Nghiên cứu chế tạo màng TiO2 và ứng dụng vào việc xử lý chất màu khó phân hủy : Đề tài NCKH. QT.08.58

T R Ư Ờ N G Đ Ạ I H Ọ C K H O A H Ọ C T ự N H IÊ N

N G H IÊ N c ú u C H Ế T Ạ O M À N G T i 0 2 V À Ứ N G D Ụ N G
V À O V IỆ C X Ử L Ý C H Á T M À U K H Ó P H Â N H Ư Ỷ
MẢ SÔ: QT- 08 - 58
CHỦ TRÌ: TS. GVC. ĐÒNG KIM LOAN

CÁC CÁN Bộ THAM GIA:
- Lưu Minh Loan

ThS. CBNC

- PGS. Trần Hồng Côn

TS. GVC

- Nguyễn Thị Quyên

CN. CBNC

- Dương Ngọc Bách

NCS. CBNC

- Lương Thị Mai Ly

ThS.GV

H à nội 2008

OAI HOC QUÓC GIA HÁ • r

ĨPUNG TÂM THÒNG TIN THU ViỆN

t)T /


BÁO CÁO TÓM TẮT ĐÊ T À I
TÊN ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu chế tạo màng Ti0 2 và ứng dụng vào việc xử lý chất màu khó
phân huỷ
MÀ SỐ: QT - 08 - 58
CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI: Đồng Kim Loan
Học vị: TS. GVC
Đơn vị công tác: Khoa Môi trường
Tel: 35583306/38213847
CÁC CÁN B ộ THAM GIA ĐỀ TÀI
- Lưu Minh Loan

ThS. CBNC

- PGS. Trần Hồng Côn
- Nguyễn Thị Quyên

TS. GVC

- Dương Ngọc Bách

NCS. CBNC

- Lương Thị Mai Ly

ThS.GV

CN. CBNC

MỤC TIÊU NGHIÊN CỬU:
- Nghiên cứu tìm ra các điều kiện phù hợp cho quy trinh điều chế T 1O2 dạng
anatas có kích thước nanomet.
- Thử nghiệm ứng dụng vật liệu trên vào việc xử lý một số chất hữu cơ khó phân
hủy trong nước thải dệt nhuộm, nước ri rác.
NỘI DƯNG NGHIÊN CỨU:
- Thu thập tài liệu và tổng quan các công trình nghiên cứu chế tạo xúc tác T 1O2.
- Nghiên cứu điều chế T 1O2 có tỷ lệ anatas cao, kích thước nanomet bằng phương
pháp sol-gel trong môi trường nước - dung môi hừu cơ.
- Chế tạo xúc tác dạng hạt rắn bảng cách mang Ti0 2 dạng nano nói trên lên trên
các hạt laterit biến tính.
- Nghiên cứu đánh giá một số tính chất quan trọng của xúc tác T 1O2 mang trên
laterit.


CÁC KÉT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC:
1. Đã xây dựng quy trình và điều chế được T 1O2 có kích thước nanomet bàng
con đường thủy phân muối titan vô cơ trong môi trường nước - dung môi
hữu cơ có mặt và không có mặt của chất phân tán.
2. Đă tiến hành lắp đặt thiết bị bể phân hủy đứng và thừ nghiệm quang xúc
tác phân hùy thuốc nhuộm cation trong nước thải nhuộm của nhà máy dệt
len mùa đông cho kêt quả rât tôt.
3. Đã tiến hành lắp đặt thiết bị với bể phản ứng nằm ngang và thử nghiệm
quang xúc tác phân hủy các chất hừu cơ khỏ phân hủy trong nước ri rác từ
bài rác Nam Sơn.
4. Các kết quả của đề tài đã mở ra khả năng sử dụng xúc tác T 1O2 trong thực

tế xử lý các chất hữu cơ độc hại và khỏ phân hủy do khà năng thu hồi và
tái sừ dụng xúc tác dễ dàng.
5. Đã đào tạo một cừ nhân và một thạc sỳ khoa học ngành công nghệ MT
6 . Đã gửi đăng 2 bài báo trên tạp chí ’’Phân tích Hóa, Lý và Sinh học”


T ÌN H M ÌN H K IN H P H Í C U A Đ Ẻ T Ả I:

Đê tài dà thục hiện các chi phí thê hiện trên báng dưới và dã tiên hành
thanh quyết toán với Phòng Tài vụ nhả trường trước tháng 2 năm 2009.
SU
1

2

3

4

5

6

7

Mục
\'ội (lunjj
Muc 109 Thanh toán dịch vụ cõng cộng
Tiết 01
Thanh toán tiền điện, nước và cơ sở vật chất

(4% tổng kinh phí, tối đa không quá 10 triệu
đổng/năm)
Tiết 03
Thanh toán tiền nhiên liệu
Tiết 04
Thanh toán tiền vè sinh
Mục 110 Vật tư vãn phòng
Tiết 01
Vãn phòng phẩm
Tiết 03
Dụng cụ văn phòng
Mục ỉ 11 Thòng tin liên lạc
Tiết 01
Điện thoại trong nước
Tiết 03
Cước phí bưu chính
Tiết 99
Cước phí Internet, FAX
Mục 112 Hội nghị
Tiết 01
III, mua tài liệu (chế bản, in ấn báo cáo)
Tiết 02
Bối dưỡng báo cáo viên
Tiết 05
Thuê Hội trường, phưưng tiện
Tiết 06
Thuê mướn khác
Tiết 99
Chi phí khác
Mục 113 Cõng tác phí

Tiết 01
Vé máy bay, tẩu xe
Tiết 02
Phụ cấp công tác phí
Tiết 03
Thuê phòng ngủ
Tiết 99
Chi phí khác
Mục ỉ 14 Thuê mướn
Tiết 01
Thuê phương tiện vận chuyến
Tiết 04
Thuê thiết bi các loai
Tiết 05
Thuê chuyên gia nước ngoài
Tiết 06
Thuê chuyên gia trong nước
Tiết 07
Thuê lao động trong nước
Tiết 08
Thuê mướn khác (dịch tài liệu)
Mục 115 Chi đoàn ra
Tiết 01
Tiền vé máy bay, làu xe
Tiết 02
Tiền ãn và tiỏu vã!
Tiết 03
Tiền ớ

Sò tiến

600.000 (1

100.000 (1

1.500.000 đ

1 2 .000.000 đ


X

9

10

riêì 05
riết 99
Muc 116
Tiết 01
Tiết 02
Tiết 03
Tiết 05
Tiết 99
Muc 117
Tiết 05
Tiết 06
Tiết 07

