Nghiên cứu phân hủy phẩm màu hữu cơ trong môi trường nước bằng vật liệu Quang xúc tác ZnO nano/SiO2 - Đinh, Công Đồng (H. : Trường Đại học Khoa học tự nhiên, 2018)
Hiện này, ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm môi trường nước nói riêng là hệ quả không thể tránh khỏi; đặc biệt là sự ô nhiễm bởi các chất hữu cơ đang ngày càng trở nên nghiêm trọng. Trong số các chất độc hại thải ra môi trường, đáng chú ý là những phẩm màu hữu cơ, chúng là các chất tương đối bền vững, khó bị phân hủy sinh học, lan truyền và tồn lưu một thời gian dài trong môi trường. Do vậy, việc nghiên cứu cách xử lí triệt để phẩm màu hữu cơ trong môi trường bị ô nhiễm luôn là mối quan tâm hàng đầu của mỗi quốc gia và đặc biệt có ý nghĩa quan trọng đối với cuộc sống hiện tại và tương lai của con người. Để góp phần xử lý chất màu hữu cơ trong nước, đề tài nghiên cứu vật liệu xúc tác quang hóa ZnO nano/SiO2. Xúc tác quang ZnO nano/SiO2 được tổng hợp bằng phương pháp sol – gel với tỉ lệ ZnO/SiO2 là 1:5. Sau đó vật liệu được tiến hành đo đặc trưng cấu trúc, bề mặt thành phần với phương pháp XRD, SEM, EDX. Kết quả cho thấy mẫu xúc tác thể hiện đặc trưng cấu trúc của vật liệu nano với kích thước hạt đồng đều và nhỏ. Phản ứng oxi hóa chất màu hữu cơ xanh metylen thường được tiến hành trong điều kiên 0,05g xúc tác + 100 (ml) dung dịch xanh metylen 10 (ppm), pH = 7 thời gian phản ứng 180 (phút), sau mỗi 30 (phút) dùng pipet lấy 10 (ml) hỗn hợp phản ứng đem ly tâm hút 5 (ml) định mức 25 (ml) và đo mật độ quang từ đó tính toán được nồng độ của xanh metylen. Hoạt tính xúc tác được khảo sát theo các yếu tố: + pH kết quả cho thấy pH xử lý cho hiệu suất tốt là 10. Nguyên nhân là do khi điểm đẳng điện của bề mặt ZnO nằm trong khoảng 9 ± 0,3 với pH = 10 làm tăng khả năng hấp phụ lên bề mặt vật liệu. Ngoài ra khi pH nhỏ với môi trường axit hay pH lớn hơn 10 với môi trường bazo sẽ làm thay đổi trạng thái tồn tại của vật liệu ảnh hưởng đến khả năng xúc tác của vật liệu. + Lượng xúc tác sử dụng. Hiệu suất xử lý xanh metylen tăng lên khi tăng lượng xúc tác được sử dụng, khi lượng chất xúc tác tiếp tục tăng thì hiệu suất bắt đầu giảm. Nguyên nhân là do khi lượng chất xúc tác ít thì tổng diện tích tiếp xúc với chất màu ít, song khi lượng chất xúc tác tăng lên sẽ hạn chế ánh sáng xuyên qua và giảm sự chiếu xạ. + Lượng chất màu. Khi lượng chất màu tăng lên thì hiệu suất xử lý xanh metylen giảm. Nguyên nhân là do khi lượng chất màu tăng làm giảm cường độ ánh sáng lên vật liệu, bên cạnh đó lượng chất màu tăng các phân tử chất màu hấp phụ lên vật liệu tăng nhưng tác nhân (OH., O2.) oxi hóa sinh ra không thay đổi với lượng chất xúc tác không đổi. + Khả năng tái sử dụng. Hiệu suất xử lý xanh metylen tái sử dụng lần 1 và 2 là khá tốt. Sau khi tái sử dụng lần 2 lần tái sử dụng tiếp theo hiệu suất xử lý chất màu hữu cơ giảm đáng kể.