Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Tâm NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH QUẶNG ILMENITE ĐÃ ĐƢỢC LÀM GIÀU BẰNG N VÀ S ĐỂ ỨNG DỤNG XỬ LÝ CÁC CHẤT HỮU CƠ Ô NHIỄM TRONG VÙNG KHẢ KIẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2015 Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Tâm NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH QUẶNG ILMENITE ĐÃ ĐƢỢC LÀM GIÀU BẰNG N VÀ S ĐỂ ỨNG DỤNG XỬ LÝ CÁC CHẤT HỮU CƠ Ơ NHIỄM TRONG VÙNG KHẢ KIẾN Chun ngành: Hóa mơi trƣờng Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN MINH PHƢƠNG Hà Nội – 2015 Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Luận văn hồn thành Phịng Thí nghiệm Hóa Mơi trường , Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Minh Phương, người trực tiếp giao cho em đề tài hướng dẫn em tận tình trình thực Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Đình Bảng ln nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực đề tài Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến anh, chị em sinh viên PTN Hóa mơi trường, Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQG Hà Nội tận tình bảo, quan tâm tạo điều kiện cho em thời gian thực hiên đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2015 Học viên Trần Thị Tâm Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Vật liệu nano TiO2 vật liệu nano TiO2 biến tính 1.1.1 Vật liệu nano TiO2 1.1.2 Vật liệu nano TiO2 biến tính 1.1.3 Một số phƣơng pháp điều chế vật liệu nano TiO2 nano TiO2 biến tính 13 1.2 Ứng dụng trình quang xúc tác sử dụng TiO2 xử lý ô nhiễm môi trƣờng 14 1.3 Tổng quan quặng ilmenit số phƣơng pháp điều chế TiO từ tinh quặng ilmenit 16 1.3.1 Tổng quan quặng ilmenit 16 1.3.2 Một số phƣơng pháp làm giàu quặng Ilmenite 18 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 24 2.1 Dụng cụ hóa chất 24 2.1.1 Hóa chất 24 2.1.2 Dụng cụ 24 2.2 Đối tƣợng phƣơng pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 25 - Quặng Ilmenite: 25 - Rhodamine B: 25 2.2.2 Một số phƣơng pháp xác định cấu trúc đặc trƣng vật liệu 26 Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp 2.3 Tổng hợp vật liệu 29 2.3.1 Tổng hợp vật liệu TiO2 29 2.3.2 Tổng hợp vật liệu TiO2 biến tính N, S 29 2.3.3 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác vùng khả kiến vật liệu 32 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1.Khảo sát hoạt tính quang xúc tác vật liệu đƣợc tổng hợp theo ccs phƣơng pháp khác 34 3.2 Khảo sát điều kiện tối ƣu cho trình tổng hợp vật liệu 35 3.2.1 Khảo sát tỉ lệ Thioure/TiO2 35 3.2.2 Khảo sát điều kiện trình thủy nhiệt 36 3.2.3 Khảo sát ảnh hƣởng chế độ nung 43 3.3 Khảo sát đặc trƣng vật liệu 48 3.3.3 Hình thái cấu trúc bề mặt vật liệu - ảnh hiể n vi điê ̣n tƣ̉ quét SEM 51 3.4 Khảo sát khả ứng dụng thực tế vật liệu 51 3.4.1 Khảo sát khả tái sử dụng vật liệu 51 3.3.