NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH VẬT LIỆU SBA-15 LÀM
CHẤT HẤP PHỤ VÀ XÚC TÁC QUANG PHÂN
HỦY MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ Ô NHIỄM
TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
- 2015
i
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
TRẦN THỊ THU PHƢƠNG
NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH VẬT LIỆU SBA-15
LÀM CHẤT HẤP PHỤ VÀ XÚC TÁC QUANG
PHÂN HỦY MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ
Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC
Chuyên ngành: Hoá lý thuyết và Hoá lý
Mã số: 62.44.01.19
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Võ Viễn
2. TS. Trƣơng Quý Tùng
HUẾ - NĂM 2015
ii
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của
riêng tôi, mọi số liệu và kết quả trong luận án là hoàn toàn
trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và
chưa từng công bố trong bất kì một công trình nào khác.
Tác giả
Trần Thị Thu Phƣơng
iii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Phó giáo sư, Tiến sĩ
Võ Viễn và Tiến sĩ Trương Quý Tùng, đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, động viên
khích lệ cũng như định hướng cho tôi trong quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Giáo sư, Tiến sĩ Trần Thái Hòa, Tiến sĩ Đinh
Quang Khiếu đã tận tình giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện
luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám đốc Đại học Huế, Ban Giám hiệu
Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế, Ban Giám hiệu trường Đại học Quy
nhơn đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Đào Tạo sau đại học - Đại học Huế, Ban
chủ nhiệm Khoa Hóa, phòng Đào tạo Sau đại học trường Đại học Khoa học –
Đại học Huế, cùng các Thầy giáo, Cô giáo thuộc Khoa Hóa trường Đại học Khoa
học – Đại học Huế, Khoa Hóa Đại học Quy Nhơn đã tạo điều kiện rất thuận lợi
cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Cuối cùng, Tôi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ,
tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình làm việc để tôi hoàn thành
luận án này.
Huế, tháng 6 năm 2015
Trần Thị Thu Phƣơng
vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ARS Alizarin Red S
BET Brunauer-Emmett-Teller
BJH Brunauer-Joyner-Halenda
ng cu trúc
EDS Energy-dispersive X-ray spectroscopy
(Ph tán sng tia X)
IR Infrared Spectroscopy ()
MB Methylene blue (xanh metylen)
MO Methyl orange (metyl da cam)
MPS 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane
MQTB Mao qun trung bình
MQTBTT Mao qun trung bình trt t
MCM-41 Mobil Composition of Matter No. 41
(vt liu MQTB có cu trúc l
MCM-48 Vt liu MQTB có cu trúc l
MCM-50 Vt liu MQTB có cu trúc l
M41S H vt li
PEO Polyetylen oxit
PPO Polypropylen oxit
SBA Santa Barbara Amorphous
SBA-15 Vt liu MQTB có cu trúc l
SEM Scanning Electron Microscopy (hin t quét)
TEM
TEOS Tetraethoxysilane
UV-vis Ultravioletvisible spectroscopy (p )
XRD X-Ray Diffraction (Nhiu x tia X nhiu x
XPS X-ray photoelectron spectroscopy (Ph n t tia X)
viii
BẢNG CÁC KÍ HIỆU MẪU
SBA-15c Vt liu SBA-t loi chng cu trúc bng etylic
SBA-15n Vt liu SBA-i chng cu trúc
SBA-15th Vt liu SBA-i chng cu trúc
nFe
2
O
3
-SBA-15 Vt liu SBA-15 bin tính bng oxit st
xCO-SBA-15 Vt liu SBA-15 bin tính bng nhóm cacbonyl
nZnO/SBA-15 Vt liu ZnO trên nn SBA-15 (n là phng ZnO
trong hn hu)
kN-30ZnO/SBA-15 Vt liu 30ZnO/SBA15 pha t ln pha tp)
nTiO
2
-CdS/SBA-15 Vt liu TiO
2
pha tp CdS trên nn SBA-15 (n là ph
khng TiO
2
trong hn hu)
ix
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bng 1.1. Thng kê s ng các bài báo v vt liu SBA-15, aminopropyl-
SBA-15 và mercaptopropyl- SBA-15, Alkyl-SBA-15 theo ISI knowledge
n 29/5/2013) 15
Bng 1.2. Mt s tính cht vt lí ca TiO
2
dng anatase và rutile 24
Bng 2.1. Hóa cht s dng 33
Bng 3.1u trúc ca các vt liu nFe
2
O
3
-SBA-15 56
Bng 3.2. T l Si/Fe ca vt liu 5Fe
2
O
3
-SBA-15 theo EDS 56
Bng 3.3u trúc ca các vt liu xCO-SBA-15-1h 67
