nether_world_355
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae
MỞ ĐẦU
Với sự phát triển của nền công nghiệp hiện đại, môi trƣờng sống của con ngƣời ngày
càng bị ô nhiễm nặng nề. Nƣớc sạch dùng cho sinh hoạt hàng ngày đang trở nên cạn kiệt dần.
Quá trình công nghiệp hoá đã thải ra môi trƣờng lƣợng lớn các hợp chất hữu cơ, trong số đó
có nhiều hợp chất bền vững, khó bị phân hủy sinh học trong môi trƣờng nƣớc. Vì vậy, vấn đề
xử lý các hợp chất ô nhiễm này là cần thiết và cấp bách. Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi
trƣờng trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay là vấn đề cấp thiết đối
với các cấp quản lí, các doanh nghiệp và của toàn xã hội. Nó cũng đòi hỏi các nhà khoa học
và công nghệ phải nghiên cứu các phƣơng pháp để xử lý các chất ô nhiễm môi trƣờng.
Trong hai thập kỷ gần đây, việc sử dụng quang xúc tác bán dẫn đƣợc xem là một kĩ
thuật hứa hẹn cung cấp năng lƣợng sạch và phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ bền và loại bỏ
các kim loại độc hại. Đặc điểm của loại xúc tác này là, dƣới tác dụng của ánh sáng, sẽ sinh ra
cặp electron (e-) và lỗ trống (h+) có khả năng phân hủy chất hữu cơ hay chuyển hóa các kim
loại độc hại thành những chất không gây hại đến môi trƣờng.
Mặc dù có rất nhiều hợp chất quang xúc tác bán dẫn, nhƣng hiện nay, TiO2 vẫn là một
trong các chất quang xúc tác phổ biến nhất vì giá thành rẻ, bền hóa học, không độc và dễ điều
chế. Do vậy TiO2 là chất thích hợp ứng dụng trong xử lí môi trƣờng .Tuy nhiên, hạn chế của
xúc tác quang hóa TiO2 là xúc tác này chỉ có hoạt tính trong điều kiện chiếu sáng vùng tử
ngoại (UV), chỉ chiếm 3 – 5% năng lƣợng ánh sáng mặt trời, nên khó có khả năng ứng dụng
rộng rãi, ít hiệu quả về mặt sử dụng năng lƣợng và làm tăng giá thành sử dụng. Vì vậy, xu
hƣớng mới trên thế giới hiện nay là biến tính TiO2 để nâng cao khả năng ứng dụng trong vùng
ánh sáng khả kiến.
Đến nay, đã có nhiều nghiên cứu biến tính TiO2 bởi các cation kim loại chuyển tiếp
hay bởi các phi kim. Trong số đó, TiO2 đƣợc biến tính bởi các phi kim đã cho thấy kết quả
tốt, tăng cƣờng tính chất quang xúc tác trong vùng ánh sáng khả kiến. Chính vì vậy, chúng tôi
đã chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu tổ hợp quang xúc tác N-C-TiO2/AC và ứng
dụng trong xử lý chất hữu cơ ô nhiễm”.
Luận văn này trình bày một số kết quả đạt đƣợc trong việc nghiên cứu khả năng biến
tính TiO2 để tạo ra vật liệu tổ hợp quang xúc tác N-C-TiO2 và sử dụng vật liệu chế tạo đƣợc
để xử lý chất hữu cơ ô nhiễm. Các nội dung chính đã thực hiện trong Luận văn này bao gồm:
- Tổng hợp vật liệu N-C-TiO2/AC bằng phƣơng pháp sol - gel.
- Khảo sát hoạt tính xúc tác của vật liệu với Rhodamine B.
- Khảo sát khả năng tái sinh của vật liệu chế tạo đƣợc và ứng dụng trong điều kiện ánh
sáng tự nhiên.
Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về vật liệu bán dẫn TiO2 và xúc tác quang hóa
Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Gọi là “bán
dẫn” nghĩa là có thể dẫn điện ở một điều kiện nào đó còn ở điều kiện khác thì nó sẽ không
dẫn điện. Khi giải thích cơ chế dẫn điện của chất bán dẫn ngƣời ta phân thành chất bán dẫn
loại n (dẫn electron) và bán dẫn loại p (dẫn lỗ trống dƣơng) [8].