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác vật liệu điều kiện ánh sáng mặt trời 52 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 4.1 Kết luận 54 4.2 Kiến nghị 54 Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cấu trúc tinh thể dạng thù hình TiO2 Hình 1.2 : Cấu trúc vùng hóa trị vùng dẫn chất bán dẫn Hình 1.5: Năng lƣợng vùng cấm giảm nhờ biến tính với Nitơ 12 Hình 1.6: Sơ đồ công nghệ làm giàu quặng ilmenite phƣơng pháp axit sunfuric19 Hình 1.7: Sơ đồ điều chế TiCl4 21 Hình 1.8: Sơ đồ công nghệ điều chế TiO2 từ quặng ilmenite theo phƣơng pháp amoniflorua 23 Hình 2.1 Cơng thức cấu tạo RhB 25 Hình 2.3: Nhiễu xạ tia X theo mơ hình Bragg 27 Hình 2.4: Sơ đồ tổng hợp vật liệu N,S-TiO2 theo phƣơng pháp đồng kết tủa 30 Hình 2.5: Sơ đồ tổng hợp N,S-TiO2 theo phƣơng pháp thủy nhiệt 31 Hình 2.6: Đƣờng chuẩn xác định nồng độ RhB 33 Hình 3.1 So sánh hoạt tính vật liệu biến tính theo phƣơng pháp 1, vật liệu khơng biến tính 34 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hƣởng tỉ lệ % khối lƣợng thioure/TiO2 đến hiệu suất phân hủy RhB 35 Hình 3.3: Phổ UV-Vis mẫu vật liệu 36 Hình 3.4: Ảnh hƣởng nhiệt độ thủy nhiệt tới hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 38 Hình 3.5: Phổ XRD mẫu N,S-TiO2 đƣợc tổng hợp nhiệt độ thủy nhiệt khác 38 Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp Hình 3.6: Ảnh hƣởng thời gian thủy nhiệt tới hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 40 Hình 3.7: Ảnh SEM mẫu N,S-TiO2đƣợc tổng hợp thời gian thủy nhiệt khác 40 Hình 3.8: Phổ XRD mẫu N,S-TiO2 đƣợc tổng hợp thời gian thủy nhiệt khác 41 Hình 3.9: Ảnh hƣởng thể tích dung mơi NH3 (30%) trình thủy nhiệt tới hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 42 Hình 3.10: Ảnh hƣởng nhiệt độ nung tới hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 44 Hình 3.11: Ảnh SEM mẫu vật liệu N,S-TiO2 tổng hợptại nhiệt độ nung khác 45 Hình 3.12: Giản đồ XRD mẫu vật liệu nung nhiệt độ khác 45 Hình 3.13: Ảnh hƣởng thời gian nung tới hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 47 Hình 3.14: Phổ XRD mẫu vật liệu N,S-TiO2 tổng hợp theo thời gian nung khác 47 Hình 3.15: Ảnh SEM mẫu vật liệu N,S-TiO2 tổng hợp 48 theo thời gian nung khác 48 Hình 3.16: Phổ EDX bột sản phẩm N,S-TiO2 49 Hình 3.17: Giản đồ XRD vật liệu N,S-TiO2 50 Hình 3.18 Ảnh SEM bột sản phẩm N,S-TiO2 nano 51 Hình 3.19: Hoạt tính vật liệu N,S-TiO2 dƣới ánh sáng mặt trời 53 Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số tính chất vật lý tinh thể rutile anatase Bảng 1.2: Trữ lƣợng Ilmenit số nƣớc giới 17 Bảng 2.1: Nồng độ dãy chuẩn RhB 32 Bảng 3.1: Ảnh hƣởng tỉ lệ % khối lƣợng Thioure/TiO2 35 đến hiệu suất phân hủy RhB 35 Bảng 3.2: Ảnh hƣởng nhiệt độ thủy nhiệt tới hiệu suất phân hủy RhB 37 vật liệu N,S-TiO2 37 Bảng 3.3: Ảnh hƣởng thời gian thủy nhiệt tới hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 39 Bảng 3.4: Ảnh hƣởng lƣợng dung môi NH3 trình thủy nhiệt tới hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 42 Bảng 3.5: Ảnh hƣởng nhiệt độ nung tới hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,STiO2 44 Bảng 3.6: Ảnh hƣởng thời gian nung tới hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 46 Bảng 3.7: Thành phần nguyên tố mẫu vật liệu N,S-TiO2 49 Bảng 3.8: Khả tái sử dụng vật liệu sau lần sử dụng 51 Bảng 3.8: Hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 dƣới ánh sáng mặt trời 52 Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp PHỤ LỤC Giản đồ XRD mẫu N,S-TiO2 thủy nhiệt 2000C 58 Giản đồ XRD mẫu N,S-TiO2 thủy nhiệt 1500C 1h 59 Giản đồ XRD mẫu N,S-TiO2 thủy nhiệt 1500C 8h 59 Giản đồ XRD mẫu N,S-TiO2 nung 6000C 60 Giản đồ XRD mẫu N,S-TiO2 nung 4000C 1h 61 Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Tiếng anh Tiếng việt Abs Absorbance Độ hấp thụ quang Eg Energy gap Năng lƣợng vùng cấm CB Conduction band Vùng dẫn VB Valence band Vùng hóa trị RhB Rhodamine B Rhodamine B Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 10 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp Hình 3.13: Ảnh hưởng thời gian nung tới hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 Hình 3.13 cho thấy, thời gian nung có ảnh hƣởng đến hiệu suất phân hủy RhB Khi tăng thời gian nung hiệu suất phân hủy RhB tăng sau lại giảm, đạt cực đại thời gian nung 2h Khi tăng thời gian nung 4000C (1-2h) trình chuyển pha từ vơ định hình thành anata đạt mức độ tăng dần thời gian nung đạt 2h q trình chuyển pha xảy gần nhƣ hồn toàn Điều đƣợc nhận thấy từ kết chụp phổ XRD mẫu vật liệu đƣợc nung với thời gian khác Kết đƣợc trình bày hình 3.14 Hình 3.14: Phổ XRD mẫu vật liệu N,S-TiO2 tổng hợp theo thời gian nung khác Thời gian nung kéo dài dẫn tới tƣợng kết tụ làm tăng kích thƣớc hạt, làm giảm hiệu suất quang xúc tác Kết phù hợp với ảnh SEM thu đƣợc từ mẫu vật liệu có thời gian nung khác hình 3.15 1h nung Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 2h nung 47 4h nung Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp Hình 3.15: Ảnh SEM mẫu vật liệu N,S-TiO2 tổng hợp theo thời gian nung khác Quá trình khảo sát điều kiện nung thu đƣợc điều kiện tổng hợp vật liệu tối ƣu nhƣ sau: Nhiệt độ nung: 4000C, thời gian nung: 2h 3.3 Khảo sát đặc trƣng vật liệu Vật liệu N,S-TiO2 đƣợc điều chế theo phƣơng pháp thủy nhiệt với điều kiện tối ƣu: + Tỷ lệ % khối lƣợng Thioure/TiO2 là: 25% + Nhiệt độ thủy nhiệt: 150oC + Thời gian thủy nhiệt: 2h + Áp suất thủy nhiệt P=27.8Mpa ( sử dụng 10ml NH3 30% cho bình dung tích 200ml) + Nhiệt độ nung: 400oC + Thời gian nung: 2h Các đặc trƣng vật liệu N,S-TiO2 đƣợc xác định thu đƣợc kết sau 3.3.1 Thành phần nguyên tố vật liệu – phổ tán xạ EDX Để xác định thành phần nguyên tố vật liệu, tiến hành chụp phổ EDX Kết đƣợc hình 3.16 dƣới đây: Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 48 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp Hình 3.16: Phổ EDX bột sản phẩm N,S-TiO2 Tỉ lệ thành phần nguyên tố đƣợc bảng 3.7 sau Bảng 3.7: Thành phần nguyên tố mẫu vật liệu N,S-TiO2 Element Weight % Atomic % Net Int NK 0,6 1,06 21,6 0,12 OK 45,56 70,2 826,12 0,01 SiK 2,4 2,11 461,11 0,01 SK 0,62 0,48 121,63 0,08 TiK 50,82 26,15 5903,9 Kết phổ EDX cho thấy thành phần nguyên tố vật liệu có mặt nguyên tố N, S Thành phần phần trăm khối lƣợng S vật liệu 0,62%, N 0,6% Nhƣ nói đƣa thành công nguyên tố N,S vào cấu trúc mạng tinh thể TiO2 Bên cạnh Ti O có chứa thành phần phần trăm khối lƣợng lớn, cịn xuất thêm Si chiếm 2,4% khối lƣợng Si thành phần có nguồn nguyên liệu dung dịch ban đầu Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 49 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp 3.3.2 Thành phần pha vật liệu - phổ XRD Hình 3.17: Giản đồ XRD vật liệu N,S-TiO2 Từ giản đồ XRD hình 3.18 cho thấy pic đặc trƣng cho cấu trúc TiO2 dạng anatas vị trí 2θ = 25,30 ; 37,80; 48o; 53,90o ; 55o 62,52o Nhƣ sau biến tính cấu trúc pha anatas khơng thay đổi Kích thƣớc hạt tính theo phƣơng trình Debye Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 50 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp – Scherre 15,2nm Kết cho thấy vật liệu thu đƣợc có kích thƣớc hạt nano cấu trúc TiO2 hầu hết dạng anatas 3.3.3 Hình thái cấu trúc bề mặt vật liệu - ảnh hiể n vi điêṇ tƣ̉ quét SEM Hình 3.18 Ảnh SEM bột sản phẩm N,S-TiO2 nano Từ hình cho thấy bề mặt vật liệu tƣơng đối đồng nhất, hạt TiO2 có kích thƣớc đồng 3.4 Khảo sát khả ứng dụng thực tế vật liệu 3.4.1 Khảo sát khả tái sử dụng vật liệu Ƣu điểm vật liệu quang xúc tác khả tái sử dụng nhiều lần, việc thu hồi tái sử dụng xúc tác giúp giảm lƣợng lớn chi phí đầu tƣ cho việc tổng hợp vật liệu Vì vậy, chúng tơi tiến hành khảo sát khả thu hồi tái sử dụng vật liệu Kết khảo sát đƣợc thể bảng 3.8 Bảng 3.8: Khả tái sử dụng vật liệu sau lần sử dụng Khối lƣợng vật Phần trăm Hiệu suất phân liệu thu hồi (g) thu hồi (%) hủy RhB (%) Lần 0,1867 93,4 99,4 Lần 0,1743 87,2 98,6 Lần 0,1681 84,1 98 Lần 0,1602 80,1 97,5 Lần sử dụng Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 51 Ngành Hóa môi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp Kết thí nghiệm cho thấy xúc tác cho hiệu xử lý RhB tốt sau lần sử dụng 3.3.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác vật liệu điều kiện ánh sáng mặt trời Thí nghiệm đƣợc tiến hành vào ngày 17/5/2015, thời gian từ 13 đến 15 30 phút, sân khoa Hóa học – 19, Lê Thánh Tơng, nhiệt độ trung bình khoảng 380C) Kết thu đƣợc thể bảng 3.8 hình 3.19 Bảng 3.8: Hiệu suất phân hủy RhB vật liệu N,S-TiO2 dƣới ánh sáng mặt trời Thời gian chiếu Hiệu Suất phân hủy RhB(%) Chiếu đèn Sử dụng lƣợng compact ánh sáng mặt trời 30 (tối) 13,7 13,8 30 78,4 87,8 60 97,1 98,2 90 98,1 99,3 120 99,2 99,8 sáng(phút) Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 52 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp Tối Sáng Hiệu suất phân hủy (%) 100 80 60 ánh sáng mặt trời 40 Đèn compart 20 0 30T 30S 60S 90S 120S Thời gian chiếu sáng (phút) Hình 3.19: Hoạt tính vật liệu N,S-TiO2 ánh sáng mặt trời Kết khảo sát cho thấy hiệu suất phân hủy chất màu vật liệu dƣới ánh sáng mặt trời cao so với ánh sáng chiếu đèn compac Sau 120 phút chiếu sáng dƣới ánh sáng mặt trời, hiệu suất phân hủy chất màu RhB đạt 99,8% Từ khả tái sử dụng sử dụng nguồn sáng mặt trời cho thấy khả ứng dụng thực tiễn vào ngành xử lý môi trƣờng vật liệu N,S-TiO2 tổng hợp Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 53 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Đã đƣa đƣợc quy trình tổng hợp vật liệu N,S-TiO2 từ nguồn quặng Ilmenite nƣớc với điều kiện tối ƣu cho trình tổng hợp vật liệu Các điều kiện tối ƣu là: + Tỷ lệ % khối lƣợng Thioure/TiO2 là: 25% + Nhiệt độ thủy nhiệt: 1500C + Thời gian thủy nhiệt: 2h + Thể tích dung mơi NH3 (30%) sử dụng trình thủy nhiệt: 10ml + Nhiệt độ nung: 4000C + Thời gian