Bng 3.4. Mt s thông s ca các cht s dng kho sát hp ph 70
Bng 3.5. Kt qu kho sát hp ph MB, ARS, phenol trên 3 loi vt liu 74
Bng 3.6. Mt s gi thit v a cht hp ph và cht b hp ph
ng 75
Bng 3.7. Các thông s ng hc hp ph MB trên SBA-15n 79
Bng 3.8. Giá tr các tham s nghiên cng nhit hp ph MB trên SBA-15n 79
Bng hp ph ca mt s vt lii vc công b - 81
Bng 3.10. ng cn s hp ph ARS trên 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15 84
Bng 3.11. Thông s ng hc hp ph ARS trên 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15 86
Bng 3.12. Các thông s ng hc hp ph phenol trên 10CO-SBA-15-1h 91
Bng vùng cm ca các vt liu kN-30ZnO/SBA-15 104
Bng 3.14. Các tham s ng hc gi bc 1 ca quá trình phân hy quang MB
các n khác nhau trên xúc tác 3N-30ZnO/SBA-15. 109
Bng 3.15. Thành phn vt liu nTiO
2
-CdS/SBA-15 theo EDS 112
Bng 3.16ng COD ca dung dch MO 75mg/L các thm xúc tác
khác nhau 124
Bng 3.17 bn xúc tác ca vt liu 40TiO
2
-CdS/SBA-15 125
x
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1 ngh cho cu trúc SBA-15 sau phn ng 50
o
C
c thy nhit 6
ng nhit hp ph-kh hp ph (b), XRD (c) ca SBA-15 6
to sn phm bing th
nhóm chc NH
2
. 9
phn ng bin tính sau tng hp 10
Hình 1.5. Chc n 11
Hình 1.6. Ch b
12
Hinh 1.7. Cht liu SBA-15 14
Hình 1.8. Mô hình xúc tác quang trên vt liu ZnO pha tp N 23
Hình 1.9. và các thông s cu trúc ca pha: a) Anatase và b) Rutile 24
Hình 1.10 minh ha chuyn tích ca mt h thng hai cht bán dn
(X. Hu, G. Li, J.C. Yu, Langmuir 26 (2010) pp. 30313039) 27
Hình 1.11. Gi cng tip xúc gia ht nano tinh th bán
dn oxit TiO2 và CdS 28
Hình 1.12. Cu trúc phân t ca MB 29
Hình 1.13. Cu trúc phân t ca ARS 30
Hình 1.14. Cu trúc phân t ca phenol 30
Hình 3.15. Cu trúc phân t ca MO 31
Hình 2.1 S phn x trên b mt tinh th 37
Hình 2.2. Minh ha cu trúc la vt liu theo XRD 38
Hình 2.3. Mt ct ca vt liu mao qun trung bình l 39
th biu din s bin thiên ca P/V(P
0
P) theo P/P
0
40
nguyên lý ca kính hin t quét 44
xi
nguyên lí ca kính hin t truyn qua 45
cho thy s phong phú v c t a
n t vi mu trong nghiên cu hin t. 46
c chuyn dng 47
Hình 2.9. Ph XPS ca tinh th nano CuSnSe
3
48
Hình 3.1. Gi nhiu x tia X ca SBA-15. 52
Hình 3.2. Gi nhiu x tia X góc ln ca: (a) 2Fe
2
O
3
-SBA-15; (b) 2,7Fe
2
O
3
-
SBA-15; (c) 5Fe
2
O
3
-SBA-15 và SBA-15n (d) 52
Hình 3.3. Ph hng ngoi ca: (a) SBA-15n; (b) 2Fe
2
O
3
-SBA-15; (c) 2,7Fe
2
O
3
-
SBA-15; (d) 5Fe
2
O
3
-SBA-15 53
ng cong hp ph - gii hp ph N
2
77K ca: (a) SBA-15n; (b)
2Fe
2
O
3
-SBA-15; (c) 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15; (d) 5Fe
2
O
3
-SBA-15 54
ng phân b c mao qun ca SBA-15n và nFe
2
O
3
-SBA-15 54
Hình 3.6. Hình nh TEM ca SBA-15n (a); 2Fe
2
O
3
- SBA-15 (b); 2,7Fe
2
O
3
-
SBA-15 (c); 5Fe
2
O
3
- SBA-15 (d) 55
Hình 3.7. nh SEM ca: SBA-15n (a); 2Fe
2
O
3
- SBA-15 (b); 2.7Fe
2
O
3
- SBA-
15 (c); và 5Fe
2
O
3
- SBA-15 (d) 55
Hình 3.8. Ph EDS ca mu 5Fe
2
O
3
-SBA-15 56
Hình 3.9. Ph XPS ca 2.7Fe
2
O
3
-SBA-15 57
Hình 3.10. Ph XPS ca Fe 2p trong 2.7Fe
2
O
3
-SBA-15 58
th n ca vt liu 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15 trong
dung dch NaCl 59
th n ca vt liu SBA-15n trong dung
dch NaCl 0,1 M 60
Hình 3.13. Gi nhiu x tia X ca 10CO-SBA-15-0,5h (a); 10CO-SBA-15-
1h (b); 10CO-SBA-15-2h (c); 10CO-SBA-15-3h (d) và SBA-15 (e) 62
Hình 3.14. nh SEM ca 10CO-SBA-15-0,5h(a); 10CO-SBA-15-1h(b); và
10CO-SBA-15-2h(c) và 10CO-SBA-15-3h(d); 62
xii
hng ngoi ca P123 (a); 10CO-SBA-15-3h(b); 10CO-SBA-15-
2h (c); 10CO-SBA-15-1h (d); 10CO-SBA-15-0,5h (e) 63
n nhiu x tia X ca SBA-15(a), 5CO-SBA-15-1h (b), 10CO-
SBA-15-1h (c), 15CO-SBA-15-1h (d) 64
nh SEM ca 5CO-SBA-15-1h (a), 10CO-SBA-15-1h (b), 15CO-
SBA-15-1h (c) 65
nh TEM ca 5CO-SBA-15-1h (a), 10CO-SBA-15-1h (b) 65
ng cong hp ph - gii hp ph ca SBA-15 (a), 5CO-SBA-15-
1h (b),10CO-SBA-15-1h (c), 15CO-SBA-15-1h (d) 66
ng phân b c mao qun ca SBA-15 và xCO-SBA-15-1h
66
3.21. Ph hng ngoi 5CO-SBA-15-1h (a), 10CO-SBA-15-1h (b), 15CO-
SBA-15-1h (c) 67
Hình 3.22. Gi phân tích nhit trng ca SBA-15th (a), SBA-15c (b)