Theo phƣơng pháp obitan phân tử, có thể hình dung sự tạo thành các vùng năng lƣợng
trong mạng lƣới tinh thể nhƣ sau: ở các nguyên tử riêng lẻ (khi chúng ở xa nhau nhƣ trong
pha khí), electron chiếm giữ các mức năng lƣợng hoàn toàn xác định. Khi các nguyên tử dịch
lại gần nhau nhƣ trong mạng lƣới tinh thể thì các obitan nguyên tử sẽ bị phân tách ra. Nếu tổ
hợp n nguyên tử sẽ tạo thành n mức năng lƣợng khác nhau của N obitan phân tử. N mức năng
lƣợng này sẽ tạo thành một miền năng lƣợng liên tục. trong đó:
Vùng năng lƣợng đã đƣợc lấp đầy các electron, gọi là vùng hóa trị (Valance band).
Trong vùng này, điện tử bị liên kết mạnh với nguyên tử và không linh động, chúng giữ vai trò
liên kết trong mạng lƣới tinh thể.
Vùng năng lƣợng còn để trống (cao hơn vùng hóa trị) gọi là vùng dẫn
(Conductionband). Trong vùng này, điện tử sẽ linh động (nhƣ các điện tử tự do) và điện tử ở
vùng này sẽ là điện tử dẫn, có nghĩa là chất sẽ có khả năng dẫn điện khi có điện tử tồn tại trên
vùng đẫn. Tính dẫn điện tăng khi mặt độ điện tử trên vùng dẫn tăng.
Tùy thuộc vào cấu trúc nguyên tử và mức độ đối xứng của tinh thể mà vùng hóa trị và
vùng dẫn có thể xen phủ nhau hay không xen phủ nhau. Trong trƣờng hợp không xen phủ
nhau thì vùng hóa trị và vùng dẫn cách nhau một khoảng năng lƣợng gọi là vùng cấm Eg
(Forbidden band). Trong vùng cấm, điện tử không thể tồn tại. Khoảng cách giữa đáy vùng
dẫn và đỉnh vùng hóa trị gọi là độ rộng vùng cấm, hay năng lƣợng vùng cấm (Band Gap)
[15].
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỞ ĐẦU
Với sự phát triển của nền công nghiệp hiện đại, môi trƣờng sống của con ngƣời ngày
càng bị ô nhiễm nặng nề. Nƣớc sạch dùng cho sinh hoạt hàng ngày đang trở nên cạn kiệt dần.
Quá trình công nghiệp hoá đã thải ra môi trƣờng lƣợng lớn các hợp chất hữu cơ, trong số đó
có nhiều hợp chất bền vững, khó bị phân hủy sinh học trong môi trƣờng nƣớc. Vì vậy, vấn đề
xử lý các hợp chất ô nhiễm này là cần thiết và cấp bách. Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi
trƣờng trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay là vấn đề cấp thiết đối
với các cấp quản lí, các doanh nghiệp và của toàn xã hội. Nó cũng đòi hỏi các nhà khoa học
và công nghệ phải nghiên cứu các phƣơng pháp để xử lý các chất ô nhiễm môi trƣờng.
Trong hai thập kỷ gần đây, việc sử dụng quang xúc tác bán dẫn đƣợc xem là một kĩ
thuật hứa hẹn cung cấp năng lƣợng sạch và phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ bền và loại bỏ
các kim loại độc hại. Đặc điểm của loại xúc tác này là, dƣới tác dụng của ánh sáng, sẽ sinh ra
cặp electron (e-) và lỗ trống (h+) có khả năng phân hủy chất hữu cơ hay chuyển hóa các kim
loại độc hại thành những chất không gây hại đến môi trƣờng.
Mặc dù có rất nhiều hợp chất quang xúc tác bán dẫn, nhƣng hiện nay, TiO2 vẫn là một
trong các chất quang xúc tác phổ biến nhất vì giá thành rẻ, bền hóa học, không độc và dễ điều
chế. Do vậy TiO2 là chất thích hợp ứng dụng trong xử lí môi trƣờng .Tuy nhiên, hạn chế của
xúc tác quang hóa TiO2 là xúc tác này chỉ có hoạt tính trong điều kiện chiếu sáng vùng tử
ngoại (UV), chỉ chiếm 3 – 5% năng lƣợng ánh sáng mặt trời, nên khó có khả năng ứng dụng
rộng rãi, ít hiệu quả về mặt sử dụng năng lƣợng và làm tăng giá thành sử dụng. Vì vậy, xu
hƣớng mới trên thế giới hiện nay là biến tính TiO2 để nâng cao khả năng ứng dụng trong vùng
ánh sáng khả kiến.