Phí. lệ phí liên quan
Khác

Đoàn vào
Tiền VC máy bay, tàu xe
Tiền ăn và tiêu vàt
Tiền ờ
Phí, lệ phí liên quan
Khác
Sửa chữa thường xuy én TSCĐ
Bào trì và hoàn thiện phần mểm máy tính
Trang thiết hị kỹ ihuậl chuvên dụng
Máy tính, photo, máy FAX

Chi dùng khi
thật cần thiếi
và liên quan
trực tiếp
Mục 119 Chi phi nghiệp vụ chuyên môn cùa từng 5.800.000 đ
ngành
vạt tư
Tiết 01
Tiết 02
Trang thiết bị không phải là TSCĐ
Tiết 03
In ấn, mua tài liệu
Tiết 05
Báo hộ lao đông
Tiết 06
Sách, tài liệu dùng cho chuyên môn
Tiết 14
Thanh toán hợp đổng với bên ngoài
Tiết 99

Chi khác (Ọuản lý cơ sở 4% tổng kinh phí,
mức tối da không vượt quá 10 triệu đổng/
năm)
Tổng cộng: 20 .000 .00 « đ

XÁC NHẠN CỦA BAN CHỦ NHIỆM KHOACl lú I RÌ ĐẺ TÀI

•Ằ illi l

h í nX

ĐỒNG KIM LOAN
XÁC NHẶN CỦA TRƯỜNG
MlC l' TRƯÓNỠ

. ỉ y ‘iịxii '& ù /iỹ


THE SUMMARY OF THE REPORT
Project Title:
Investigation o f preparation Ti0 2 film and application for treatment of
persistant coloured organic compounds
Main Responsible Person/Author:
Dr. Dong Kim Loan
Combined Responsible Persons/Coordinators:
- Lưu Minh Loan

MS

- Tran Hong Côn

Dr

- Nguyền Thị Quyên

BS

- Dương Ngọc Bách

Drs

- Lương Thị Mai Lv

MS

The Target of the Project:
- Investigation and determination of suitable conditions for preparation
process of nanodimensional Ti0 2 anatase formed catalyst.
- Trial o f the catalyst on treatment o f resistant organic compounds in dye
waste and landfill leakage.
Abstract of the content:
- Data collection and over view of investigation and preparation of T 1O2
catalyst.
- Investigation of T1O2 preparation in amorphous nanodimensional anatase
form by sol-gel method in water - organic solvent media.
- Preparation of solid catalyst granules by method o f coating prepared T1O2
on denaturated laterite grains.
- Investigation and evaluation o f some important properties o f the catalyst
granules.
- Investigation and trail of treatment ability of the catalyst for persistent

organic compounds from dye waste and landfill leakage.
The results:
- The general data of dyeing waste and landfill leakage were collected;
especially the composition and characters of this persistent waste were
summarized and presented in the report.
- The procedure of nano TiOj preparation was build and nano T1O2 powder
was prepared from inorganic Ti salt by the way of hydrolysis in water - organic
solvent media with and without disperser.


- The procedure o f surface activation for carrying materials and nano T i0 2
coating were build. The nano T i0 2 coated materials were reason o f the creation of
new catalyst materials with high catalytic and mechanic properties and easy to
recover and reuse.
- The experimental equipment with vertical flow was designed and installed.
The photocatalitic digestion o f cationic dyes waste was investigated and evaluated
clear results.
- The horizontal flow digestion catalytic reactor was designed and installed.

The process o f photocatalitic treatment o f organic resistant substances from Lam Son
landfill leakage was investigated and showed the good results.
- The results o f the project expanded ability o f applying T 1O 2 catalyst in
treatment o f resistant and hazardous substances because of easy recovery and reuse
of the catalyst.
P ra c tica l A p p lic a tio n P o ssib ility : Reality
P u b lic a tio n :

- One report was accepted for publishing in the Journal o f Biological, physical,
Chemical Analysis, 2008.
- One particle was sent to publish in the Journal o f Biological, physical,

Chemical Analysis, 2009.


LÒ I N Ó I D Â U

Báo vệ, duy trì và gìn giữ nguồn tài nguyên nước là nhiệm vụ ciia tât cá các
quốc gia trên toàn thế giới. Trong dỏ việc tim kiếm các giải pháp hừu hiệu nhăm
loại bo các chất ô nhiễm bền, độc hại và khỏ phân huy sinh học trong nước và
nirớc thái đã trở thành thách thức với các nhà khoa học. Sứ dụng các vật liệu
quang xúc tác đanti thu hút sự tập trung nghiên cứu của nhiều nhà công nghệ và
các hãng bán thiết bị xử lý môi trường vì khá năng làm giảm thiểu và loại bó các
chát ô nhiễm loại này.
Đề tài “Nghiên cứu chế tạo xúc tác T 1O 2 và ứng dụng vào xử lý môi
trường” có mã so QT - 08 - 58 được thực hiện dưới sự hồ trợ kinh phí của Đại học
Quốc gia Hà nội.
Xin chân thành cám ơn sự đóng góp công sức cùa các Cán bộ tham gia đề
tài. Cám ơn các em sinh viên đà eóp phẩn làm nên nhìrng kết quá cùa đề tài. Đồng
thời, Chú trì đề tài cùng xin cám ơn sự tạo điều kiện chồ làm việc, công cụ phân
tích cũa Phòng thí nghiệm Công nghệ Môi trường II, Bộ môn Công nghệ hóa học,
Khoa Hóa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQG Hà nội.
Cám ơn sự cộng tác giúp đỡ cùa Trung tâm Nghiên cứu, Quan trắc và Mô
hình hóa môi trường Trường Đại học Khoa học Tự nhiên DHỌG Hà nội.