và 10CO-SBA-15-1h (c) 68
th n ca vt liu 10CO-SBA-15-1h trong
dung dch NaCl 0,1 M 69
ng hp ph theo thi gian i vi dung dch MB 159,0 mg/L
ca: (a) 2.7Fe
2
O
3
-SBA-15; (b) SBA-15n; (c) 10CO-SBA-15-1h 71
ng hp ph theo thi gian i vi dung dch ARS 76,8
mg/L ca: (a) SBA-15n; (b) 10CO-SBA-15; (c) 2.7Fe
2
O
3
-SBA-15 73
ng hp ph theo thi gian i vi dung dch phenol 99,6
mg/L ca: (a) SBA-15n; (b) 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15; (c) 10CO-SBA-15 73
Hình 3.27. S ph thung hp ph theo thi gian ca SBA-15n i
vi dung dch MB 51,5 mg/L 76 72
Hình 3.28. ng cn s hp ph MB 79,8 mg/l trên SBA-15n 77
Hình 3.29. Kh p ph MB ca SBA-15n các n theo thi gian 77
ng hc bc 1 ca quá trình hp ph MB 51,5mg/L trên SBA-15n 78
ng hc bc 2 ca quá trình hp ph MB 51,5 mg/L trên SBA-15n 78
xiii
ng nhii vi s hp ph MB trên SBA-15n 298K 80
ng nhii vi s hp ph MB trên SBA-15n 298K - 80
Hình 3.34. S ph thung hp ph theo thi gian ca vt liu nFe
2
O
3
-
SBA-i vi dung dch ARS 76,8 mg/L 82
Hình 3.35. S phân b các dng tn ti ca ARS trong dung dc 83
Hình 3.36. ng cn s hp ph ARS 76,8 mg/L trên 2,7Fe
2
O
3
-
SBA-15 85
ng hp ph theo thi gian ca 2,7Fe
2
O
3
-SBA- i vi
ARS các n khác nhau 86
ng nhii vi s hp ph ARS trên 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15
87
Hình ng nhii vi s hp ph ARS trên 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15
87
Hình 3.40. S ph thung hp ph theo thi gian ca xCO-SBA-15-
i vi dung dch phenol 99,6 mg/L 89
Hình 3.41. ng cn dng hp ph ca 10CO-SBA-i
vi dung dich phenol 99,6 mg/g 89
ng hp ph theo thi gian ca 10CO-SBA-15-i vi
dung dch phenol các n khác nhau 90
ng nhii vi s hp ph phenol trên 10CO-SBA-15-1h 92
ng nhii vi s hp ph phenol trên 10CO-SBA-
15-1h 92
Hình 3.45. Gi nhiu x tia X ca SBA-15n (a), 20ZnO/SBA-15 (b),
30ZnO/SBA-15 (c) và 40ZnO/SBA-15 (d) 94
Hình 3.46. Ph hng ngoi ca SBA-15n (a); 20ZnO/SBA-15 (b);
30ZnO/SBA-15 (c) và 40ZnO/SBA-15 (d) 95
i c i hp th ca SBA-15n (a); 20ZnO/SBA-15 (b);
30ZnO/SBA-15 (c) và 40ZnO/SBA-15 (d) trong vùng t n
1000 cm
-1
96
xiv
ng cong hp ph và gii hp ph N
2
77K ca SBA-15n (a);
20ZnO/SBA-15 (b); 30ZnO/SBA-15 (c) và 40ZnO/SBA-15 (d) 97
Hình 3.49. nh TEM các mu xúc tác SBA-15n (A); 20ZnO/SBA-15 (B);
30ZnO/SBA-15 (C) và 40ZnO/SBA-15 (D) 97
Hình 3.50. nh SEM các mu xúc tác SBA-15n (A); 20ZnO/SBA-15 (B);
30ZnO/SBA-15 (C) và 40ZnO/SBA-15 (D) 98
Hình 3.51. Gi nhiu x tia X ca SBA-15n (a); 30ZnO/SBA-15 (b) và 3N-
30ZnO/SBA-15 (c) 99
Hình 3.52. Gi nhiu x tia X góc rng ca: SBA-15n (a); 30ZnO/SBA-15
(b) và 3N-30ZnO/SBA-15 (c) 99
Hình 3.53. nh TEM các mu xúc tác 30ZnO/SBA-15 (A) và 3N-30ZnO/
SBA-15 (B) 100
Hình 3.54. nh SEM các mu xúc tác 30ZnO/SBA-15 (A); 3N-30ZnO/SBA-15 (B)
100
ng cong hp ph - gii hp ph N
2
77K ca SBA-15n (a),
30ZnO/SBA-15 (b) và 3N-30ZnO/SBA-15 (c) 101
ng phân b c mao qun ca: SBA-15n (a),
30ZnO/SBA-15 (b) và 3N-30ZnO/SBA-15 (c) 101
Hình 3.57. Ph hng ngoi ca 30ZnO/SBA-15 (a) và 3N-30ZnO/SBA-15 (b) 102
Hình 3.58. nh ca các sn phm 30ZnO/SBA-15 (a), 1N-30ZnO/SBA-15 (b),
2N-30ZnO/SBA-15 (c), và 3N-30ZnO/SBA-15 (d) 103
Hình 3.59. Ph UV-vis trng thái rn ca 30ZnO/SBA-15 (a), 1N-30ZnO/
SBA-15 (b), 2N-30ZnO/SBA-15 (c), và 3N-30ZnO/SBA-15 (d) 103
Hình 3.60. Ph XPS ca 3N-30ZnO/SBA-15 104
Hình 3.61. Ph XPS ca Zn 2p trong 3N-30ZnO/SBA-15 105
Hình 3.62. Ph XPS ca N 1s trong 3N-30ZnO/SBA-15 105
Hình 3.63. Ph cm xúc tác quang
106
Hình 3.64. S bii n MO (a) và MB (b) theo thi gian trên xúc tác
3N-30ZnO/SBA-15 106
xv
Hình 3.65. S bii n MB theo thi gian trên xúc tác 30ZnO/SBA-15
(a); 3N-ZnO (b); 1N-30ZnO/SBA-15 (c); 2N-30ZnO/SBA-15 (d) và
3N-30ZnO/SBA-i ánh t 107
ng hc quá trình phân hy quang MB các n khác nhau
trên xúc tác 3N-30ZnO/SBA-15 theo mô hình Langmuir-
Hinshelwood 108
Hình 3.67. Gi nhiu x tia X ca 20TiO
2
-CdS/SBA-15 (a), 30TiO
2
-CdS/SBA-15
(b), 40TiO
2
-CdS/SBA-15 (c), 50TiO
2
-CdS/SBA-15 (d). 110
Hình 3.68. nh TEM ca 20TiO
2
-CdS/SBA-15 (a), 30TiO
2
-CdS/SBA-15 (b),
40TiO
2
-CdS/SBA-15 (c), 50TiO
