Đồ Án Nghiên cứu tổng hợp vật liệu Ag-TiO2 và Ag - TiO2/bentonit.

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Ngành CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC
NĂM 2012



MỤC LỤC ( Có File WORD)

Trang MỞ ĐẦU i
LỜI CẢM ƠN .ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH . vii
TỪ VIẾT TẮT .viiii

CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2 Mục tiêu đề tài . 1

CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1. Sơ lược TiO2 2
2.1.1. Cấu trúc của vật liệu TiO2 2
2.1.2. Tính chất quang của vật liệu TiO2 5
2.1.2.1. Tính chất quang xúc tác 6
2.1.2.2. Cơ chế phản ứng xúc tác quang dị thể . 6
2.1.2.3. Cơ chế xúc tác quang của TiO2 anatase . 8
2.2. Xúc tác Ag/TiO2 10
2.2.1. Kim loại bạc . 10
2.2.2. Vật liệu Ag-TiO2 10
2.3. Giới thiệu sét . 11
2.3.1. Giới thiệu chung về sét 11
2.3.2. Cấu trúc của sét 12
2.3.3. Bentonit . 12

2.4. Xúc tác Ag-TiO2/Bent . 15
2.4.1. Xúc tác Ag-TiO2/Bent . 15
2.4.2. Các phương pháp đưa TiO2 lên chất mang . 15
2.4.2.1. Phương pháp tẩm 15
2.4.2.2. Phương pháp kết tủa . 15
2.4.2.3. Phương pháp đồng kết tủa . 15
2.4.2.4. Phương pháp sol-gel 16

CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 17

3.1. Phương tiện nghiên cứu 17
3.1.1. Dụng cụ, thiết bị 17
3.1.2. Hóa chất . 17
3.2. Phương pháp nghiên cứu . 17
3.2.1. Pha chế dung dịch chuẩn AgNO3 2,5% 17
3.2.2. Tổng hợp vật liệu Ag - TiO2 18
3.2.3 Tổng hợp Ag - TiO2/Bent . 18
3.3. Khảo sát tính chất vật liệu tổng hợp bằng các phương pháp vật lí hiện đại 18
3.3.1. Phương pháp phân tích phổ nhiễu xạ tia X . 18
3.3.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 20

CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 21

4.1. Kết quả phân tích đặc tính của xúc tác . 21
4.1.1. Kết quả phân tích X-ray của các vật liệu 21
4.1.1.1. Vật liệu Ag/TiO2 nung ở 600oC và 700oC . 21
4.1.1.2. Vật liệu Ag-TiO2/Bent nung ở 600oC và 700oC 21
4.1.2. Kết quả phân tích ảnh SEM . 23

CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 26

5.1. Kết luận 26

5.2. Kiến nghị 26

TÀI LIỆU THAM KHẢO . 27
PHỤ LỤC . 35


Bảng 2.1. Một số tính chất vật lý của tinh thể rutile và anatase. 4
Bảng 2.2. Phân loại khoáng sét theo thành phần cơ bản Al, Fe, Mg . 12


Hình 2.1. Các dạng thù hình khác nhau của TiO2:
(A) rutile, (B) anatase, (C) brookite . 2
Hình 2.2. Khối bát diện của TiO2 . 3
Hình 2.3. Cấu trúc tinh thể của TiO2: (a) rutile, (b) anatase 3
Hình 2.4. Cấu trúc tinh thể của TiO2: brookite . 4
Hình 2.5. Phổ quang dẫn của màng anatase và rutile 5
Hình 2.6. Giản đồ năng lượng của pha anatase và pha rutile 8
Hình 2.7. Sự hình thành gốc OH* và O2 9
Hình 2.8: Đơn vị cấu trúc tứ diện của SiO4 4 – 12
Hình 2.9: Mạng cấu trúc tứ diện . 12
Hình 2.10: Đơn vị cấu trúc bát diện. 13
Hình 2.11: Mạng cấu trúc bát diện . 13
Hình 2.12: Cấu trúc của Montmorillonite . 13
Hình 2.13: Cấu trúc không gian của Montmorillonite 14
Hình 3.1: Tia tới và tia phản xạ khi tia X lan truyền trong tinh thể 19
Hình 3.2: Hình ảnh máy nhiễu xạ tia X D8 Advance 19
Hình 3.3: Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét JSM-7401F 20
Hình 4.1: Phổ XRD chuẩn của TiO2 thương mại 21
Hình 4.2: Phổ XRD chuẩn của Ag-TiO2 ở 600oC . 21
Hình 4.3: Phổ XRD của Ag-TiO2 700oC 22
Hình 4.4: Phổ XRD của Ag-TiO2 600oC 22
Hình 4.5: Phổ XRD của Ag-TiO2/bentonit 700oC 23
Hình 4.6: Phổ XRD của Ag-TiO2/bentonit 600oC 24
Hình 4.7: Ảnh SEM của Ag-TiO2 (a) và bentonite (b) 24
Hình 4.8: Ảnh SEM của Ag-TiO2/ bentonite 24




CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU



Hiện nay trên thế giới có nhiều phương pháp để xử lý các hợp chất phenol, một trong những phương pháp quan trọng đã và đang hứa hẹn đem đến những thành tựu to lớn cho con người đó là phương pháp quang xúc tác. Phương pháp này có nhiều ưu điểm nổi trội như hiệu quả xử lý cao và có khả năng khoáng hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ độc hại thành các hợp chất vô cơ ít độc hơn. Chất được sử dụng rộng rãi làm xúc tác quang hóa là TiO2, tuy nhiên chất này chỉ phát huy tối đa hiệu quả xúc tác dưới tác dụng của bức xạ UV, điều đó gây khó khăn cho việc ứng dụng vào thực tiễn.
Một vài nghiên cứu gần đây trên vật liệu TiO2 được cấy thêm một số nguyên tố khác đã chỉ ra rằng vật liệu mới có khả năng xúc tác ngay trong vùng ánh sáng khả kiến.
Trên những cơ sở khoa học và thực tiễn đó chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu Ag-TiO2 và Ag - TiO2/bentonit”.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
- Tổng hợp xúc tác Ag-TiO2 và đưa lên giá thể là bentonit.
- Nghiên cứu các tính chất của vật liệu xúc tác Ag-TiO2 và Ag-TiO2/bentonit bằng các phương pháp hiện đại.

1.3 Phương pháp nghiên cứu

- Xúc tác được tổng hợp theo phương pháp sol-gel.
- Đánh giá kết quả thu được và đưa ra nhận xét cho đối tượng nghiên cứu.