Chủ tri đề tài

TS. GVC. Đồng Kim Loan


M Ụ C LỤC

MỞ ĐÁU
CHƯƠNG 1. T i0 2 V à c á c t í n h c h á t x ú c t á c đ ặ c b i ệ t c ủ a n ó

3

1.1. Giới thiệu chung về xúc tác T 1O 2

3

1.2. Cơ chế xúc tác của T 1O 2

4

1.2.1. Quá trình kích thích điện từ của chát bán dần
1.2.2. Cơ chê xúc tác quang hỏa cùa TiO2

4
6

1.2.3. Các yêu tô ánh hường đèn hiệu quà cùa xúc tác quang hóa
1.3. Phương pháp sol-gel điều chế xúc tác T 1O 2

7
9

J.3.I. Thủy phân các titan hùn cơ oxit

9

1.3.2. Thủy phân các muối titan vô cơ

11

1.4. Úng dụns
1.4.1. Xử lý ó nhiễm không khi

13
14

1.4.2. Sơn tự làm sạch

14

1.4.3. Xử lý nước bị ô nhiễm

15

CHƯƠNG 2. THựC NGHIỆM

16

2.1. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu

16

2.2. Phương pháp nghiên cứu

16

2.3. Nội dung nghiên cứu

16

2.3. ỉ. Chế tạo vật liệu xúc tác

17

2.3.2. Kháo sát hoạt tính cùa xúc tác TiO2 đổi với thuốc nhuộm RCD

19

2.3.3. Khảo sát hoạt tính của xúc tác TiO? đoi với nước ri rác

20

CHƯƠNG 3. KÉT QUÀ NGHIÊN c ử u

21

3.1. Kết quả khảo sát cấu trúc nhóm vật liệu

21

3.1.1. Tổng hợp T1O2 dạng bột

21

3.1.2. Điều chế vật liệu mang TiO2

25

3.2. Kêt quả nghiên cứu khả năng quang xúc tác phân húy thuốc nhuộm đò

26

cation cùa T 1O 2
3.2.1. Kiêm tra khá năng hấp phụ cùa các xúc tác quang

27


3.2.2. Ket qua nghiên cừit khá năngxửc tác quang hóa phân hủy thuốc 28
nhuộm đó cation của TiO2 dạng bột
3.2.3. Kết quá nghiên cứu khả năng xúc tác quang hóa phân hủy thuốc 30
nhuộm đò cation của vật liệu TiO2 mang trên vài thủv tinh và silica
3.2.4. Kháo sát thời gian sống của chất xúc tác

32

3.3. Khảo sát khả năng xừ lý các chất hữu cơ khó phân hủy trong nước rỉ rác cùa vật
liệu
33
3.3.1. Đặc trưng của nước ri rác
3.3.2. Khảo sát khả năng xứ lv cùa vật liệu bột
3.3.3. Khảo sát khà năng xứ lý của vật liệu cố định
3.4. Đánh giá khả năng ứng đụng của các sàn phẩm xúc tác điều chế được
3.4.1. Đánh giá về mặt khoa học
2.5.2. Khả năng ứng dụng thực tế

33

36
40
43
43
44

KẾT LUẬN

45

PHỤ LỤC

46


M Ở ĐÀU

Trong thẻ kỳ 2 1 , các vân đẽ môi trường được quan tâm hàng đẩu do
lượng các chất thải gia tăng hàng ngày dẫn đến chất lượng môi trường ngày
càng suy giảm, trong đó phài kể đến môi trường nước. Hiện trạng cùa môi
trường Toàn cầu đã và vẫn đang đặt ra cho Loài người luôn phái tim ra các
chính sách và giải pháp hừu hiệu hơn về quản lý cũng như công nghệ nhẩm
bảo vệ bền vừng môi trường. Phản ứng quang xúc tác sử dụng T i0 2 là một
trong nhừng công nghệ có ảnh hường lớn đến lĩnh vực làm sạch môi trường
không khí, nước và đất đang được quan tâm nhiều.
Hiện nay, trên thế giới có rẩt nhiều công trình nghiên cứu về chất xúc
tác quang hóa. Vật liệu quang xúc tác khi được chiếu sáng sẽ hấp thụ năng
lượng từ nhừng photon cỏ bước sóng phù hợp, để chuyển sang trạng thái
kích thích với mức năng lượng cao và đây chính là nguyên nhân gây ra các
phản ứng hoá học tạo ra các gốc tự do. Các gốc tự do sinh ra từ các phản ứng

này có tính oxy hóa rất mạnh. Chúng có khả năng phân hủy các chất hữu cơ
khó phàn hủy nhất, khử mùi, diệt khuẩn, xử lý các chất độc hại trong môi
trường nước, không khí v.v... Vật liệu T 1O 2 là một trong số những vật liệu
quang xúc tác có nhiều ưu điểm nổi trội và khả năng ứng dụng trong các lĩnh
vực khác nhau. TÌO2 được sử dụng một cách phố biến vì các tính chất đặc
biệt cùa nó như không tan trong nước, không độc, cỏ độ bền nhiệt và độ
chống mài mòn cao. Thực tế nghiên cứu ứng dụng T 1O2 làm chất xúc tác để
xứ lý môi trường đã cho thấy TÌO2 có cấu trúc pha anatase lớn thường cho
hiệu quả phân hủy cao đối với nhiều chất độc bên.
Có nhiều cách để tồng hợp titan dioxit trong đó phương pháp sol - gel
thu hút sự quan tâm cùa nhiều nhà nghiên cứu bời tính ưu việt của nỏ (đơn
giàn về công nghệ, rè tiền). Phương pháp nàv ngày càng được phát triên
mạnh mẽ và được áp dụng để chế tạo cũng như cải tiến nhiều vật liệu có ứng
dụng quan trọng trong nhiều ngành cùa khoa học kỹ thuật, kinh tế, quốc
phòng. Vì vậy vật liệu T 1O2 trong báo cáo này được chúng tôi điều chế bàng
phương pháp sol - gel và sir dụng đề nghiên cứu khá năng phân hủy các chất

1


hữu cơ khó phân huý sinh học trong nước thải của một sổ ngành sán xuất
công nghiệp như dệt nhuộm, sàn xuât bột giấy, nước ri rác ...
Trong thực tế, người ta đã nghiên cứu sử dụng T i0 2 ờ cả dạng bột và
dạng màng. Mặc dù TÌƠ2 ờ dạng bột có hàm lượng anatase lớn (70 - 80%)
được coi là có hoạt tính cao nhất cho nhiều phàn ứng quang xúc tác khác
nhau, nhưng vấn đề hạn chế để có thể áp dụng thực tiền là phải tách loại
chúng ra khỏi môi trường sau phàn ứng. Đẻ khấc phục nhược điểm trên
người ta tiến hành chê tạo bột TiO: kích cờ nanomet mang trên các chất
mang (hạt) và tạo màng T 1O 2 trên các nền chất khác nhau. Đây là một trong
nhừng hướng nghiến cứu được các Nhà Khoa học trên Thế giới quan tâm

nhiều nhất.