2
-CdS/SBA-15 (d) 111
Hình 3.69. nh SEM ca 20TiO
2
-CdS/SBA-15 (a), 30TiO
2
-CdS/SBA-15 (b),
40TiO
2
-CdS/SBA-15 (c), 50TiO
2
-CdS/SBA-15 (d) 111
ng cong hp ph - gii hp ph N
2
77K ca 20TiO
2
-CdS/SBA-15 (a),
30TiO
2
-CdS/SBA-15 (b), 40TiO
2
-CdS/SBA-15 (c), 50TiO
2
-CdS/
SBA-15 (d) 112
Hình 3.71. Ph hng ngoi ca SBA-15 (a), 30TiO
2
-CdS/SBA-15 (b),
40TiO
2
-CdS/SBA-15 (c) và 50TiO
2
-CdS/SBA-15 (d) 113
Hình 3.72. Ph XPS ca 30TiO
2
-CdS/SBA-15 114
Hình 3.73. Ph XPS ca 40TiO
2
-CdS/SBA-15 114
Hình 3.74. Ph XPS ca 50TiO
2
-CdS/SBA-15 115
Hình 3.75. Ph XPS ca Ti2p trong 30TiO
2
-CdS/SBA-15 115
Hình 3.76. Ph XPS ca Cd3d trong 30TiO
2
-CdS/SBA-15 116
Hình 3.77. nh ca các mu vt liu nTiO
2
-CdS/SBA-15 theo t l TiO
2
117
Hình 3.78. Ph UV-vis trng thái rn ca 20TiO
2
-CdS/SBA-15 (a), 30TiO
2
-CdS/SBA-15 (b),
40TiO
2
-CdS/SBA-15 (c), 50TiO
2
-CdS/SBA-15 (d) 118
th biu din hàm Kubelka-ng ánh sáng hp
th ca 20TiO
2
-CdS/SBA-15 119
Hình 3.80. S bii n MB và MO theo thi gian trên xúc tác 40TiO
2
-
CdS/SBA-15 120
xvi
Hình 3.81. Hình nh các mu sn phm phn ng sau các thi gian khác nhau
trên xúc tác 40TiO
2
-CdS/SBA-15 121
Hình 3.82. Hình nh các mu sn phm phn ng sau thi gian 7gi chi
t trên các vt liu nTiO
2
-CdS/SBA-15 121
Hình 3.83. S bii n MO theo thi gian phn ng trên xúc tác
20TiO
2
-CdS/SBA-15 (a), 30TiO
2
-CdS/SBA-15 (b), 40TiO
2
-CdS/SBA-15 (c),
50TiO
2
-CdS/SBA-i ánh sáng kh kin, và
40TiO
2
-CdS /SBA-15 trong bóng ti (e) 122
Hình 3.84. S bii n MO theo thi gian trên xúc tác: (a) 40TiO
2
-CdS/SBA-15,
(b) CdS/SBA-u kit 123
minh ha quá trình xúc tác quang phân hy MO ca vt liu
nTiO
2
-CdS/SBA-15 124
Hình 3.86. Ch tiêu COD ca dung dch MO 75mg/L các thm xúc tác
khác nhau 125
iv
MC LC
Trang phụ bìa i
Lời cam đoan ii
Lời cảm ơn iii
Mục lục iv
Danh mục các chữ viết tắt vii
Bảng các kí hiệu mẫu viii
Danh mục các bảng ix
Danh mục các hình x
M U 1
NG QUAN TÀI LIU 4
1.1. Vật liệu mao quản trung bình 4
1.2. Giới thiệu về vật liệu mao quản trung bình SBA-15 5
1.2.1. Tổng hợp 5
1.2.2. Biến tính 7
1.2.2.1. Đưa kim loại hoặc oxit kim loại vào vật liệu 7
1.2.2.2. Gắn các nhóm chức năng lên trên bề mặt mao quản 9
1.2.3. Ứng dụng 12
1.2.3.1. Hấp phụ 12
1.2.3.2. Chất nền cho xúc tác 13
1.2.3.3. Xúc tác 13
1.2.3.4. Điều chế vật liệu mới 13
1.3. Một số nghiên cứu về chức năng hóa vật liệu SBA-15 14
1.4. Hấp phụ 16
1.4.1. Hấp phụ và phân loại sự hấp phụ 16
1.4.2. Động học hấp phụ 17
1.4.3. Đẳng nhiệt hấp phụ 18
1.5. Xúc tác quang 20
1.5.1. Cơ chế của phản ứng xúc tác quang 20
1.5.2. Các vật liệu xúc tác quang 22
1.5.2.1. Vài nét về kẽm oxit (ZnO) trong xúc tác quang 22
1.5.2.2. Vật liệu xúc tác quang TiO
2
23
1.5.2.3 Vật liệu xúc tác quang CdS-TiO
2
26
1.6. Một số hợp chất hữu cơ sử dụng trong luận án…………………………… 29
v
U 32
2.1. Mục tiêu 32
2.2. Nội dung 32
2.2.1. Tổng hợp vật liệu 32
2.2.2. Thử nghiệm tính chất hấp phụ và xúc tác quang 32
2.3. Tổng hợp vật liệu 33
2.3.1. Hóa chất 33
2.3.2. Tổng hợp SBA-15 34
2.3.3. Tổng hợp nFe
2
O
3
-SBA-15 34
2.3.4. Tổng hợp xCO-SBA-15 34
2.3.5. Tổng hợp vật liệu nZnO/SBA-15 35
2.3.6. Pha tạp N trên ZnO/SBA-15 36
2.3.7. Tổng hợp vật liệu nTiO
2
-CdS/SBA-15 36
2.4. Các phương pháp đặc trưng vật liệu 37
2.4.1. Nhiễu xạ tia X (X-ray Diffraction, XRD) 37
2.4.2. Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - khử hấp phụ nitơ
(Nitrogen Adsorption and Desorption Isotherms – BET) 39
2.4.3. Phổ hồng ngoại (IR) 41
2.4.4. Phương pháp phân tích nhiệt 42
2.4.5. Hiển vi điện tử quét (SEM) 43
2.4.6. Hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 44
2.4.7. Phổ tử ngoại – khả kiến (Ultraviolet-Visible Spectroscopy, UV-vis) 46
2.4.8. Phổ quang điện tử tia X (X-ray photoelectron spectroscopy-XPS) 47
2.4.9. Xác định điểm đẳng điện 49
2.5. Nghiên cứu tính chất hấp phụ và xúc tác 49
2.5.1. Nghiên cứu hấp phụ MB, ARS và phenol 49
2.5.2. Khảo sát hoạt tính xúc tác quang của 3N-30ZnO/SBA-15 đối với MB 49
2.5.3. Khảo sát hoạt tính xúc tác của nTiO
