Nghiên cứu xử lý paraquat và DDT trong nước bằng vật liệu nano TiO2 pha tạp Fe-Co-Ni

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. MỤC LỤC

1.1. DANH MỤC HÌNH

1.2. DANH MỤC BẢNG

1.3. DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

1.4. MỞ ĐẦU

1.4.1. Hiện trạng ô nhiễm Paraquat và DDT trong môi trường nước trên thế giới và ở Việt Nam

1.4.1.1. Hiện trạng ô nhiễm Paraquat và DDT trong môi trường nước trên thế giới

1.4.1.2. Hiện trạng ô nhiễm Paraquat và DDT trong môi trường nước ở Việt Nam

1.4.2. Độc tính và một số tính chất của Paraquat, DDT

1.4.3. Các phương pháp xử lý Paraquat, DDT

1.4.3.1. Phương pháp đốt

1.4.3.2. Phương pháp ozon hoá/UV

1.4.3.3. Phương pháp oxy hóa bằng tác nhân Fenton

1.4.3.4. Phương pháp thủy phân

1.4.3.5. Phương pháp hấp phụ sử dụng chất vô cơ

1.4.3.6. Phương pháp hấp phụ sử dụng chất hữu cơ

1.4.3.7. Phương pháp sinh học

1.4.3.8. Phương pháp quang xúc tác

1.4.3.8.1. Vật liệu TiO2 và TiO2 pha tạp

1.4.3.8.1.1. Vật liệu TiO2

1.4.3.8.1.2. Vật liệu TiO2 pha tạp. Vật liệu mang TiO2. TiO2 ứng dụng trong xử lý thuốc trừ sâu, diệt cỏ

1.4.3.8.2. Các phương pháp chế tạo nano TiO2 phủ trên vật liệu mang

1.4.3.8.2.1. Phương pháp lắng đọng

1.4.3.8.2.2. Phương pháp phun phủ Plasma

1.4.3.8.2.3. Phương pháp thủy nhiệt

1.4.3.8.2.4. Phương pháp sol-gel

1.5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.5.1. Đối tượng nghiên cứu. Hóa chất, thiết bị

1.5.2. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp tổng hợp vật liệu

1.5.3. Phương pháp đánh giá tính chất của vật liệu

1.5.4. Phương pháp xác định nồng độ paraquat, DDT

1.6. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1.6.1. Nghiên cứu, xác định cách yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo vật liệu TiO2 phủ trên hạt SiO2

1.6.1.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ

1.6.1.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm

1.6.1.3. Ảnh hưởng của số lần phủ

1.6.1.4. Khảo sát ảnh hưởng của vật liệu mang hạt SiO2

1.6.2. Đánh giá đặc trưng, cấu trúc của vật liệu TiO2 pha tạp Fe, Co, Ni phủ trên hạt SiO2

1.6.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ pha tạp

1.6.2.2. Đánh giá cấu trúc tinh thể

1.6.2.3. Đánh giá hình thái bề mặt và phân tích thành phần

1.6.2.4. Đánh giá khả năng hấp thụ ánh sáng

1.6.2.5. Đánh giá độ xốp của vật liệu

1.6.2.6. Đánh giá khả năng quang xúc tác của vật liệu đã chế tạo

1.6.3. Đánh giá khả năng xử lý Paraquat của vật liệu TiO2/SiO2 pha tạp Fe, Co, Ni

1.6.3.1. Khả năng hấp phụ Paraquat của hạt SiO2

1.6.3.2. Ảnh hưởng của thành phần nguyên tố pha tạp

1.6.3.3. Đánh giá khả năng xử lý Paraquat trong môi trường nước với hệ thử nghiệm quy mô 10L/ngày

1.6.4. Đánh giá khả năng xử lý DDT của vật liệu TiO2/SiO2 pha tạp Fe, Co, Ni

1.6.4.1. Khả năng xử lý DDT của vật liệu TiO2/SiO2

1.6.4.2. Khả năng xử lý DDT của vật liệu TiO2/SiO2 pha tạp

1.6.5. Thử nghiệm xử lý Paraquat, DDT trong mẫu nước thực tế

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về ô nhiễm Paraquat và DDT

Ô nhiễm môi trường nước do Paraquat và DDT là vấn đề nghiêm trọng trên toàn cầu, đặc biệt tại Việt Nam. Paraquat là một loại thuốc diệt cỏ có tính độc cao, được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp. Tuy nhiên, việc lạm dụng và sử dụng không đúng cách đã dẫn đến ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động vật. DDT, một loại thuốc trừ sâu cơ clo, cũng gây ra những tác động tiêu cực tương tự. Nghiên cứu cho thấy nồng độ Paraquat trong nước ngầm và nước mặt ở nhiều khu vực nông nghiệp vượt quá giới hạn cho phép, gây ra nguy cơ lớn cho sức khỏe cộng đồng. Việc phát hiện DDT trong nước cũng cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp xử lý hiệu quả.

II. Tính chất và độc tính của Paraquat và DDT

Cả Paraquat và DDT đều có tính chất độc hại cao đối với con người và động vật. Paraquat có khả năng gây tổn thương nghiêm trọng đến phổi và hệ thần kinh nếu tiếp xúc hoặc nuốt phải. DDT cũng được biết đến với khả năng tích tụ trong cơ thể và gây ra các vấn đề sức khỏe lâu dài, bao gồm ung thư và rối loạn nội tiết. Việc hiểu rõ về tính chất và độc tính của các hóa chất này là rất quan trọng trong việc phát triển các phương pháp xử lý hiệu quả. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng các vật liệu nano như TiO2 có thể giúp giảm thiểu tác động của các chất độc hại này trong môi trường nước.

III. Công nghệ xử lý ô nhiễm nước bằng vật liệu nano TiO2

Công nghệ quang xúc tác sử dụng vật liệu nano TiO2 đã được chứng minh là một phương pháp hiệu quả trong việc xử lý ô nhiễm nước. TiO2 có khả năng phân hủy các chất hữu cơ độc hại dưới tác động của ánh sáng, đặc biệt là ánh sáng khả kiến. Việc pha tạp TiO2 với các kim loại như Fe, Co, và Ni giúp cải thiện khả năng quang xúc tác của vật liệu. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng TiO2 pha tạp có thể tăng cường khả năng hấp thụ ánh sáng và cải thiện hiệu suất xử lý Paraquat và DDT trong môi trường nước. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các công nghệ xử lý ô nhiễm thân thiện với môi trường.

IV. Đánh giá hiệu quả xử lý Paraquat và DDT

Nghiên cứu đã tiến hành đánh giá khả năng xử lý Paraquat và DDT của vật liệu TiO2 pha tạp Fe-Co-Ni trong môi trường nước. Kết quả cho thấy rằng vật liệu này có khả năng hấp phụ và phân hủy hiệu quả các chất ô nhiễm này dưới tác động của ánh sáng. Các thí nghiệm cho thấy rằng nồng độ Paraquat và DDT giảm đáng kể sau khi xử lý, cho thấy tiềm năng ứng dụng của công nghệ này trong thực tiễn. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

V. Ý nghĩa và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn cao. Việc phát triển công nghệ xử lý nước ô nhiễm bằng TiO2 pha tạp có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe con người và động vật. Hơn nữa, việc sử dụng ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng cho quá trình xử lý sẽ giảm chi phí và tăng tính bền vững cho công nghệ. Nghiên cứu này mở ra cơ hội cho việc áp dụng các giải pháp công nghệ mới trong xử lý ô nhiễm nước, góp phần vào việc bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

Luận án về khả năng xử lý paraquat và DDT trong môi trường nước bằng vật liệu nano TiO2 pha tạp Fe-Co-Ni