NỘI DUNGCHÍNH
CHƯƠNG 1. T i0 2 V à c á c t í n h c h á t x ứ c t á c đ ặ c b i ệ t c ù a n ó
1.1. Giói thiệu chung về T 1O 2
Titan dioxit (T 1O 2) là vật liệu tinh thể với bẩy dạng thù hình đà được
công bố, trong đó có bốn dạng là cấu trúc tự nhiên còn ba dạng khác là tổng
họp. Anatase, rutile và brookite là ba dạng được quan tâm nhiều hơn và xét
vê cấu trúc tinh thê thì cả rutile và anatase đều có cấu tạo gồm các chuỗi
chứa các nhóm bát diện cơ sở [TiCV2] (hình l,c).

i ĩ

# # #

+ Hình ]. Cẩu trúc tinh thế của TiOỵ anatase (bên trái) và cùa TiOỉ rutile
(bên phải) (c) sự sắp xếp xung quanh Ti, (d) sự sắp xếp xung quanh o
Hình 1. chỉ ra cấu trúc cơ sở của tinh thể rutiie và anatase. Trong cấu
trúc đó, mỗi nguyên từ Ti(IV) được bao quanh bời hình tám mặt tạo bời sáu
nguyên tử o . Hình tám mặt trong rutile !à không đồng đều do có sự biến
dạng orthorhombic (hệ trực thoi) yếu. Các octahedra của anatase bị biến
dạng mạnh hơn, vì vậy mức đổi xứng của hệ ỉà thấp hơn hệ trực thoi.
Khoảng cách Ti - Ti trong anatase lớn hon, nhưng khoảng cách Ti - o lại

3


ngán hơn so với rutile. Trong cẩu trúc rutile mồi octahedra tiếp giáp với
mười octahedra lân cận (hai octahedra chung cặp oxi ờ cạnh và tám

octahedra khác nôi nhau qua nguyên tử oxi ỡ góc), trong khi ờ cấu trúc
anatase mồi octahedra tiếp giáp với tám octahedra lân cận khác (bốn
octahedra chung ờ cạnh và bốn octahedra chung oxi ở góc). Nhừng sự khác
nhau này trong cấu trúc mạng dần đến sự khác nhau về mật độ và cấu trúc
điện tử giừa hai dạng T 1O 2 và đây là nguyên nhân cùa một sổ khác biệt về
tính chất.
Anatase là sản phẩm sử dụng điển hình trone tổng hợp chất vô cơ, nó
có thè chuyển thành rutile ờ nhiệt độ cao. Ờ dạng tinh thể kích thước lớn
(khối), rutile bền trong điều kiện áp suất thường ờ nhiệt độ phòng đến nhiệt
độ nóng chảy của nó. Trong quá trình nung, T 1O 2 chuyển dần từ pha vô định
hình sang anatase và rutile. Pha anatase chiếm ưu thế khi nung ờ nhiệt độ
thấp (từ 300°c tới 800°C), ở nhiệt độ cao (915°C) pha anatase sê chuyển
thành pha rutile. Brookite hình thành rất khó, nó chi được tạo ra trong một
khoảng hẹp nhiệt độ, thời gian và áp suất nhất định.
1.2. C ơ chế xúc tác của T 1O 2

1.2. í. Quả trình kích thích điện tử của chấ t bán dẫn

Cấu trúc của phần lớn vật liệu bán dẫn bao gồm một vùng electron
chiếm giữ nhiều nhất được gọi là vùng hoá trị (VC), và một vùng chứa ít
electron nhất gọi là vùng dần (CB). Các vùng này được phân tách bời một
vùng trong cùa các mức năng lượng, sự khác nhau về năng lượng giừa hai
vùng này tạo lên vùng cấm (Ebg). Chất bán dẫn xúc tác quang hoá là một
vật liệu có khả năng hấp thụ ánh sáng. Khi được chiếu tia u v , các electron
trong vùng hoá trị bị kích thích nhày lên vùng dẫn khi năng lượng cùa các
photon chiếu vào lớn hơn mức chênh năng lượng giìra vùng dẫn và vùng
hóa trị (hv > Ebg). Kết quà là trên vùng dẫn sẽ có các electron mang điện

tích âm (ecB) và ờ vùng hóa trị sẽ tạo ra các lồ trống mang điện tích dương
ảo (hvc+); Hay nói cách khác là đã làm xuất hiện nhừng cặp đôi điện từ

4


(em') và lồ trống (hvt )• Giai đoạn này được xem như giai đoạn “quangkích thích”. Độ dài sóng ánh sáng cần cho quang-kích thích là:
1240 (h/s Planck, h)/3,2 eV (năng lượng cùa vùng cấm, Ebg) = 388 nm
Hình vè bên mô tà các vùng
năng lượng, kết họp với các
quá trình khác nhau xảy ra khi
II chất bán dần trở thành xúc tác
quang.
Hình 2. Biêu đồ minh hoạ các
vùng năng lượng của chất bán
dân xúc tác quang hóa
Tóm lại, sự hình thành
cặp (et B ) và (hvc ) trên bề mặt
chất bán dần đã làm cho nó trờ
thành một chất xúc tác quang hóa - cỏ thể thực hiện đồng thời cả phản ứng
khử và phản ứng oxy hóa một cách trực tiếp hoặc gián tiếp với các chất bị
hấp phụ. Các lồ trống (hvc+) có thế oxi hóa cực kỳ dương và bởi thế có thể
oxi hóa hau hết các chất hóa học, thậm chí có thê nhận một electron cùa
nước để hình thành các gốc hydroxyl nên rất khả thi về mặt năng lượng.
Phản ứng có thể được viết một cách tổng quát như sau:
A

+

D

Chat bán dầr^

hv >E hg

A

+ D*

Trong ứng dụng của chất bán dần xúc tác quang đê làm sạch nước,
các chất nhận electron (A) thường là oxi hoà tan, và chất cho electron (D) là
các chất gây ô nhiễm. Ở trường hợp này, phương trinh trên được mô tả như
sau:
Chất gây ô nhiễm

+

0 2 - — ► Các sàn phẩm khoáng hóa
hv > EbB


1 .2 .2 .