2
-CdS/SBA-15 đối với MO 50
T QU VÀ THO LUN 51
3.1. Tổng hợp vật liệu hấp phụ và nghiên cứu tính chất hấp phụ 51
3.1.1. Tổng hợp vật liệu hấp phụ 51
3.1.1.1. Tổng hợp vật liệu SBA-15 và nFe
2
O
3
-SBA-15 51
3.1.1.2. Tổng hợp SBA-15 chức năng hóa bằng nhóm cacbonyl 60
3.1.1.2.1. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân trước TEOS 61
vi
3.1.1.2.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol MPS 64
3.1.2. Nghiên cứu tính chất hấp phụ của vật liệu 69
3.1.2.1. Khảo sát khả năng hấp phụ MB, ARS và phenol của vật liệu
SBA-15n, 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15 và 10CO-SBA-15-1h 71
3.1.2.2. Nghiên cứu tính chất hấp phụ MB trên SBA-15n 75
3.1.2.2.1. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ 75
3.1.2.2.2. Ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ 76
3.1.2.2.3. Mô hình động học hấp phụ MB trong dung dịch trên SBA-15n . 77
3.1.2.2.4. Đẳng nhiệt hấp phụ MB trên SBA-15n 79
3.1.2.3. Nghiên cứu tính chất hấp phụ ARS trên 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15 82
3.1.2.3.1. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ 82
3.1.2.3.2. Ảnh hưởng của pH 83
3.1.2.3.3. Động học hấp phụ ARS trong dung dịch trên 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15 85
3.1.2.3.4. Đẳng nhiệt hấp phụ ARS trên 2,7Fe
2
O
3
-SBA-15 87
3.1.2.4. Nghiên cứu tính chất hấp phụ phenol trên 10CO-SBA-15-1h 88
3.1.2.4.1. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ 88
3.1.2.4.2. Ảnh hưởng của pH 89
3.1.2.4.3. Động học hấp phụ phenol trong dung dịch bằng 10CO-SBA-15-1h 90
3.1.2.4.4. Đẳng nhiệt hấp phụ phenol trên 10CO-SBA-15-1h 92
3.2. Tổng hợp vật liệu xúc tác và tính chất xúc tác quang 94
3.2.1. Tổng hợp vật liệu kN-nZnO-SBA-15 và nghiên cứu khả năng xúc tác 94
3.2.1.1. Tổng hợp vật liệu nZnO/SBA-15 94
3.2.1.2. Tổng hợp vật liệu kN-30ZnO/SBA-15 98
3.2.1.3. Nghiên cứu khả năng xúc tác quang của vật liệu 3N-30ZnO/SBA-15 106
3.2.2. Tổng hợp vật liệu nTiO
2
-CdS/SBA-15 và nghiên cứu khả năng xúc tác quang 109
3.2.2.1. Tổng hợp vật liệu nTiO
2
-CdS/SBA-15 109
3.2.2.2. Nghiên cứu khả năng xúc tác quang của nTiO
2
-CdS/SBA-15 119
3.2.2.2.1. Khả năng xúc tác của vật liệu nTiO
2
-CdS/SBA-15 trên MO 119
3.2.2.2.2. Độ bền xúc tác 125
KT LUN 127
TÀI LIỆU THAM KHẢO 129
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 141
1
M U
Ô nhiễm môi trường đang ảnh hưởng xấu và ngày càng nghiêm trọng đến đời
sống của con người ở mức độ toàn cầu. Chất gây ô nhiễm chủ yếu được sinh ra từ
các hoạt động phát triển sản xuất công nghiệp và sinh hoạt của con người. Trong số
các nguồn gây ô nhiễm, nước thải từ các nhà máy sản xuất công nghiệp được xem là
nguồn ô nhiễm đáng lưu ý nhất. So với các hợp chất vô cơ, nhìn chung, các hợp
chất hữu cơ độc hại có trong nước thải khó xử lý hơn và cần các phương pháp riêng
biệt đối với các chất cụ thể. Vì thế, nghiên cứu xử lý, tách loại các hợp chất hữu cơ
độc hại trong môi trường nước là việc làm quan trọng và cấp thiết. Để giải quyết
vấn đề này, trên thế giới đã có nhiều kỹ thuật được áp dụng như: bay hơi, điện động
học, giải hấp phụ nhiệt, loại bằng sinh học, xúc tác quang hóa, hấp phụ và chiết pha
lỏng. Tuy nhiên, trong số đó, phương pháp hấp phụ và xúc tác quang được nghiên
cứu rộng rãi do giá thành thấp, dễ vận hành và có tính khả thi.
Vật liệu mao quản trung bình trật tự (MQTBTT) có diện tích bề mặt lớn và
kích thước mao quản rộng, đồng nhất, hứa hẹn nhiều tiềm năng ứng dụng trong lĩnh
vực hấp phụ và xúc tác. Một đại diện trong số đó, vật liệu SBA-15 có cấu trúc lục
lăng với độ trật tự cao, dễ tổng hợp, kích thước mao quản có thể thay đổi được,
tường mao quản dày đang thu hút sự quan tâm nghiên cứu của nhiều nhà khoa học
[105]. Mao quản rộng cho phép những phân tử cồng kềnh dễ dàng khuếch tán vào
bên trong và tiếp xúc với các tâm hoạt động, đã làm cho SBA-15 có nhiều lợi thế
hơn so với vật liệu vi mao quản trong trường hợp đối tượng là các phân tử lớn [25].
