Nghiên cứu biến tính quặng ilmenite đã làm giàu bằng N và S để xử lý ô nhiễm hữu cơ

• Tác giả: Trần Thị Tâm
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Phương
• Trường học: Trường đại học khoa học tự nhiên - đhqg hà nội
• Chuyên ngành: Hóa môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu biến tính quặng Ilmenite đã được làm giàu bằng N và S để ứng dụng xử lý các chất hữu cơ ô nhiễm trong vùng khả kiến
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà nội

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Vật liệu nano TiO2 và vật liệu nano TiO2 biến tính
• 1.2. Một số phương pháp điều chế vật liệu nano TiO2 và nano TiO2 biến tính
• 1.3. Ứng dụng của quá trình quang xúc tác sử dụng TiO2 trong xử lý ô nhiễm môi trường
• 1.4. Tổng quan về quặng ilmenit và một số phương pháp điều chế TiO2 từ tinh quặng ilmenit
• 1.4.1. Tổng quan về quặng ilmenit. Một số phương pháp làm giàu quặng Ilmenite
• 1.4.2. Dụng cụ và hóa chất
• 1.4.3. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
• 1.4.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4.3.2. Một số phương pháp xác định cấu trúc đặc trưng của vật liệu
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG HỢP VẬT LIỆU
• 2.1. Tổng hợp vật liệu TiO2
• 2.2. Tổng hợp vật liệu TiO2 biến tính bởi N, S
• 2.3. Khảo sát hoạt tính quang xúc tác tại vùng khả kiến của vật liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khảo sát hoạt tính quang xúc tác của vật liệu được tổng hợp theo các phương pháp khác nhau
• 3.2. Khảo sát các điều kiện tối ưu cho quá trình tổng hợp vật liệu
• 3.2.1. Khảo sát tỉ lệ Thioure/TiO2
• 3.2.2. Khảo sát các điều kiện của quá trình thủy nhiệt
• 3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng chế độ nung
• 3.3. Khảo sát các đặc trưng của vật liệu
• 3.3.1. Hình thái cấu trúc bề mặt vật liệu - ảnh hiển vi điện tử quét SEM
• 3.4. Khảo sát khả năng ứng dụng thực tế của vật liệu
• 3.4.1. Khảo sát khả năng tái sử dụng vật liệu
• 3.4.2. Khảo sát hoạt tính xúc tác của vật liệu trong điều kiện ánh sáng mặt trời
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• PHỤ LỤC
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

I. Tổng quan về nghiên cứu biến tính quặng ilmenite để xử lý ô nhiễm hữu cơ

Nghiên cứu biến tính quặng ilmenite đã trở thành một trong những hướng đi quan trọng trong việc xử lý ô nhiễm hữu cơ. Quặng ilmenite, với hàm lượng TiO2 cao, có khả năng được biến tính để nâng cao hiệu suất quang xúc tác. Việc này không chỉ giúp cải thiện khả năng xử lý ô nhiễm mà còn tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có tại Việt Nam.

1.1. Quặng ilmenite và tiềm năng ứng dụng trong xử lý ô nhiễm

Quặng ilmenite là nguồn nguyên liệu phong phú tại Việt Nam, với hàm lượng TiO2 cao. Việc nghiên cứu ứng dụng quặng này trong xử lý ô nhiễm hữu cơ mang lại nhiều lợi ích về kinh tế và môi trường.

1.2. Tình hình ô nhiễm hữu cơ và nhu cầu xử lý

Ô nhiễm hữu cơ đang gia tăng nhanh chóng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Việc tìm kiếm các phương pháp hiệu quả để xử lý ô nhiễm là rất cần thiết.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu biến tính quặng ilmenite

Mặc dù quặng ilmenite có tiềm năng lớn, nhưng việc biến tính để nâng cao hiệu suất quang xúc tác vẫn gặp nhiều thách thức. Các vấn đề như chi phí, hiệu quả và tính bền vững của vật liệu sau biến tính cần được giải quyết.

2.1. Chi phí và hiệu quả của quá trình biến tính

Chi phí biến tính quặng ilmenite có thể cao, ảnh hưởng đến tính khả thi của các ứng dụng thực tiễn. Cần nghiên cứu các phương pháp biến tính hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

2.2. Tính bền vững của vật liệu sau biến tính

Tính bền vững của vật liệu sau biến tính là một yếu tố quan trọng. Cần đánh giá khả năng tái sử dụng và độ ổn định của vật liệu trong các điều kiện thực tế.

III. Phương pháp biến tính quặng ilmenite hiệu quả nhất hiện nay

Có nhiều phương pháp biến tính quặng ilmenite, trong đó việc pha tạp các anion như N và S đã cho thấy hiệu quả cao trong việc nâng cao hoạt tính quang xúc tác. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc pha tạp này giúp thu hẹp năng lượng vùng cấm của TiO2.

3.1. Phương pháp pha tạp N và S trong biến tính

Pha tạp N và S vào cấu trúc TiO2 giúp cải thiện khả năng hấp thụ ánh sáng trong vùng khả kiến, từ đó nâng cao hiệu suất quang xúc tác.

3.2. Các phương pháp tổng hợp TiO2 từ quặng ilmenite

Có nhiều phương pháp tổng hợp TiO2 từ quặng ilmenite, bao gồm phương pháp thủy nhiệt và phương pháp đồng kết tủa. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và nhược điểm riêng.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn của vật liệu biến tính

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng vật liệu TiO2 biến tính từ quặng ilmenite có khả năng xử lý ô nhiễm hữu cơ hiệu quả. Các thử nghiệm cho thấy vật liệu này có thể phân hủy các hợp chất hữu cơ trong điều kiện ánh sáng mặt trời.

4.1. Khả năng phân hủy các chất hữu cơ

Vật liệu TiO2 biến tính cho thấy khả năng phân hủy các chất hữu cơ như Rhodamine B (RhB) dưới ánh sáng mặt trời, với hiệu suất cao.

4.2. Ứng dụng trong xử lý nước thải

Vật liệu TiO2 biến tính có thể được ứng dụng trong các hệ thống xử lý nước thải, giúp loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ một cách hiệu quả.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu biến tính quặng ilmenite để xử lý ô nhiễm hữu cơ mở ra nhiều triển vọng trong việc phát triển các vật liệu mới. Việc tiếp tục nghiên cứu và cải tiến các phương pháp biến tính sẽ giúp nâng cao hiệu quả xử lý ô nhiễm trong tương lai.

5.1. Triển vọng phát triển vật liệu mới

Nghiên cứu có thể mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các vật liệu quang xúc tác hiệu quả hơn, từ đó ứng dụng rộng rãi trong xử lý ô nhiễm.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu các phương pháp biến tính mới và đánh giá hiệu quả của chúng trong các điều kiện thực tế để tối ưu hóa khả năng xử lý ô nhiễm.