nung: 2h Vật liệu thu đƣợc có đặc trƣng sau: thành phần pha chủ yếu anatas, khả hấp thụ ánh sáng vùng khả kiến đƣợc nâng cao rõ rệt, bề mặt vật liệu tƣơng đối đồng Vật liệu thể hoạt tính quang phân hủy tốt RhB, hiệu suất phân hủy RhB (20mg/l)lên tới 99% sau 120 phút chiếu sáng đèn compact Vật liệu N,S-TiO2 có hoạt tính quang xúc tác phân hủy RhB tốt sử dụng nguồn ánh sáng tự nhiên Hiệu suất xử lý RhB (20mg/l) đạt 99% sau 120 phút chiếu sáng Bên cạnh đó, khả tái sinh tốt vật liệu góp phần làm tăng khả ứng dụng thực tế vật liệu N,S-TiO2.Vật liệu N,S-TiO2 điều chế đƣợc cho hiệu xử lí tốt (đạt > 97%) sau lần sử dụng 4.2 Kiến nghị Đề tài khảo sát đƣợc điều kiện tối ƣu cho trình tổng hợp vật liệu quang xúc tác N,S-TiO2 để xử lý phẩm nhuộm Rhodamine B Tuy nhiên, cần nghiên cứu sâu yếu tố ảnh hƣởng tới trình phân huỷ RhB vật liệu nhƣ: hàm lƣợng xúc tác, pH, cƣờng độ chiếu sáng… nhƣ áp dụng thử nghiệm vật liệu để xử lý nƣớc thải thực tế Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 54 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Trần Thị Xuân Duyên, Lê Thị Sở Nhƣ (2012), “Photocatalytic activities of nitrogen-doped TiO2 synthesized by reflux method”, Science & Technology Development, T.5, tr.1 Đại học Quốc Gia TP.HCM (2010), Báo cáo tổng hợp kết khoa học công nghệ đề tài nghiên cứu chế tạo bột TiO2 kích thước nanomet ứng dụng, Mã số: KC 02.27/06-10, tr 12-13 Phạm Luận (2004), Cơ sở lý thuyết phương pháp phân tích phổ hấp thụ quang phân tử UV-Vis, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Ngô Sỹ Lƣơng (2005) “Ảnh hƣởng yếu tố q trình điều chế đến kích thƣớc hạt trung bình cấu trúc tinh thể bột TiO2”, Tạp chí khoa học ĐHQGHN, KHTN&CN T.XXI, số 2, tr21 Nguyễn Hoàng Nghị (2002), Lý thuyết nhiễu xạ tia X, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Vũ Thị Hạnh Thu (2008), Nghiên cứu chế tạo màng quang xúc tác TiO2 TiO2 pha tạp N (TiO2:N), Luận án Tiến sĩ Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên- ĐHQGHCM Nguyễn Mạnh Tiến (2014), Nghiên cứu, khảo sát cấu trúc, tính chất ứng dụng TiO2 kích thước nano, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Đại học Khoa học Tự nhiên –ĐHQGHN, tr18 Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2006), Các q trình oxi hóa nâng cao xử lý nước thải, sở khoa học ứng dụng, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, Hoàng Anh Tuấn cộng (2010) “Nghiên cứu điều chế bột TiO2 chất lƣợng cao từ quặng ilmenit theo phƣơng pháp amoni florua”, Tạp chí Hố học 48 (5B), tr.52-57 Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 55 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp Tiếng Anh: 10 Baorang Li, Xiaohui Wang, Minyu Yan, Longtu Li (2002), “Preparation and characterization of nano – TiO2 powder”, Materials Chemistry and Physics 78, pp 184-188 11 Chung-Sik Kim, Il- Min Kwon, Byung Kee Moon, Jung Hyun Jeong, Byung Chun Choi, Jung Hwan Kim, Heayoung Choi, Soung Soo Yi, DeaHawng Yoo, Kyong – Soo Hong, Jong- Ho Park, Ho Sued Lee (2007), “Synthesis and particle size efect on the phase tranfomation of nanocrystalline TiO2” , Material Sicience and Engineering, pp 13431346 12 Cong