Việc nghiên cứu biến tính vật liệu MQTBTT nói chung và SBA-15 nói riêng
là một hướng nghiên cứu được nhiều nhà khoa học quan tâm trên thế giới. Tuy
nhiên, ở Việt Nam, hướng nghiên cứu này vẫn còn rất hạn chế. Đa số các công trình
nghiên cứu tập trung vào việc tạo ra vật liệu oxit silic MQTBTT chứa các kim loại,
oxit kim loại chuyển tiếp dùng trong xúc tác và hấp phụ [2], [3], [6], [14]. Trong khi
đó, chỉ có một số ít công trình nghiên cứu chức năng hóa (functionalized) các vật
liệu này bằng nhóm chức hữu cơ. Một số công trình tiêu biểu có thể kể đến như Hồ
Sỹ Thắng và cộng sự [11], [12], Nguyễn Thị Vương Hoàn và cộng sự [4] và Trịnh
2
Thị Kim Chi và cộng sự [1] đã nghiên cứu biến tính vật liệu mao quản SBA-15,
SBA-16 bằng thiol hay amin và khảo sát quá trình xúc tác, hấp phụ các kim loại
Pb(II), Cd(II), Cr(III) trên những vật liệu này.
Như đã trình bày ở trên, SBA-15, một trong những đại diện của vật liệu
MQTBTT, có rất nhiều ưu điểm. Vì thế, chúng được xem như một vật liệu nền hấp
dẫn để phân tán các pha hoạt động, đặc biệt trong lĩnh vực hấp phụ và xúc tác. Hiện
đã có rất nhiều công bố về lĩnh vực này ngay sau khi phát minh ra vật liệu SBA-15.
Tuy nhiên, việc nghiên cứu biến tính để điều chế các vật liệu mới vẫn đang được
quan tâm. Mặt khác, dưới khía cạnh môi trường, xử lý các chất gây ô nhiễm đang là
vấn đề thời sự ở mức độ toàn cầu. Đã có nhiều bài báo công bố việc xử lý các hợp
chất hữu cơ độc hại có trong nước bằng kỹ thuật hấp phụ hoặc xúc tác quang do hai
phương pháp này dễ vận hành và rẻ tiền. Trên cơ sở phân tích ở trên, trong luận án
này chúng tôi chọn SBA-15 như một chất nền để phân tán các pha hoạt động nhằm
mục đích làm chất hấp phụ và xúc tác quang ứng dụng xử lý các hợp chất hữu cơ
độc hại có trong nước. Pha hoạt động dùng cho hấp phụ là Fe
2
O
3
, một oxit kim loại
(tương ứng với vật liệu Fe
2
O
3
-SBA-15) và cacbonyl như một nhóm chức hữu cơ
(tương ứng với CO-SBA-15). Các pha hoạt động khác nhau để làm tâm hấp phụ
được chọn dựa trên cơ sở khả năng tương tác giữa pha hoạt động và chất bị hấp
phụ. Đối với xúc tác quang, pha hoạt động là ZnO pha tạp nitơ (N-ZnO/SBA-15) và
composit được ghép từ hai chất bán dẫn CdS-TiO
2
(TiO
2
-CdS/SBA-15) trong đó
CdS đóng vai trò như một chất cảm quang trong vùng ánh sáng khả kiến. TiO
2
và
ZnO là hai chất bán dẫn được nghiên cứu nhiều nhất trong lĩnh vực xúc tác quang
hóa. Tuy nhiên, hai chất bán dẫn này ở dạng nguyên chất chỉ hoạt động trong vùng
ánh sáng tử ngoại. Vì thế, để có thể sử dụng chúng trong vùng khả kiến, việc biến
tính cần phải đặt ra. Hai pha hoạt động dùng trong xúc tác quang ở trên được thiết
kế dựa trên nguyên lý của hai phương pháp biến tính đưa các vật liệu bán dẫn chỉ
hoạt động trong vùng tử ngoại trở nên hoạt động trong vùng khả kiến: (i) giảm năng
lượng vùng cấm (đối với ZnO là pha tạp N) và (ii) ghép với một chất bán dẫn khác
có thể hoạt động trong vùng khả kiến, ở đó nó đóng vai trò như chất cảm quang.
Đối với TiO
2
, chất bán dẫn ghép là CdS. Riêng đối với các chất hữu cơ độc hại
3
được chọn để nghiên cứu trong luận án này là phenol và các phẩm nhuộm. Nội dung
nghiên cứu chính của luận án được xác định là:
- Biến tính bề mặt vật liệu mao quản trung bình SBA-15 bằng oxit sắt và nhóm
cacbonyl, nhằm tạo ra vật liệu có tính chất bề mặt thay đổi để cải thiện khả năng
hấp phụ của vật liệu đối với một số chất hữu cơ độc hại như phenol và thuốc nhuộm
trong môi trường nước. Từ đó, một mối quan hệ giữa tính chất bề mặt của vật liệu
hấp phụ và chất bị hấp phụ cũng được thảo luận.
- Nghiên cứu tổng hợp vật liệu ZnO pha tạp N được mang lên trên SBA-15
(N-ZnO/SBA-15) và composit TiO
2
-CdS mang lên trên SBA-15 (TiO
2
-CdS/SBA-
15) ứng dụng làm xúc tác quang trong phản ứng phân hủy xanh metylen (MB) và
metyl da cam (MO).