Đến nay, đã có nhiều nghiên cứu biến tính TiO2 bởi các cation kim loại chuyển tiếp
hay bởi các phi kim. Trong số đó, TiO2 đƣợc biến tính bởi các phi kim đã cho thấy kết quả
tốt, tăng cƣờng tính chất quang xúc tác trong vùng ánh sáng khả kiến. Chính vì vậy, chúng tôi
đã chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp vật liệu tổ hợp quang xúc tác N-C-TiO2/AC và ứng
dụng trong xử lý chất hữu cơ ô nhiễm”.
Luận văn này trình bày một số kết quả đạt đƣợc trong việc nghiên cứu khả năng biến
tính TiO2 để tạo ra vật liệu tổ hợp quang xúc tác N-C-TiO2 và sử dụng vật liệu chế tạo đƣợc
để xử lý chất hữu cơ ô nhiễm. Các nội dung chính đã thực hiện trong Luận văn này bao gồm:
- Tổng hợp vật liệu N-C-TiO2/AC bằng phƣơng pháp sol - gel.
- Khảo sát hoạt tính xúc tác của vật liệu với Rhodamine B.
- Khảo sát khả năng tái sinh của vật liệu chế tạo đƣợc và ứng dụng trong điều kiện ánh
sáng tự nhiên.
Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về vật liệu bán dẫn TiO2 và xúc tác quang hóa
Chất bán dẫn là vật liệu trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. Gọi là “bán
dẫn” nghĩa là có thể dẫn điện ở một điều kiện nào đó còn ở điều kiện khác thì nó sẽ không
dẫn điện. Khi giải thích cơ chế dẫn điện của chất bán dẫn ngƣời ta phân thành chất bán dẫn
loại n (dẫn electron) và bán dẫn loại p (dẫn lỗ trống dƣơng) [8].
Theo phƣơng pháp obitan phân tử, có thể hình dung sự tạo thành các vùng năng lƣợng
trong mạng lƣới tinh thể nhƣ sau: ở các nguyên tử riêng lẻ (khi chúng ở xa nhau nhƣ trong
pha khí), electron chiếm giữ các mức năng lƣợng hoàn toàn xác định. Khi các nguyên tử dịch
lại gần nhau nhƣ trong mạng lƣới tinh thể thì các obitan nguyên tử sẽ bị phân tách ra. Nếu tổ
hợp n nguyên tử sẽ tạo thành n mức năng lƣợng khác nhau của N obitan phân tử. N mức năng
lƣợng này sẽ tạo thành một miền năng lƣợng liên tục. trong đó:
Vùng năng lƣợng đã đƣợc lấp đầy các electron, gọi là vùng hóa trị (Valance band).
Trong vùng này, điện tử bị liên kết mạnh với nguyên tử và không linh động, chúng giữ vai trò
liên kết trong mạng lƣới tinh thể.
Vùng năng lƣợng còn để trống (cao hơn vùng hóa trị) gọi là vùng dẫn
(Conductionband). Trong vùng này, điện tử sẽ linh động (nhƣ các điện tử tự do) và điện tử ở
vùng này sẽ là điện tử dẫn, có nghĩa là chất sẽ có khả năng dẫn điện khi có điện tử tồn tại trên
vùng đẫn. Tính dẫn điện tăng khi mặt độ điện tử trên vùng dẫn tăng.
Tùy thuộc vào cấu trúc nguyên tử và mức độ đối xứng của tinh thể mà vùng hóa trị và
vùng dẫn có thể xen phủ nhau hay không xen phủ nhau. Trong trƣờng hợp không xen phủ
nhau thì vùng hóa trị và vùng dẫn cách nhau một khoảng năng lƣợng gọi là vùng cấm Eg
(Forbidden band). Trong vùng cấm, điện tử không thể tồn tại. Khoảng cách giữa đáy vùng
dẫn và đỉnh vùng hóa trị gọi là độ rộng vùng cấm, hay năng lƣợng vùng cấm (Band Gap)
[15].
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Tags: vùng xúc tác là vùng nào