Y., Zhang J., Chen F., Anpo M., and He D (2007), "Preparation, Photocatalytic Activity, and Mechanism of Nano-TiO2 Co-Doped with Nitrogen and Iron (III)", Journal of Physical Chemistry C, 111(28), pp 10618-10623 13 Choi W., Termin A., Hoffmann M R (1994), "The role of metal ion dopants in quantum-sized TiO2: correlation between photoreactivity and charge carrier recombination dynamics", Journal of Physical Chemistry, 98, pp 13669-13679 14 Daniel M.Blake, Pin-Ching Maness, Zheng Huang, Edward J.Wolfrum and Jie Huang (1999), “Application of the photocatalytic chemistry of titanum dioxide to disinfection and the killing of cancer cells, Separation and Purification Methods, pp.1-50 15 Dorian A h Hanaor Charles C Sorrell (2011), “.Review of the anatase to rutile phase transformation” -J mater Sei, 46: 855-874 Doi 10.2007/s10853-010-5113-0 16 Donia Friedmann, Cecilia Mendive, Detlef Bahnemann (2010), “TiO2 for water treatment: parameters affecting the kinetics and mechanisms of photocatalysis”, Applied Catalysis B: Environmental 99, pp.398-406 17 D.dolat, N Quici, E Kusiak- Neiman, A.W.Morawski, G.Li Puma (2012), “One step, hydrothermal synthesis of nitrogen, cacrbon codoped titanium dioxide (N,C-TiO2) photocatalysts Effect of alcohol Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 56 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp degree and chain length as carbon dopant precursors on photocaalytic activity and catalyst deactivation”, Applied Catalysis B: Environmental 115-116, pp 81-89 18 Gang Liu, Chenghua Sun, Sean C.Smith, iannzhou Wang, Gao Qing…(2010), “Sulfur doped anatase TiO2 single crystals with a hight percentage of {001} facets”, Journal of colloid and Interface Science, 349, pp 477483 19 Guotian Yan., et al., (2011), “Photoelectrochemical and photocatalytic properties of N+S co-doped TiO2 nanotube array films under visible light irradiation”, Materials Chemistry and Physics, Vol 129, tr 553557 20 Hsing-I Hsiang, Shih-Chung Lin (2004), “Efects of aging on the phase tranformation and sintering properties of TiO2 gels”, Materials Science and Engieering, A 380, pp 67-72 21 Jie Fu, Yanlong Tian, Binbin Chang, Fengxa Xi, Xiaoping Dong (2013), “Facile fabrication of N- doped tiO2 nanocatalyst with superior performance under visible light iradiation”, Journal of solid state Chemistry 199, pp 280-286 22 Kazuya Nataka, Akira Fujishima (2012), “TiO2 photocatalysis: Design and application”, Journal of photochemistry and photobiology, Volume 13, issue 23 K Palanivelu, Ji Sun Im and Yong-Seak Lee (2007), “Cacbon doping of TiO2 for visible Light photo Catalysis – A review”, Cacbon science, pp 214224 24 Pin-Ching Maness et al , (1999) ” Bactericidal Activity of Photocatalytic TiO2 Reaction: toward an Understanding of Its Killing Mechanism”, Appl Environ Microbiol 65(9), pp 4094–4098 25 Teruhisa Ohno, Miyako Akiyoshi, Tsutomu Umebayashi, Keisuke Asai, Takahiro Mitsui, Micho Matsumura (2004) “Preparation of S – doped TiO2 photocatalyst and photocatalytic activities under visible light”, Applied Catalysis A: General, Vol 265, pp 115 – 121 Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 