C ơ c h ế x ứ c tá c q u a n g h ó a c ứ a T iO ĩ

Khi T i0 2 được kích thích bời tia u v sẽ xảy ra sự dịch chuyển
electron từ vùng hoá trị lên vùng dần đồng thời xuất hiện cặp điện tử (e‘) ờ
vùng dần và lồ trống (h*) ở vùng hoá trị. Lồ trổng (h‘) của TÌO2 có khả
năng bẻ vờ phân tứ nước để hình thành khí ion IT và gốc *OH; Electron (e'
) phàn ứng với phân tử oxy để hình thành anion peoxy, tức là:
T 1O2 +

hv

—»

e‘ + h+

(1)

Những cặp điện từ và lồ trống này sẽ di chuyến ra bề mặt để thực hiện
các phàn ứng oxi hoá - khử.
T i0 2 (h+) + H20

—>

T ì0 2 (h+) + OH

*OH + H+ + TÌO2

(2 )

*OH + T i0 2

(3)

T i0 2 (h+) + RH

-»

•rh

TÌO2 (e ) + O 2

—>

*02' + TÌO2

2 *02' + 2 H20

-»

H20 2 + 2 OH' + 0

(6 )

T í0 2 (e ) + H2O 2

—>

OH' + OH* + TÌO2

(7)

*0 2'

+ H'

2 H0 2#

h 2o 2 + *o2‘

->

+ tìo 2

h o 2*

(4)
(5)

(8 )

o 2 + h 20 2

(9)

OH + OH* + 0 2

( 10 )

—>

Các phản ứng trên xảy ra tương đối dễ vì HiO, O 2, OH' hấp phụ trên
bề mặt cùa TiOi. Do vậy, hoạt tính cũa xúc tác chẳng nhừng phụ thuộc
mạnh vào pH, mà còn phụ thuộc vào bàn chất của các chất đă hấp phụ và
tính chất của bề mặt phân cách lỏng-rắn.
Trong thực tế, T 1O2 có thề được sừ dụng làm xúc tác quang ở cả 2
dạng anatas và rutil. Mức chênh năng lượng giữa vùng hóa trị và vùng dần
của rutil là 3,05 eV ứng với nguồn sáng có bước sóng 420 nm, tương tự với
anatas là 3,2 eV với bước sóng 387,5 nm. Như vậy, về mặt năng lượng,
rutil khôns đòi hòi nguồn sáng có năng lượng cao như anatas đề thực hiện
quá trình quang xúc tác; Nhưng thực tế dạng anatas được quan tâm nhiều

hơn vi hoạt tính quang hóa cao hơn rutil do thời gian tồn tại ờ trạng thái

6


kích thích dài hơn và sự hấp thụ oxy ờ dạng anion trên bề mặt anatas xảy ra
tốt hơn. Tuy nhiên, một sổ công trình nghiên cứu sau này lại thấy hoạt tính
quang xúc tác cúa TiO: không phải tăng đồng biến theo hàm lượng anatas,
mà chì đạt tối ưu ở tỳ lệ anatase và rutil trong hỗn hợp từ 70/30 đến 80/20
(% t.l) như loại Degussa P25. Điều này cũng được nhiều tác già khác khàng
định. Nguyên nhân là do mức năng lượng vùng dẫn của anatas có giá trị
dương hơn rutil khoảng 0,3 eV, trong khi vùng hóa trị lại có mức nãng
lượng xâp xì nhau. Do đó, electron trên vùng dần cùa anatas sẽ nhảy xuống
vùng dẫn của rutil có mức năng lượng ít dương hơn; Kết quả là làm hạn chế
quá trình tái kết hợp của cặp (ecB) và (hvc*) cùa anatas.
Hiện tại, đà và đang xuất hiện nhiều phương thức sừ dụng TiOi làm
xúc tác quang cho xử lý các chất gây ô nhiễm môi trường (cả cho không
khí, nước và đất), c ỏ thể tóm tắt thành hai cách sau:
-Sử dụng T ìOị ở dạng bột: phân tán vào nước dưới dạng huyền phù.
Cách này có ưu điểm là tổn thấp áp suất thấp khi đi qua hệ phàn ứng và sử
dụng dễ dàng; diện tích riêng bề mặt cùa xúc tác lớn giúp cho quá trình hấp
phụ, chuyển khối của chất ô nhiễm lên bề mặt chất xúc tác thuận lợi dẫn
đến làm tăng được hiệu quả và tốc độ phán ứng. Nhưng cái khó là công
đoạn tách, thu hồi xúc tác và làm trong dòng chảy sau xử lý rất phức tạp và
tổn kém, đặc biệt khi hạt xúc tác có kích thước nhỏ lơ lừng trong nước.
-

Sử dụng TÌO2 phủ/cổ định lên bề mặt cùa các vật liệu rắn hoặc tạo

các màng mỏng T 1O2 trên nền vật liệu trơ nào đó. Mặc dù phù làm giảm

diện tích bề mặt riêng cùa xúc tác (Fu et al. 1995, Sopyan et al. 1996),
nhưng nhóm các phương thức này vẫn đang thu hút được sự quan tâm cùa
nhiều nhà khoa học trên Thế giới. Bới thế, các kỳ thuật khác nhau đã được
sử dụng để mang TiO: lẽn chất nền sao cho tạo được lớp màng mòng xúc
tác bền, có diện tích bề mặt riêng lớn và khả năng hấp thụ bức xạ u v cực
đại như kỹ thuật phun xung từ, sol-gel, kết tủa bay hơi hóa học, thủy nhiệt
và điện phân.
1.2.3. Các yếu tổ ảnh hưởng đến hiệu quả của x ú c tác quang hóa

7


- Khối lượng chất xúc tác
Đối với cả hai hệ xúc tác quang hoá (hệ xúc tác huyền phù và hệ xúc
tác cố định), tốc độ phản ứng đều tỉ lệ thuận với khối lượng xúc tác. Tuy
nhiên tồn tại một giá trị rnmax mà nếu tiếp tục tăng khối lượng xúc tác thì độ
phàn ứng không thay đổi. Giá trị nimax phụ thuộc vào dạng hình học và điều
kiện tiến hành của thiết bị phàn ứng quang hoá. Giá trị mmax thường xấp xỉ
1,3 mg T i0 2/cm 2 đối với hệ cố định và 2,5 g T i0 2/1 đối với hệ huyền phù.
- Bước sóng của ánh sáng kích thích
Tốc độ phản ứng nói chung phụ thuộc vào bước sóng cùa đèn. Đối
với T i0 2 dạng anatas, khoảng cách giữa vùng dẫn và vùng hoá trị có năng
lượng Ebg=3,2 eV tương ứng với bước sóng 380 nm. Đường biểu diễn sự
phụ thuộc của r vào X có dạng như phổ hấp thụ ƯV-VIS của T 1O2.
- Nồng độ ban đầu
Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến tổc độ phản ứng tuân theo mô hình
động học Langmuir-Hinshelvvood.
- Nhiệt độ
Vì được hoạt hoá bằng ánh sáng, nên phản ứng quang hoá xúc tác
không đòi hỏi phải cung cấp nhiệt độ và có thể tiến hành phản ứng ở nhiệt

