảo sát bằng nhiều phương pháp phân tích hiện đại như XRD, UV-Vis, EDX, SEM, TEM. Đặc biệt, luận văn đi sâu vào cơ chế quang xúc tác của TiO2 và ảnh hưởng của việc biến tính bằng Ce đến hiệu quả xử lý màu. Các yếu tố như pH, nhiệt độ, và thành phần vật liệu đã được xem xét để tối ưu hóa quá trình xử lý.

Kết quả nghiên cứu cung cấp những hiểu biết sâu sắc về mối liên hệ giữa cấu trúc và hoạt tính xúc tác của vật liệu biến tính, mở ra tiềm năng ứng dụng trong việc xử lý ô nhiễm môi trường, đặc biệt là nước thải dệt nhuộm.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU
• Chương 1 – TỔNG QUAN
• 1.1. Vật liệu TiO2 nano và TiO2 nano biến tính
• 1.1.1. Vật liệu TiO2 (Titan đioxit)
• 1.1.2. Vật liệu TiO2 nano biến tính
• 1.1.2.1. Vật liệu TiO2 được biến tính bởi các kim loại
• 1.1.2.2. Vật liệu TiO2 được biến tính bởi các nguyên tố phi kim
• 1.1.2.3. Các vật liệu TiO2 nano được biến tính bởi hỗn hợp
• 1.1.2.4. Vật liệu TiO2 biến tính bởi Ce
• 1.1.3. Cơ chế quang xúc tác của TiO2 nano trong xử lý chất ô nhiễm
• 1.1.4. Phương pháp sol-gel điều chế TiO2 nano biến tính
• 1.2. Giới thiệu về bentonite và bentonite chống Titan cấy thêm Ce
• 1.2.1. Bentonite
• 1.2.2. Bentonite chống kim loại
• 1.2.3. Vật liệu bentonite chống Titan cấy thêm Ce
• 1.3. Giới thiệu về phẩm nhuộm
• 1.3.1. Phân loại thuốc nhuộm
• 1.3.2. Xử lý nước thải dệt nhuộm
• Chương 2 – THỰC NGHIỆM
• 2.1. Hóa chất và dụng cụ, trang thiết bị thí nghiệm
• 2.1.1. Hóa chất
• 2.1.2. Dụng cụ và trang thiết bị
• 2.2. Tổng hợp vật liệu
• 2.2.1. Tổng hợp TiO2 nano
• 2.2.2. Tổng hợp TiO2 nano cấy thêm Ce
• 2.2.3. Tổng hợp bentonite chống Ti pha tạp Ce
• 2.3. Xác định một số tính chất cơ bản của bentonit-Na
• 2.3.1. Xác định dung lượng trao đổi cation ( CEC)
• 2.3.2. Xác định độ trương nở
• 2.4. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu
• 2.4.1. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD– X-Rays Diffraction)
• 2.4.2. Phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis
• 2.4.3. Phổ hồng ngoại (IR)
• 2.4.4. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.4.6. Phương pháp tán xạ năng lượng tia X (EDX-Energy-dispersive X-ray spectroscopy)
• 2.4.7. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp phụ N2
• 2.5. Khảo sát khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của vật liệu
• 2.5.1. Chuẩn bị dung dịch
• 2.5.2. Đường chuẩn xác định nồng độ phẩm nhuộm
• 2.5.3. Khảo sát khả năng xử lý phẩm màu của vật liệu TiO2 và TiO2 cấy thêm Ce
• 2.5.4.Khảo sát khả năng xử lý phẩm màu của vật liệu bentonite chống Ti cấy thêm Ce
• 2.5.5. Đánh giá hiệu xuất xử lý phẩm màu của vật liệu
• 2.6. Thuốc nhuộm dùng trong thí nghiệm
• 2.7. Nguồn sáng mô phỏng ánh sáng khả kiến
• Chương 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả nghiên cứu cấu trúc vật liệu của TiO2 nano và TiO2 cấy thêm Ce
• 3.1.1. Kết quả phổ nhiễu xạ tia X
• 3.1.2. Kết quả phổ UV- Vis
• 3.1.3. Kết quả phổ tán xạ năng lượng EDX
• 3.2. Kết quả nghiên cứu cấu trúc vật liệu bentonite chống Ti cấy thêm Ce
• 3.2.1. Kết quả phổ nhiễu xạ tia X
• 3.2.2. Kết quả phổ UV- Vis
• 3.2.3. Kết quả phổ tán xạ năng lượng EDX
• 3.2.4. Cấu tạo bề mặt sét hữu cơ qua kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 3.2.5. Kết quả ảnh hiển vi điện tử truyền qua TEM
• 3.2.6. Diện tích bề mặt riêng của bentonit và Bent-TiO2-Ce-450 (Bent 1)
• 3.3. Kết quả khảo sát khả năng xử lý phẩm màu của TiO2 cấy thêm Ce và bentonite chống Ti cấy thêm Ce
• 3.3.1. Ảnh hưởng của pH đến khả năng xử lý phẩm của vật liệu TiO2-0,40%Ce-450 và Bent 1
• 3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến khả năng xử lý phẩm của vật liệu TiO2-0,40%Ce-450 và Bent 1
• 3.3.3. Ảnh hưởng của thành phần vật liệu xúc tác đến khả năng xử lý phẩm màu
• 3.3.4. Khả năng xử lý phẩm trong bóng tối của vật liệu
• 3.3.5. Khả năng oxi hóa các hợp chất hữu cơ của vật liệu xúc tác
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC