Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tổng hợp ZnO kích thước nano bằng phương pháp kết tủa cacbonat đến hoạt tính xúc tác quang hóa của nó

Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu tổng hợp bột ZnO có kích thước nano bằng phương pháp kết tủa cacbonat, nghiên cứu hoạt tính quang xúc tác của vật liệu ZnO cho phản ứng phân hủy xanh metylen và thăm dò khả năng xử lí nước thải dệt nhuộm của làng nghề Vạn Phúc- Hà Nội dưới ánh sáng mặt trời của.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tổng hợp ZnO kích thước nano bằng phương pháp kết tủa cacbonat đến hoạt tính xúc tác quang hóa của nó Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học – Tập 20, số 4/2015 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN TỔNG HỢP ZnO KÍCH THƯỚC NANO BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA CACBONAT ĐẾN HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG HÓA CỦA NÓ Đến toà soạn 10 - 5 - 2015 Hoàng Thị Hương Huế, Phạm Anh Sơn Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN SUMMARY THE EFFECT OF SYNTHESIS CONDITIONS OF ZnO NANO-SIZED PARTICLES BY THE CARBONATE PRECIPITATION METHOD ON THE PHOTOCATALYTIC ACTIVITY The photocatalytic degradation of methylene blue in water under visible light irradiation has been studied using zinc oxide (ZnO) as a catalyst prepared by carbonate precipitation method. The characteristics of ZnO were examined by means of TGA, XRD, SEM, UV-Vis. XRD analysis showed that ZnO powder possessed hexagonal wurtzite-type polycrystalline structure. SEM analysis revealed the formation of ZnO nanoparticles from 50 to 90 nm. The results indicated the enhancement of optical absorption in visible range of ZnO nano-sized particles, so that it could be used as an efficient photocatalyst under visible light. 1. MỞ ĐẦU quang hóa trên cơ sở TiO2 được quan tâm Ngày nay, quang xúc tác đã và đang trở hơn cả [1]. TiO2 được biết đến là chất thành một lĩnh vực quan trọng. Nó thu hút quang xúc tác rất phổ biến vì nó trơ về mặt sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa hóa học, có hoạt tính xúc tác cao, bền học để giải quyết các vấn đề về môi trường, quang hóa, không độc hại... Tuy nhiên, đặc biệt là tình trạng ô nhiễm môi trường TiO2 chỉ xúc tác hiệu quả trong vùng ánh nước do các phẩm màu hữu cơ gây ra từ sáng tử ngoại [2]. Gần đây, ZnO đã nhận ngành dệt nhuộm. Nhiều nhóm nghiên cứu được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học, trên thế giới cũng như ở Việt Nam từ lâu đã do có khả năng xúc tác cho phản ứng quang tập trung nghiên cứu tìm các giải pháp khắc xúc tác dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời phục bằng cách sử dụng các tác nhân oxi và cơ chế của các phản ứng quang xúc tác hóa, xúc tác chuyển hóa..., trong đó xúc tác của nó giống như của TiO2. Việc sử dụng 83 bức xạ mặt trời để tạo ra năng lượng và Cân chính xác 0,2g ZnO, đem phân tán khơi mào cho các phản ứng hóa học có lợi trong 100 ml dung dịch xanh metylen có rất lớn trong các ứng dụng công nghiệp và nồng độ 10 ppm, khuấy trong bóng tối 30 xử lí môi trường [2- 4]. phút để đạt được sự cân bằng hấp phụ và sự Nhiều nghiên cứu cho thấy, khi độ rộng phân tán đồng đều của các hạt xúc tác. Các vùng cấm của ZnO giảm xuống thì hoạt dung dịch huyền phù này được chiếu sáng tính quang xúc tác của nó trong vùng khả trực tiếp bằng đèn compact 36 W trong điều kiến tăng đáng kể. Để làm giảm độ rộng kiện khuấy liên tục suốt quá trình phản ứng vùng cấm của ZnO, người ta có thể làm và bóng đèn được để cách dung dịch phản giảm kích thước hạt hoặc pha tạp ZnO bằng ứng khoảng 20 cm. Phản ứng được tiến một số kim loại hay á kim [5-9]. hành trong 45 phút. Sau thời gian phân hủy, Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu các dung dịch được li tâm tách loại bột xúc tổng hợp bột ZnO có kích thước nano bằng tác. Hàm lượng xanh metylen trong dung phương pháp kết tủa cacbonat, nghiên cứu dịch được xác định bằng phương pháp trắc hoạt tính quang xúc tác của vật liệu ZnO quang trên máy đo quang Spectroquant cho phản ứng phân hủy xanh metylen và NOVA 30, MERCK (Đức) ở bước sóng thăm dò khả năng xử lí nước thải dệt 665 nm. nhuộm của làng nghề Vạn Phúc- Hà Nội Hiệu suất quá trình quang xúc tác được tính dưới ánh sáng mặt trời của. C o  C sau theo công thức: H %  .100% 2. THỰC NGHIỆM Co 2.1. Tổng hợp vật liệu ZnO bằng phương H%: hiệu suất của quá trình quang xúc tác, pháp kết tủa cacbonat Co và Csau là nồng độ xanh metylen trong Quy trình tổng hợp ZnO bằng phương pháp dung dịch trước và sau khi tiến hành phân kết tủa cacbonat được mô phỏng theo tài hủy quang xúc tác. liệu [10], cách tiến hành như sau: Cho từ từ 2.3 Đối tượng và các phương pháp nghiên Zn(NO3)2 1M vào các thể tích khác nhau cứu của dung dịch amoni cacbonat 2M sao cho - Sử dụng đèn ...