Tài liệu Ảnh hưởng của vật liệu nano quang xúc tác đến khả năng xử lý cod và độ màu của nước rỉ rác tại nhà máy xử lý nước thải nam bình dương

TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƢỜNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2014 -2015 XÉT GIẢI THƢỞNG "TÀI NĂNG KHOA HỌC TRẺ ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT" NĂM 2015 ẢNH HƢỞNG CỦA VẬT LIỆU NANO QUANG XÚC TÁC ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ COD VÀ ĐỘ MÀU CỦA NƢỚC RỈ RÁC TẠI NHÀ MÁY XỬ LÝ NƢỚC THẢI NAM BÌNH DƢƠNG Thuộc nhóm ngành khoa học: khoa học công nghệ Bình dƣơng, tháng 4 năm 2015 TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƢỜNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA CUỘC THI SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NĂM HỌC 2014-2015 XÉT GIẢI THƢỞNG "TÀI NĂNG KHOA HỌC TRẺ ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT" NĂM 2015 ẢNH HƢỞNG CỦA VẬT LIỆU NANO QUANG XÚC TÁC ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ COD VÀ ĐỘ MÀU CỦA NƢỚC RỈ RÁC TẠI NHÀ MÁY XỬ LÝ NƢỚC THẢI NAM BÌNH DƢƠNG Thuộc nhóm ngành khoa học: khoa học công nghệ Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Diễm Ny Dân tộc: Kinh Lớp: D11MT01 Khoa: Tài Nguyên Môi Trƣờng Năm thứ: 4 Số năm đào tạo: 4 năm. Ngành học: Khoa Học Môi Trƣờng. GV hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Thị Liên Thƣơng. Bình Dƣơng, tháng 4 năm 2015 UBND TỈNH BÌNH DƢƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I. SƠ LƢỢC VỀ SINH VIÊN: Ảnh 4x6 Họ và tên: Nguyễn Thị Diễm Ny Sinh ngày: 01 tháng 06 năm 1993 Nơi sinh: Tân Uyên Lớp: D11MT01 Khóa: 2011 - 2015 Khoa: Tài Nguyên Môi Trƣờng Địa chỉ liên hệ: Điện thoại: 0946880500 Email: II. QUÁ TRÌNH HỌC: * Năm thứ 1: Ngành học: Khoa học Môi Trƣờng Khoa: Tài Nguyên Môi Trƣờng Kết quả xếp loại học tập: khá Sơ lƣợc thành tích: * Năm thứ 2: Ngành học: Khoa học Môi Trƣờng Khoa: Tài Nguyên Môi Trƣờng Kết quả xếp loại học tập: khá Sơ lƣợc thành tích: * Năm thứ 3: Ngành học: Khoa học Môi Trƣờng Kết quả xếp loại học tập: khá Sơ lƣợc thành tích: Khoa: Tài Nguyên Môi Trƣờng Ngày Xác nhận của lãnh đạo khoa (ký, họ và tên) tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài (ký, họ và tên) TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA TÀI NGUYÊN – MÔI TRƢỜNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc , ngày Kính gửi: tháng năm Ban tổ chức Giải thƣởng “Tài năng khoa học trẻ Đại học Thủ Dầu Một” Tên tôi : Nguyễn Thị Diễm Ny Sinh ngày 01 tháng 06 năm 1993 Sinh viên năm thứ: 4 /Tổng số năm đào tạo: 4 Lớp, khoa : D11MT01 Ngành học: Khoa học Môi Trƣờng (Ghi rõ họ tên sinh viên chịu trách nhiệm chính nếu đề tài do hai sinh viên trở lên thực hiện, ghi đầu tiên và in đậm) Thông tin cá nhân của sinh viên chịu trách nhiệm chính: Địa chỉ liên hệ: Tân Uyên - Bình Dƣơng Số điện thoại (cố định, di động): 0946880500 Địa chỉ email: Tôi (chúng tôi) làm đơn này kính đề nghị Ban tổ chức cho tôi (chúng tôi) đƣợc gửi đề tài nghiên cứu khoa học để tham gia xét Giải thƣởng “Tài năng khoa học trẻ Đại học Thủ Dầu Một” năm 2015 Tên đề tài: Ảnh hƣởng của vật liệu