57 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp 26 T.Umebayashi, T Yamaki, H Itoh, K.Asai (2002), “Ban gap narrowing of titanium dioxide by sulfur doping”, Appl Phys Lett 81, pp 454 – 456 27 Rajib Ghosh Chaudhuri and Santanu paria ( 2013), “ Visible light induced photocatalystic activity of sulfur doped hollow TiO2 nanoparticles, synthesiszed via a novel route”, Royal Society of Chemistry, Doi: 10.1039/c3dt53311e, pp 5526-5534 28 Ricardo A.R.Monteiro , etal ,(2015), “N-modified TiO2 photocatalytic activity towards diphenylhydramine degradatioon and Escherichia coli inactivation in aqueous solution” , Applied Catalystic B: Environment 162, pp 66-74 29 Shi et al (2012), “The synthesis of nitrogen/sulfur co-doped TiO2 nanocrystals whit a high specific surface area and high percentage of {001} facets and their enhanced visible – light photocatalytic performance”, Nanoscale Reseach Letters, 7:590 30 Xiaobo Chen and Samuel S Mao (2007), Titanium Dioxide Nanomaterials: Synthesis, Properties, Modifications, and Applications, Chem Rev, vol.107, pp 2891 - 2959 31 Wojciech L.Suchanek and Richard E Riman (2006), Advances in Science and Technology Vol 45, pp.184-193 /Online at http://www.scientific.net/ 32 TiO2 Photocatalysis for Organics ENVE 436 Group Members: Kevin Desrosiers William Ingraham Alan Van Matre ] 33 Yuning huo, Yi jin, Jian zhu, Hexing li (2009), “Highly active TiO2-xyNxFy visible photocatalyst prepare under supercritical condition in NH4F/EtOH fluid”, Applied Catalysis B: Environmental 89, pp 543550 34 I.M Kolthoff (1931) “Theory of coprecipitation, the formation and properties of crystalline precipitates” School of Chemistry of The University of Minnesota, pp 861-881 PHỤ LỤC Giản đồ XRD mẫu N,S-TiO2 thủy nhiệt 2000C Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 58 Ngành Hóa môi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TiO2-200C* d=3.512 400 d=1.364 d=1.479 d=1.696 d=1.997 d=1.669 d=2.367 d=2.828 d=3.065 100 d=1.895 200 d=3.978 Lin (Cps) 300 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: Tam SP2 mau TiO2-200C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° 1) Left Angle: 24.145 ° - Right Angle: 26.455 ° - Left Int.: 53.8 Cps - Right Int.: 49.0 Cps - Obs Max: 25.339 ° - d (Obs Max): 3.512 - Max Int.: 355 Cps - Net Height: 303 Cps - FWHM: 0.418 ° - Chord Mid.: 01-078-2486 (C) - Anatase, syn - TiO2 - Y: 93.97 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78450 - b 3.78450 - c 9.51430 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - Giản đồ XRD mẫu N,S-TiO2 thủy nhiệt 1500C 1h Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TiO2-1h* d=3.521 400 200 d=1.363 d=1.480 100 d=1.692 d=1.670 d=2.364 d=1.895 Lin (Cps) 300 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: Tam SP2 mau TiO2-1h(2).raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° 1) Left Angle: 23.840 ° - Right Angle: 26.300 ° - Left Int.: 60.8 Cps - Right Int.: 62.8 Cps - Obs Max: 25.275 ° - d (Obs Max): 3.521 - Max Int.: 313 Cps - Net Height: 251 Cps - FWHM: 0.388 ° - Chord Mid.: 01-078-2486 (C) - Anatase, syn - TiO2 - Y: 92.74 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78450 - b 3.78450 - c 9.51430 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - Giản đồ XRD mẫu N,S-TiO2 thủy nhiệt 1500C 8h Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 59 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 70 Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TiO2-8h 350 340 330 320 d=3.516 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 Lin (Cps) 210 200 190 180 170 160 150 140 80 70 60 50 40 d=1.365 d=2.422 90 d=1.476 100 d=1.692 110 d=1.667 d=2.373 120 d=1.897 130 30 20 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: Tam SP2 mau TiO2-8h.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi 1) Left Angle: 23.747 ° - Right Angle: 26.627 ° - Left Int.: 62.9 Cps - Right Int.: 60.9 Cps - Obs Max: 25.306 ° - d (Obs Max): 3.517 - Max Int.: 271 Cps - Net Height: 209 Cps - FWHM: 0.522 ° - Chord Mid.: 01-078-2486 (C) - Anatase, syn - TiO2 - Y: 89.14 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78450 - b 3.78450 - c 9.51430 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - Giản đồ XRD mẫu N,S-TiO2 nung 6000C Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TiO2-600C 160 150 d=3.506 140 130 120 110 90 80 70 d=1.494 50 d=1.680 60 d=1.897 d=2.372 Lin (Cps) 100 40 30 20 10 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: Tam SP2 mau TiO2-600C.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 12 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° 01-078-2486 (C) - Anatase, syn - TiO2 - Y: 82.37 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78450 - b 3.78450 - c 9.51430 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 60 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 70 Trường ĐH KHTN-ĐH QGHN Luận văn tốt nghiệp Giản đồ XRD mẫu N,S-TiO2 nung 4000C 1h Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample TiO2-1h 130 120 d=3.531 110 100 90 70 60 d=1.486 50 d=1.665 d=1.898 Lin (Cps) 80 40 30 20 10 20 30 40 50 60 2-Theta - Scale File: Tam SP2 mau TiO2-1h.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 0.8 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 ° - Chi 01-078-2486 (C) - Anatase, syn - TiO2 - Y: 78.79 % - d x by: - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 3.78450 - b 3.78450 - c 9.51430 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - Trần Thị Tâm- K23 Cao học hóa 61 Ngành Hóa mơi trường TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 70 ... ti? ?n s? ? ?n có n? ?ớc, vừa tạo vật liệu TiO2 có khả ứng dụng tốt, giá thành thấp Vì tơi ch? ?n đề tài: ? ?Nghi? ?n cứu bi? ?n tính quặng Ilmenite đƣợc làm giàu N S để ứng dụng xử lý chất hữu ô nhiễm vùng khả. .. KHTN-ĐH QGHN Lu? ?n v? ?n tốt nghiệp tri? ?n hệ xúc tác quang s? ?? dụng TiO2 để s? ?? dụng đƣợc vùng ánh s? ?ng UV vùng ánh s? ?ng nh? ?n thấy để n? ?ng cao hiệu quang xúc tác [21] S? ?? bi? ?n tính TiO2 hƣớng tiếp c? ?n. .. s? ?ng phƣơng pháp siêu âm, tr? ?n học, Bằng phƣơng pháp n? ?y, ta thu đƣợc tinh thể nano, dây nano, nano, ống nano 1.2 Ứng dụng trình quang xúc tác s? ?? dụng TiO2 xử lý ô nhiễm môi trƣờng Các nhà nghiên