độ phòng. Nói chung nhiệt độ phản ứng nằm trong khoảng 20-80°C là tôt
nhất vì trong khoảng đó năng lượng hoạt hoá của các quá trình quang hoá
(Ea) là nhỏ nhất (khoảng 1-2 kj/mol). Nấu nhiệt độ quá thấp (dưới 0°C) giá
trị Ea sẽ tăng lên. Nếu nhiệt độ quá cao (trên 80°C) sẽ không thích hợp cho
quá trình hấp phụ các chất phản ứng lên bề mặt xúc tác, vì vậy tổc độ phàn
ứng sẽ giảm.
- Cường độ dòng photon
Tốc độ phản ứng quang hoá xúc tác tỉ lệ bậc 1 vào cường độ dòng
photon (0). Dòng photon càng lớn, cặp đôi electron tự do - lỗ trống tạo ra
càng nhiều, vì vậy tốc độ phản ứng sè tăng. Tuy nhiên, trong điêu kiện

8


phòng thí nghiệm dòng photon cỏ một giới hạn (khoảng 25 mW/cm ), trên
giá trị đó tốc độ phàn ứng sẽ ti lệ với o 1
- Hiệu suất lượng tử
Hiệu suất lượng từ được định nghĩa là tì lệ giừa tốc độ phản ứng quang
hoá (mol.s'1) và tốc độ dòng photon. Trẽn thực tế, với phản ứng quang xúc
tác phân huý các họp chất hừu cơ thì luôn tồn tại các giai đoạn phản ứng
trung gian nên hiệu suất lượng từ thường nhỏ hơn 1 (hiệu suất lượng tử
thường nẳm trong khoáng 0,01 đến 0,70).
- Nồng độ 0 X7 hòa tan trong dung dịch
Đối với các phản ứng xúc tác quang hoá dị thể lỏng-rẳn, nồng độ oxi
hoà tan khôntỉ ảnh hướng nhiều đến tốc độ phàn ứng.
1.3. Phưong pháp sol-gel điều chế xúc tác T i0 2
Phương pháp sol-gel do R.Roy đề xuất năm 1956. Ưu điểm của
phương pháp này là dề điều khiển được kích thước hạt, nên thường được
dùng để tổng hợp các vật liệu nano dạng bột, sợi, màng mỏng hoặc phủ lên
vật liệu nền ... Phương pháp sol-gel trong những năm gần đây phát triển rất

đa dạng, quy tụ thành một số hướng chính sau:
1.3.1.

Thủy p h â n các titan h ữ u cơ o xit (alkoxit)

Trong hướng này, các hợp chất alkoxit thường được hòa tan vào dung
môi hữu cơ khan và thùy phân bàng cách cho thêm vào một lượng nước. Sự
tạo thành sol, gel rất phức tạp nhưng có thể tóm tẳt bằng 3 quá trinh sau:
Thủy phân các alkoxit kim loại M(OR)n
M(OR)n + xH20 ------ ►M(OH)x(OR)n-N + xROH
Quá trình trùng ngưng, gồm:
+ Loại nước: -M-OH

+ RO-M-

------ ♦ -M-O-M- +

+ Loại rượu: -M-OH

+ RO-M-

------ * M-O-M

9

H20

+ ROH

Quá trình gel hóa: Các đoạn polyme nối với nhau thành khung ba
chiêu. Đên một lúc nào đó, độ nhớt tăng lên một cách đột ngột và toàn bộ hệ
biến thành gel, nước và rượu nằm trong các lồ trống của gel.
Tiếp sau, phản ứng phá hủy ge! sè xảy ra ở nhiệt độ thấp, cho sản
phẩm có độ đồng nhất và độ tinh khiết hóa học cao, bề mặt riêng lớn. Bầng
cách điêu chinh tốc độ thủy phản và tốc độ ngưng tụ, có thể khống chế được
kích thước và hình dáng hạt cùng như có thể chế tạo màng mỏng hoặc dạng
vô định hình của vật liệu. Phương pháp nảy đặc biệt thuận lợi trong việc chế
tạo vật liệu cỡ nanomet.
- Điều chế TiO: lừ titan butoxit
Băng cách kiêm soát quá trình thủy phân cùa Titan butoxit, Jin Yuan
Chen và Lian Gao đă điều chế được T 1O2 kích thước nano. Ti(OC4H9)4 được
hòa tan trong etanol khan đề tạo dung dịch 10 % (về thể tích) trước khi thúy
phân. Tốc độ thủy phân được kiểm soát bang cách nhỏ từ từ dung dịch này
vào nước ở điều kiện khuấy mạnh, ti lệ mol Tì/HịO tổng cộng là 1:100. Ket
tủa được tách bàng cách lọc hút chân không rồi được sấy trực tiếp ở 80°c
hoặc được rửa 2 lần với etanol rồi mới sấy khô ờ 80"C. Các dạng đặc trung
cùa mẫu T 1O 2 khác nhau được xác định bàng XRD, TEM, BET, TG-DTA.
Kết quà thu được T 1O 2 dạng anatase có kích cờ hạt nhỏ hơn 15nm và quá
trình rửa bằng etanol có thể làm giảm nhiều hơn sự kết tụ.
- Điểu chế từ titan tetraisopropoxit (Ti(PrO)4)
Tran trung, Chang - Sik Ha đà đưa ra quy trình điều chế T 1O2 kích cờ
nano mét từ chất đầu là Ti(‘PrO).i như sau:
Ti('PrO )4 được nhỏ từ từ vào dung dịch tricloetylen và khuấy liên tục
ở nhiệt độ phòng trong vòng vài giờ; Hoặc hòa tan trong isopropylacol rồi
nhỏ từ giọt vào nước cất, khuấy mạnh. Sau đó, nhiệt độ thủy phân được nâng
lên 60°c cho đến khi tạo thành kết tủa. Kết tủa này được rửa vài lần bằng
etanol và axeton sau đó được làm khô ở 100°c trong chân không trong 3
ngày. Tiếp theo, kết tủa được nung ở 400°c trong lOOh trong không khi. Các

10


đặc tính cùa TÌO2 được xác định bàng XRD, SEM. Đuờng kính cùa các hạt
TÌO2 theo thông báo là vào khoảng 5 -H3nm.
1.3.2, Thủy phân các muối titan vô cơ
Các muối titan vô cơ trưức đây hay được dùng để điều chế T 1O2 dạng
bột và dạng màng/phũ lẻn vật liệu nền là T 1CI4, Ti(SO.ị) 2, T i(N 0 3) 4 , T 1CI3
V .V ..

