Luận Văn Nghiên cứu chế tạo vật liệu TiO2/sợi SiO2 để xử lý aldehyt trong môi trường không khí

MỞ ĐẦU
Xử lý ô nhiễm không khí ở nước ta từ trước đến nay ít được quan tâm nghiên cứu triển khai. Hầu hết các công nghệ xử lý ô nhiễm môi trường chỉ tập trung vào làm sạch nước, xử lý nước thải mà chưa thực sự đầu tư vào làm sạch môi trường không khí mặc dù ô nhiễm không khí đã đến mức báo động. Các biện pháp như tuyên truyền giáo dục, tăng cường diện tích cây xanh, quy hoạch hợp lý các công trình dân sinh chỉ giảm thiểu một phần ô nhiễm không khí. Vì vậy, các biện pháp công nghệ như quá trình oxy hóa – khử kết hợp, hấp phụ, lọc khí cần thiết phải áp dụng. Trong đó, các giải phảp chế tạo các màng lọc vật liệu kích thước nano vừa có khả năng hấp phụ lại vừa có khả năng xúc tác để diệt khuẩn, nấm mốc, xử lý nguồn khí thải phân tán trong không khí rất hiệu quả và tiềm năng.
Hiệu ứng quang xúc tác của vật liệu nano, đặc biệt là nano Titandioxit – TiO[SUB]2[/SUB] được coi là cơ sở khoa học đầy triển vọng cho các giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm không khí. Vật liệu nano – TiO[SUB]2[/SUB] được sản xuất đại trà trên thế giới với giá thành không đắt (vài chục đô la/kg), công nghệ chế tạo không đòi hỏi các trang thiết bị đắt tiền nên có thể thực thi trong điều kiện thực tế ở Việt Nam.
TiO[SUB]2[/SUB] là chất bột màu trắng, rất bền, không độc và rẻ tiền. TiO[SUB]2[/SUB] với cấu trúc tinh thể nano từ 5 -50 nanomet có hoạt tính quang xúc tác mạnh, đã được nghiên cứu để ứng dụng trong xử lý các chất độc hại trong môi truờng với ưu điểm nổi bật hơn so với các quá trình khác là :


Sự phân hủy các chất hữu cơ có thể đạt đến mức vô cơ hóa hoàn toàn.
Chi phí đầu tư và vận hành thấp.
Quá trình oxy hóa được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường.
Hầu hết các chất độc hữu cơ đều có thể bị oxy hóa thành sản phẩm cuối cùng là H[SUB]2[/SUB]O và CO[SUB]2[/SUB].
TiO[SUB]2[/SUB] phủ lên các chất mang (gạch men, các thiết bị vệ sinh, kính cửa sổ ) bằng công nghệ sol-gel hay một số công nghệ khác có khả năng làm sạch, diệt vi khuẩn, nấm mốc, khử mùi hôi và phân hủy các khí độc hại NO[SUB]x[/SUB], SO[SUB]x[/SUB], VOCs. Trong số các chất mang được kể đến là sợi bông thạch anh có bề mặt xốp màu trắng có diện tích bề mặt tiếp xúc rất lớn (trọng lượng riêng 200 g/m[SUP]2[/SUP], bề mặt riêng 40 m[SUP]2[/SUP]/g) là vật liệu rất phù hợp cho mục đích tẩm phủ TiO[SUB]2[/SUB] để xử lý các chất ô nhiễm, các mùi hôi trong môi trường không khí.
Các mùi hôi phát sinh trong văn phòng, công ty chủ yếu là foocmaldehyt và các hợp chất của nó. Foocmaldehyt được sinh ra từ các đồ nội thất như bàn, ghế, tủ gây mùi khó chịu, ở nồng độ cao ảnh hưởng tới hệ thần kinh. Sử dụng vật liệu TiO[SUB]2[/SUB] để xử lý là vấn đề cần thiết.
Chính vì vậy đề tài ‘’Nghiên cứu chế tạo vật liệu TiO[SUB]2[/SUB]/sợi SiO[SUB]2[/SUB] để xử lý aldehyt trong môi trường không khí’’ được thực hiện. Sản phẩm mang tính công nghệ cao, thực sự có ý nghĩa nâng cao hiệu quả làm sạch môi trường không khí. Đồng thời mang tính kinh tế - xã hội, sử dụng vật liệu rẻ tiền, giá cả phù hợp với thực tế Việt Nam nhưng chất lượng không thua kém sản phầm nước ngoài. Đây là các vấn đề lần đầu tiên được triển khai ở dạng nghiên cứu và thử nghiệm thực tế. Nội dung chính của đề tài bao gồm:


Nghiên cứu, chế tạo vật liệu TiO[SUB]2[/SUB]/SiO[SUB]2[/SUB].
Đánh giá các hoạt tính quang xúc tác của vật liệu đã chế tạo qua xử lý các chất ô nhiễm trong không khí (xử lý mùi hôi: aldehyt) do các đồ dùng gây nên trong văn phòng.
Nghiên cứu chế tạo mô hình thử nghiệm (test box) với dung tích 1m[SUP]3[/SUP] (1mx1mx1m) để thử nghiệm khả năng xử lý aldehyt với nồng độ phát thải tương đương với môi trường thực tế.