Cấu trúc của luận án gồm các phần sau:
- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan tài liệu
- Chương 2: Nội dung và phương pháp nghiên cứu
- Chương 3: Kết quả và thảo luận
- Kết luận
- Danh mục các công trình có liên quan đến luận án
- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục
4
TNG QUAN TÀI LIU
1.1. Vt liu mao qun trung bình trt t
Đứng trước những hạn chế về kích thước mao quản của vật liệu mao quản nhỏ
(vi mao quản), nhiều nhà khoa học đã tích cực tìm kiếm các vật liệu có kích thước
mao quản lớn hơn. Từ đó, nhiều vật liệu mao quản trung bình được công bố. Tuy
nhiên, trong lịch sử tổng hợp vật liệu MQTBTT, hai cột mốc lớn có thể kể đến là:
thứ nhất, vào năm 1992, các nhà khoa học của công ty Mobil Oil đã phát minh ra
một họ vật liệu mới có kích thước mao quản từ 2 đến 20 nm bằng việc sử dụng chất
hoạt động bề mặt như những chất định hướng cấu trúc [21]. Tùy theo điều kiện tổng
hợp như: bản chất của chất hoạt động bề mặt, bản chất của chất phản ứng, nhiệt độ
tổng hợp, giá trị pH mà kích thước và cấu trúc mao quản khác nhau được hình thành
như cấu trúc lục lăng (MCM-41), cấu trúc lập phương (MCM-48), cấu trúc lớp
(MCM-50). Ngay sau đó, đã có một sự bùng nổ các công trình nghiên cứu về biến
tính và tìm kiếm khả năng ứng dụng của họ vật liệu này [99]. Giai đoạn thứ hai có
thể kể đến là sự phát hiện của nhóm Zhao và cộng sự về việc sử dụng các polyme
trung hòa điện như những chất định hướng cấu trúc (ĐHCT) để tổng hợp họ vật liệu
SBA-15 [105]. Vật liệu này có đường kính mao quản đồng đều với kích thước lớn
hơn 3 – 4 lần kích thước mao quản zeolit và diện tích bề mặt riêng lớn, có thể lớn
hơn 800 m
2
/g. Một ưu điểm của họ vật liệu SBA-15 là có kích thước mao quản lớn,
tường mao quản dày nên có tính bền nhiệt và thủy nhiệt cao. Vì thế, họ vật liệu
SBA-15 có thể mở ra một chương mới trong việc ứng dụng các vật liệu mao quản
trong thực tiễn. Nói chung, lịch sử tổng hợp vật liệu MQTBTT gắn liền với việc
phát hiện các chất ĐHCT. Kích thước mao quản tăng theo kích thước phân tử chất
ĐHCT. Với những phân tử amin hoặc muối amin đơn giản, như triethylamine, mao
quản tương ứng được tạo ra là nhỏ. Những chất có kích thước phân tử lớn hơn, như
các chất hoạt động bề mặt cetyltrimethylamonium bromua, có thể tạo ra mao quản
có kích thước lớn có thể đến 2-3 nm. Trong lúc đó, với chất ĐHCT lớn hơn, như
5
những polyme poly(ethylen oxit)-poly(propylen oxit)-poly(ethylen oxit) thì mao
quản được tạo ra có thể lên đến vài chục nano mét.
-15
Năm 1998, Zhao và cộng sự [105] đã công bố một loại vật liệu mới ký hiệu là
SBA-15. Đây là vật liệu silic dioxit MQTBTT có đối xứng lục lăng được tổng hợp
bằng cách sử dụng các polyme không mang điện poly(ethylen oxit)-poly(propylen
oxit)-poly(ethylen oxit) (Pluronic, EO
y
PO
x
EO
y
), như những chất ĐHCT trong môi
trường axit. Đường kính mao quản nằm trong khoảng 2-30 nm và bề dày tường có
thể lên đến 6 nm. SBA-15 điển hình được tổng hợp bằng cách dùng chất ĐHCT
Pluronic P123 (EO
20
PO
70
EO
20
) ở nhiệt độ từ 35
o
C đến 80
o
C. Người ta nhận thấy
rằng khi nồng độ của P123 cao hơn 6%, chỉ có gel silic dioxit tạo thành. Ngược lại,
khi nồng độ P123 dưới 0,5% chỉ có tạo thành silic dioxit vô định hình. SBA-15
được tạo thành trong môi trường pH < 1 (với axit HCl, HBr, HI, H
2
SO
4
). Tại giá trị
pH từ 2-6, trên điểm đẳng điện của silic dioxit (pH = 2,2), không có sự tạo thành
silic dioxit gel. Tại pH trung tính khoảng 7, chỉ có silic dioxit vô định hình hay
MQTB kém trật tự tạo thành. Tetraethoxysilane (TEOS), tetramethoxysilane
(TMOS) và tetraproxysilane (TPOS) là những nguồn cung cấp silic thích hợp cho
việc điều chế SBA-15.
Theo Zhao và cộng sự [104], [105] cơ chế của sự tạo thành SBA-15 đi qua
hợp chất trung gian (S
o
H
+
)(X
-
I
+
), trong đó S
o
là chất hoạt động bề mặt (triblock
copolymer), H
+
là proton, X
-
là anion axit, và I
+
là các mẫu Si-OH bị proton hóa.
Các phân tử chất hoạt động bề mặt bị proton hóa được tổ chức dưới dạng một cấu
trúc mixen hình trụ. Chúng hoạt động như những chất ĐHCT và kết hợp với các
cation oxit silic bởi sự kết hợp của những tương tác tĩnh điện, liên kết hydro và
van der Waals. Bằng việc sử dụng phổ cộng hưởng từ điện tử (electron
paramagnetic resonance), Ruthstein và cộng sự [79] đã đưa ra mô hình về cấu trúc
của SBA-15 trước giai đoạn thủy nhiệt (hình 1.1). Trong mô hình này, phần đen
nhạt là của oxit silic, phần đen đậm tương ứng các chuỗi PEO, còn phần trắng là
6
của các chuỗi PPO. Giai đoạn xử lý nhiệt sau đó sẽ làm giảm mức độ chuỗi của
PEO trong oxit silic, vì thế làm giảm độ dày tường và làm tăng kích thước mao
quản. Mô hình này cũng giải thích sự hình thành các hệ thống vi mao quản trong
tường SBA-15 do PEO tạo nên.
Hình 1.1. Mô hình được đề nghị cho cấu trúc SBA-15 sau phản ứng ở 50
o
C
trước khi thủy nhiệt.
Hình thái của SBA-15 có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng các đồng
polyme, đồng chất ĐHCT, đồng dung môi hay các chất phụ gia điện ly mạnh tạo
thành dạng sợi, ống, cầu, bánh cam vòng, nước sốt trứng.