Ưu điểm của phương pháp là điều chế được T 1O 2 có chất lượng tốt,

không chứa tạp chất cacbon; Chi phí vừa phải, rẻ hơn nhiều so với khi điều
chế từ alkoxit. Nhưng do quá trình thúy phân tạo ra các axit vô cơ mạnh và
độc hại nên cần có thiết bị bảo vệ; Đặc biệt do khó điều khiển quá trình kết
tinh nên dề hình thành kết tủa vô định hình và không thu được kích thước
tinh thể như mong muốn.
Do xuất phat từ các muối vô cơ, nên trong môi trường nước các ion
kim loại thường ờ dạne các phức aquo, các phức này aquo bị thủy phân tạo
aquohidroxo theo phương trinh:
[M(H20)„]z+ +

hH ,0 ---------- »

[M(0H)h(H 20 ) n. J
Các phức aquohidroxo đơn nhân ngưng tụ thành phức đa nhân rồi tiếp
tục phát triển mạch thành các polymer, sấy và nung khô sẽ được dioxit titan.
- Điều chế TiOj từ TifSOj):
Zheng Yanqing và Shieerwei đà đưa ra phương pháp điều chế T 1O2 từ

Ti(S04)2 như sau:
Dung dịch NaOH 0,5N được nhò từ từ vào dung dịch Ti(SƠ 4)2 0,25M.
Kết tủa trắng được lọc, rữa vài lần với nước cất để loại hết ion S 0 42'. Sau đỏ,
kết tủa được chuyển vào binh phản ứng và nước được dùng làm môi trường
thực hiện phản ứng thùy nhiệt. Phản ứng thủy nhiệt được thực hiện ờ các
nhiệt độ 200°c, 250°c hoặc 300°c trong 24h. Sau đó rửa sạch và sấy khô kết
tùa thu được. Kết quả từ phổ XRD cho thấy khi nhiệt độ phản ứng thủy phân
là 200°c thì không tạo thành pha tinh thế, nhưng khi nhiệt độ lên > 250°c
thì xuất hiện các tinh thể dạng hồn họp anatase và rutile.

11


- Điểu chế TìO; từ muối TiClj
Từ dung dịch T 1CI4 đậm đặc có thể dùng dung dịch NHjOH 7% hoặc
HCI loãng hay để thủy phân tạo hydroxyt và dioxit titan nhờ sóng siêu âm,
thủy nhiệt, kết tủa đồng thể, phương pháp ngưnc tụ pha hơi, V.V.. Chẳng hạn:
+Dùng sóng siêu âm
Sóng siêu âm được sừ dụng trong lĩnh vực khoa học vật liệu trong vài
năm gần đây. Guowei - Lin và Wang Xi - kui đâ đưa ra phương pháp dùng
sóng siêu âm để điều chế T 1O2 từ chất đầu T 1CI4 bàng cách nhò từ từ 3ml
T 1CI4 vào 50ml nước (đã được làm lạnh bằng nước đá). Thực hiện quá trình
siêu âm trong vòng 3h ờ 70°c. Tách kết túa bàng cách ly tâm rồi rửa bằng
nước deion và etanol. Say kết tủa trong chân không trong vòng 24h. Đặc tính
cùa sàn phẩm được xác định bằng phương pháp XRD, TEM. KÌt quả thực
nghiệm cho thấy, mẫu TiOl thu được có dạng đơn pha rutile, kích thước hạt
trung bình của T 1O2 là vào khoàng 9

13nm. Tác dụng của sóng siêu âm là

thúc đẩy sự tương tác giừa các sán phẩm cùa quá trinh thủy phân, làm mất
nhóm hidroxy hay nước tạo thành các bát diện (octahedra) T i0 6. Các mầm
tinh thể được tạo thành khi nồng độ các bát diện T i0 6 đạt đến mức bão hòa.
+K.ết tủa đồng thể
Kang Ryeol Lee, Sun Jae Kim và Jae Sung Song đã sử dụng T 1CI4 làm
chất đầu đế điều chế bột T 1O 2 bàng phươne pháp kết tủa đồng thể. Dung

dịch T1CI4 được làm lạnh ở 0°c sau đó thêm từng mẩu đá nhò vào để thực
hiện phản ứng thủy phân tạo thành dung dịch màu vàng nhạt T 1OCI 2 . Thêm
nước cất vào dung dịch TiOCl-j để thu được dung dịch trong suốt có nồng độ
T f 4 là 0,5M , dùng cho quá trình kết tủa đồng thể.

Quá trình kết tủa đồng thể được bắt đầu bàng sự thay đổi nhiệt độ của
dune dịch T 1OCI4, từ nhiệt độ phòng đến 100"c dưới áp suất khí quyển. Kết

tũa được lọc bầng màng polytetrafloetylen có kích thước lồ 0 ,2 f.im và được
rửa bằng nước cất hoặc etanoỉ. sấy khô kết tủa ở 50°c trong vòng 12h thu
được sán phẩm cuối cùng.

12


+Thùy nhiệt
Thuỳ nhiệt là phản ứng hoá học xày ra với sự có mặt cùa một dung
môi (nước hoặc không phải là nước) ở trên nhiệt độ phòng, áp suất trên 1
atm trong một hệ thống kín.
Phương pháp thuỷ nhiệt là một phương pháp rất hiệu quả được dùng
để điều chế T 1O 2 ờ kích thước nano, biến tính T i0 2 bằng các kim loại, chế
tạo màng T 1O 2 phù lên vật liệu... Giai đoạn chù yếu của quá trình điều chế
TÌO2 là:

Tạo các dung dịch ankoxide hoặc muối hay huyền phù Ti0 2 .nH 20 . Ví
dụ:

