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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Lưu Tuấn Dương NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VẬT LIỆU SÉT CHỐNG TITAN CẤY THÊM NITƠ, LƯU HUỲNH VÀ ỨNG DỤNG LÀM XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH XỬ LÝ MÀU TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Lưu Tuấn Dương NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP, ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VẬT LIỆU SÉT CHỐNG TITAN CẤY THÊM NITƠ, LƯU HUỲNH VÀ ỨNG DỤNG LÀM XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH XỬ LÝ MÀU TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM Chuyên ngành: Hóa môi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS Nguyễn Văn Nội Hà Nội - 2013 LỜI CẢM ƠN Với sự giúp đỡ của các thầy giáo và cô giáo, các anh chị và các bạn học viên, sau một thời gian học tập và thực nghiệm em đã hoàn thành bản luận văn này. Thông qua bản luận văn, với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Nội, người đã trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn trong suốt quá trình em học cao học, làm luận văn thạc sỹ hết sức tận tình. Đồng thời em xin chân thành cảm ơn thầy cô tại phòng thí nghiệm Hóa môi trường, khoa Hóa học, trường ĐHKHTN cùng NCS Nguyễn Thị Hạnh đã hướng dẫn nhiệt tình trong quá trình em làm bản luận văn này. Hà Nội, ngày 28 tháng 11 năm 2013 Học viên Lưu Tuấn Dương MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN..................................................................................2 1.1. Vật liệu nano TiO2 và nano TiO2 biến tính. ................................................2 1.1.1. Vật liệu TiO2 ....................................................................................2 1.1.2. Vật liệu nano TiO2 biến tính..............................................................5 1.1.3. Cơ chế của phản ứng quang xúc tác với TiO2 kích thước nanomet. .12 1.1.4. Các phương pháp điều chế TiO2 kích thước nanomet......................15 1.1.5. Các ứng dụng của TiO2 và TiO2 biến tính kích thước nanomet........19 1.2. Giới thiệu về bentonite và bentonite chống titan cấy thêm nitơ, lưu huỳnh.22 1.2.1. Bentonite.........................................................................................22 1.2.2. Vật liệu bentonite chống titan cấy thêm nitơ, lưu huỳnh..................26 1.2.3. Ứng dụng của bentonite. .................................................................27 1.2.5. Sét chống. .......................................................................................27 1.3. Giới thiệu về phẩm nhuộm............................................................................. 30 1.3.1. Nhóm thuốc nhuộm hoà tan trong nước.............................................30 1.3.2. Nhóm thuốc nhuộm không tan trong nước.......................................32 1.3.3. Xử lý nước thải dệt nhuộm..............................................................33 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM..........................................................................34 2.1. Hóa chất và thiết bị......................................................................................... 34 2.1.1. Hóa chất..........................................................................................34 2.1.2. Thiết bị............................................................................................34 2.2. Thực nghiệm.................................................................................................. 35 2.2.1. Chế tạo nano TiO2 ..........................................................................35 2.2.2. Chế tạo nano TiO2 pha tạp đồng thời N, S từ CS(NH2)2 ..................35 2.3. Xác định một số tính chất cơ bản của bentonit- Na và chế tạo bentonite chống Ti pha tạp N, S...................................................................................... 36 2.3.1. Xác định dung lượng trao đổi cation (CEC). ...................................36 2.3.2. Xác định độ trương nở ....................................................................36 2.3.3. Tổng hợp vật liệu sét chống Titan cấy thêm nitơ, lưu huỳnh...........37 2.4. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc vật liệu..........................................37 2.4.1. Phương pháp nhiễu xạ XRD............................................................37 2.4.2. Phương pháp phổ hấp thụ UV-Vis...................................................39 2.4.3. Phổ hồng ngoại (IR)........................................................................39 2.4.4. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM)........................................41 2.4.5. Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua phân giải cao (HRTEM)....41 2.4.6. Phương pháp tán xạ năng lượng tia X (EDX)..................................42 2.4.7. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp phụ N2.........................43 2.5. Khảo sát khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của vật liệu.........................46 2.5.1. Chuẩn bị dung dịch.........................................................................46 2.5.2. Lập đường chuẩn xác định nồng độ phẩm nhuộm............................47 2.5.3. Đường chuẩn xác định nồng độ phẩm màu DB 71 và RR 261……..47 2.5.4. Khảo sát khả năng xử lý phẩm màu của vật liệu TiO2 và TiO2 pha tạp N, S ..........................................................................................................48 2.5.5. Khảo sát khả năng xử lý phẩm màu của vật liệu bentonite chống Ti pha tạp N, S...............................................................................................49 2.5.6. Đánh giá hiệu suất xử lý phẩm của vật liệu. ....................................50 2.6. Thuốc nhuộm màu dùng trong thí nghiệm....................................................50 2.7. Nguồn sáng mô phỏng ánh sáng vùng khả kiến. .......................................... 50 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN. ......................................................52 3.1. Kết quả cấu trúc vật liệu của nano TiO2 và TiO2 pha tạp N, S...................52 3.1.1. Cấu trúc vật liệu qua phổ nhiễu xạ tia X..........................................52 3.1.2. Kết quả phổ UV- Vis........................................................................53 3.1.3. Kết quả phổ tán xạ năng lượng EDX...............................................55 3.2. Kết quả cấu trúc vật liệu bentonite chống Ti pha tạp N, S...........................56 3.2.1. Kết quả phổ nhiễu xạ XRD..............................................................56 3.2.2. Kết quả phổ UV- Vis........................................................................57 ... - tailieumienphi.vn