Hình 1.2 trình bày hình ảnh SEM, đẳng nhiệt hấp phụ-khử hấp phụ nitơ ở 77K
và XRD của SBA-15 điều chế sử dụng Pluronic P123 làm tác nhân ĐHCT.
Hình 1.2. SEM (a), đẳng nhiệt hấp phụ-khử hấp phụ (b), XRD (c)
của SBA-15 [105].
7
1.2
Không giống như MCM-41 hay zeolite, môi trường tổng hợp của SBA-15 có
tính axit mạnh (pH < 1), ở môi trường này ion kim loại ở dạng tự do nên khó đưa
kim loại vào mạng. Vì SBA-15 có thành phần là silic dioxit nên ít hoạt động về mặt
hóa học. Vì thế, để tìm kiếm những ứng dụng đối với vật liệu này thì việc tìm cách
làm cho bề mặt của chúng hoạt động hơn là hết sức cần thiết. Cho đến nay đã có hai
hướng giải quyết vấn đề này: (i) đưa kim loại hoặc oxit kim loại hoạt động vào vật
liệu, (ii) gắn các nhóm chức năng hữu cơ lên bề mặt mao quản.
1.2i hoc oxit kim loi vào vt liu
Để đưa kim loại hoặc oxit kim loại vào vật liệu MQTB có một số phương
pháp phổ biến sau:
a. Tổng hợp thuỷ nhiệt trực tiếp
Phương pháp này dựa trên cơ sở thêm các hợp chất vô cơ (muối kim loại hay
alkoxit) vào trong hỗn hợp gel. Phương pháp này có một hạn chế là ở môi trường
axit mạnh, ion kim loại thường ở dạng tự do và hòa tan trong dung dịch. Vì thế
lượng kim loại đưa vào chỉ ở hàm lượng thấp [76], [106].
b. Ngâm tẩm với các hợp chất kim loại
Ngâm tẩm được sử dụng rộng rãi để đưa kim loại vào vật liệu MQTBTT. Quá
trình này bao gồm ngâm tẩm trực tiếp vật liệu MQTBTT với dung dịch của hợp
chất kim loại mong muốn. Tiếp theo thường là khử, phân huỷ nhiệt, chiếu UV, hay
xử lý siêu âm. Các nguyên tử kim loại được tạo thành phân bố ngẫu nhiên trên bề
mặt cũng như bên trong các kênh mao quản [27], [89].
Như một ví dụ, bằng cách ngâm tẩm với tetramineplatinium(II)nitrate
Pt(NH
3
)
4
(NO
3
)
2
tiếp theo sau là khử, Liu và cộng sự 61 đã điều chế thành công
sợi nano bạch kim bên trong SBA-15. Tùy thuộc vào bản chất của tiền chất kim loại
và các điều kiện đưa kim loại vào khung mạng dioxit silic, hạt nano hay sợi nano có
thể được hình thành nhiều khi chỉ cần một lần ngâm tẩm ướt. Một ví dụ khác về
phương pháp ngâm tẩm, đó là các hạt nano Fe
2
O
3
trong SBA-15 đã được tổng hợp
8
thành công bằng cách ngâm tẩm với dung dịch Fe(NO
3
)
3
sau đó sấy và nung ở
723K [96]. Thông thường, phương pháp ngâm tẩm rất có hiệu quả để đưa hợp chất
kim loại vào trong mao quản vật liệu. Tuy nhiên, cần phải thực hiện trong điều kiện
nghiêm ngặt nếu không sẽ không kiểm soát được sự phát triển kích thước hạt.
c. Trao đổi ion của chất ĐHCT với cation kim loại chuyển tiếp
Như đã trình bày ở trên, trong quá trình tạo thành SBA-15, các chất ĐHCT bị
proton hóa và liên kết với oxit silic. Do vậy, để chức năng hóa vô cơ các vật liệu
MQTBTT có thể dựa trên cơ sở thay thế cation của chất ĐHCT bằng các cation kim
loại chuyển tiếp. Trong trường hợp này, các ion kim loại (Al
3+
, Ti
4+
, Sn
4+
) định xứ
tại bề mặt bên trong kênh mao quản, bằng cách trao đổi với phần tích điện dương
của chất ĐHCT hoặc thay thế đồng hình ion Si
4+
trong thành mao quản. Bằng
phương pháp này người ta đã đưa các ion kim loại lên trên bề mặt bên trong kênh
mao quản [44],[95].
Đối với vật liệu Fe-SBA-15, cho đến nay đã có nhiều công trình tập trung
nghiên cứu về tổng hợp [23], [58], [86], xúc tác [102], [94], [89] và ứng dụng
trong lĩnh vực hấp phụ như: ứng dụng làm chất hấp phụ kim loại nặng [56], hấp
phụ phot phat [43], hay hấp phụ dư lượng thuốc kháng sinh [92]. Tuy nhiên, vẫn
còn rất ít công trình nghiên cứu biến tính SBA-15 bằng Fe(III) ứng dụng hấp
phụ các hợp chất hữu cơ nói chung và thuốc nhuộm nói riêng.
Ở Việt Nam cũng đã xuất hiện một số công trình công bố đưa kim loại vào vật
liệu SBA-15. Chẳng hạn, nhóm các tác giả Lê Thanh Sơn, Đinh Quang Khiếu đã
đưa Fe vào trong mạng SBA-15 để làm chất xúc tác cho phản ứng oxi hóa phenol
đỏ [9], hoặc tác giả Nguyễn Hữu Phú và cộng sự đã nghiên cứu oxi hóa xúc tác các
hợp chất phenol trên vật liệu mao quản trung bình Fe-SBA-15 [8].
Trong luận án này chúng tôi sẽ nghiên cứu biến tính SBA-15 bằng oxit sắt, hy
vọng thay đổi tính chất bề mặt của vật liệu SBA-15 để cải thiện khả năng hấp phụ
của vật liệu đối với các thuốc nhuộm thuộc nhóm anion mà điển hình là Alizarin
Red S (ARS).