T 1CI4 — ỈKL->- H 2TiCl„

—

►Ti0 2.nH20 — ° -; ► T i0 (N 0 3)2

Thuỷ phân dung dịch hay huyền phù trong một hệ đóng kín, áp suất,
nhiệt độ cao để hình thành TÌO2 kích thước nhò cờ nano.
1.4. ừ n g dụng
Trong lĩnh vực môi trường, T 1O 2 ngày càng được quan tâm về khả
năng xử lý và phòng chống ô nhiễm cùa nỏ. Năm 1992, Hội nghị Quốc tế
đầu tiên về vấn đề “làm sạch nước và không khí cùa xúc tác quang T 1O2” đã
diễn ra ờ Canada. Sau đó trong hội nghị Quốc tế của Hội Hóa học Mỳ và
Hội điện hóa, vấn để xừ lý nước bầng xúc tác quang được nhấn mạnh. Đên
năm 1996, Hội nghị Quốc tế lần thứ 2 về “làm sạch nước và không khí cùa
xúc tác quang” được tổ chứa tại Mỷ. Cho đến nay các xủc tác quang ngày
càng khảng định được là phương pháp có hiệu quả, ít độc hại và đưa ra nhiều
triển vọng giải quyết các hạn chế cùa nhừng phương pháp hóa, lý, sinh học
đơn thuần.
Các lĩnh vực sử dụng T i0 2 như một chất xúc tác trong xử lý môi
trường tập trung chú yếu vào các đối tượng hừu cơ và kim loại nặng khó
phân hủy và độc hại, các vi khuẩn, nấm mốc độc ... trong môi trường đất,

13


nước và không khí. Ngoài ra T 1O 2 còn được dũng đê chế tạo các loại sơn tự

làm sạch, các lớp phủ chống mờ, “giá thề sạch” để trồng cây, mặt nạ phòng
độc, pin mặt trời, v.v,..

1.4. ỉ. X ử lý không k h i ô nhiễm
Trong phạm vi xừ lý ô nhiễm không khí, người ta đà tìm ra chất xúc
tác quang hoá T 1O 2 được gắn thêm các ion Cr

thì có khà năng xúc tác cho

quá trình phân huỷ NO thành N2, N 20 và O: khi chiếu ánh sáng nhìn thấy có
bước sóng khoàng 450nm không có oxi vào. Tuy nhiên công nghệ sàn xuất
này không có khả năng ứng dụng trong thực tế bời giá thành sản xuất rất
cao.
Trong công trình nghiên cứu của mình, các tác giả Reaseaenen Lea và
Nakasuji Tadao đâ điều chế được loại T 1O 2 có mạng lưới khuyết tật oxi từ
các chất đầu T 1CI3 , Ti(S 0

4)3

để làm xúc tác quang hoá trong vùng ánh sáng

nhìn thấy và ánh sáng huỳnh quang. Theo cách này, T 1O 2 có thể phân huỷ
được các chất ô nhiễm môi trường như oxi hoá NO thành NO 2 , sau đó loại
NOx trong khí quyển, khử trùng những bức tường, tự làm sạch bề mặt cùa
chụp đèn, sơn ô tô, lóp chống phù mờ.
Trong nhừng trường hợp phân huý các chất gây ô nhiềm không khí,
người ta thường sử dụng chất quang xúc tác ờ dạng tổ ong. Chất xúc tác này
được tạo ra bàng cách dùng một dung dịch bùn gồm T 1O 2 và nhừng chât vô
cơ hoặc hừu cơ như SiO> dạng sol cỏ cấu trúc dạng tổ ong.

1.4.2.

Sơn tự làm sạch

T 1O 2 còn được sử dụng trong sản xuất sơn tự làm sạch, tên chính xác
của loại này là sơn quang xúc tác T 1O 2 . Thực chất sơn là một dạng dung dịch
chứa vô số các tinh thể TÌO 2 có kích cờ chừng

8

- 25nm. Do đó luôn ờ thể lơ

lửng mà không lắng đọng trong dung dịch, nên còn được gọi là sơn huyền
phù T 1O 2 . Khi được phun lên tường, kính, gạch, sơn sẽ tạo thành một lớp
màng mòng bám chẩc vào bề mặt.

14


Khi các vật liệu được đưa vào sứ dụng, dưới tác dụng của tia cực tím
trong ánh sáng mặt trời, oxi và nước trong không khí, TiO> sẽ hoạt động như
một chất xúc tác để phân huý bụi, rêu, mốc, khí độc hại và hầu hết các chất
hừu cơ bám trên bề mặt vật liệu thành H2O vã CO 2. Điều đặc biệt là chính
lóp sơn này không bị tấn công bời các cập oxi hoá - khừ mạnh mê và người
ta phát hiện ra ràng, chúng có tuổi thọ không kém gì sơn không được kích
hoạt bang các hạt TiO: nano.
Trong thực tế, loại sơn tự làm sạch rất hữu ích trong việc sơn phủ các
tấm kính ờ các ô cừa kính cùa các toà nhà cao tầng hoặc chụp đèn cao áp,
những nơi mà để làm sạch chúng là rất nguy hiểm và cần nhiều thời gian.
1.4.3.X ử lý nước bị ô nhiễm

Trong khoảng 2 thập ký trờ lại đây, việc sừ dụng TiO? làm chất xúc
tác đê xử lý nước và nước thải đà trờ một điêm sáng, thu hút được sự quan
tâm rất lớn đối với các nhà khoa học trên thế giới và trong nước. Đã có nhiều
công trình nghiên cứu cùa các nhà khoa học nổi tiếng như K.Konstantinou
và cộng sự, nghiên cứu sự phân hủy các thuốc diệt cỏ nhóm S-Triazine và
nhóm thuốc trừ sâu cơ phốtpho bằng xúc tác quang học SỪ dụng dung dịch
huyền phù T 1O2. Nghiên cứu cho thấy khi được chiếu sáng bảng đèn Xenon
(1500 W) trong vùng X < 290 nm, với cường độ chiếu sáng 750 w/m thì các
chất độc này bị phân hủy nhanh với thời gian bán hùy từ 10,2 đến 38,3 phút,
tùy thuộc vào bản chât và câu trúc cùa chât. pH của nước thải không cân
phải điều chinh và ở khoảng 6 ,3-6,6 .
H.L.Liu, P.T.Yue, nghiên cứu phân hủy thuốc nhuộm Rose Bengal
bằng phương pháp oxy hóa xúc tác quang điện trong dung dịch nước sử
dụng điện cực lưới Titan dioxit. Nghiên cứu cho thấy sau 3,5 h ở hiệu điện
thế 160 V, đã phân hủy được 65% thuốc nhuộm và sau 6 h được 85%.
M.S. Vohra và K Tanaka đã làm tăng hoạt tính xúc tác của T 1O2 trong
phân hùy thuốc trừ sâu paraquat bằng cách phù một lóp đơn chất polime

15