nano quang xúc tác đến khả năng xử lý COD và độ màu của nƣớc rỉ rác tại nhà máy xử lý nƣớc thải nam bình dƣơng Tôi (chúng tôi) xin cam đoan đây là đề tài do tôi (chúng tôi) thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của TS Nguyễn Thị Liên Thƣơng ; đề tài này chƣa đƣợc trao bất kỳ một giải thƣởng nào khác tại thời điểm nộp hồ sơ và không phải là luận văn, đồ án tốt nghiệp. Nếu sai, tôi (chúng tôi) xin chịu trách nhiệm trƣớc khoa và Nhà trƣờng. Xác nhận của lãnh đạo khoa (ký, họ và tên) Ngƣời làm đơn (Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài ký và ghi rõ họ tên) UBND TỈNH BÌNH DƢƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT Độc lập – Tự do – Hạnh phúc THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1. Thông tin chung: Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC CỦA VẬT LIỆU NANO QUANG XÚC TÁC Sinh viên thực hiện: Sinh viên chịu trách nhiệm chính: Nguyễn Thị Diễm Ny Lớp: D11MT01 Khoa: Môi Trƣờng Sinh viên năm thứ: 4 Số năm đào tạo: 4 năm Các thành viên tham gia đề tài : TT Họ và tên Lớp, Khóa 1 Trần Thị Thuỳ Linh_1152 010046 D11MT01 2 Trần Đức Minh_1152 010057 D11MT01 3 Lê Hoàng Trung_1152 010120 D11MT01 4 Nguyễn Minh Trung_1152 010122 D11MT01 Chữ ký Ngƣời hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Liên Thƣơng Học vị: Tiến sĩ Đơn vị công tác: Khoa Môi trƣờng Bộ môn: Khoa học môi trƣờng 2. Mục tiêu đề tài - Ứng dụng quang xúc tác bán dẫn trong xử lý môi trƣờng. - Đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc rỉ rác của một số loại vật liệu nano quang xúc tác. 3. Đối tƣợng nghiên cứu - Khả năng làm sạch nƣớc rỉ rác của một số loại vật liệu nano quang xúc tác. Các loại nano đƣợc chọn để nghiên cứu: Zinc Oxide ( ZnO), Titanium Dioxide (TiO2), Graphene - Zinc Oxide Composite. 4. Nội dung nghiên cứu - Xử lý màu của nƣớc rỉ rác từ của các vật liệu nano  Khảo sát sự ảnh hƣởng của yếu tố pH và thời gian chiếu sáng đến hiệu suất xử lý chất màu của vật liệu.  Khảo sát khối lƣợng vật liệu. - Xử lý COD trong nƣớc rỉ rác bằng vật liệu nano 5. Tính mới và tính sáng tạo Đề tài nghiên cứu ứng dụng các vật liệu nano mang nhiều đặc tính ƣu việt vƣợt trội hơn vật liệu nano thông thƣờng. Ở Việt Nam chƣa ứng dụng trong xử lý môi trƣờng, mới chỉ là nghiên cứu cơ bản về tính chất của vật liệu. Đối tƣợng nghiên cứu là nƣớc rỉ rác khác so với nghiên cứu đã có là khảo sát khả năng xử lý màu và khả năng tái sử dụng đối với Methylene blue. Ứng dụng trong xử lý màu nƣớc rỉ rác và khảo sát xử lý COD hoàn toàn mới, chƣa có nghiên cứu nào về vấn đề này. Ở Việt Nam thì vật liệu nghiên cứu tƣơng đối mới mẻ và mới ở giai đoạn nghiên cứu chứ chƣa ứng dụng nhiều. Từ việc nghiên cứu thấy đƣợc vật liệu nano quang xúc tác có khả năng xử lý môi trƣờng rất tốt, đặc biệt là xử lý các hợp chất hữu cơ khó phân hủy với cơ chế bẻ gãy liên kết. Thiết kế thí nghiệm, hệ thống chiếu đèn ở quy mô phòng thí nghiệm. Làm thí nghiệm khảo sát khả năng xử lý COD của nƣớc rỉ rác. 6. Kết quả nghiên cứu Đề tài nghiên cứu đạt đƣợc một số kết quả sơ bộ Khảo sát đƣợc điều kiện tối ƣu cho quá trình xử lý COD nƣớc rỉ rác của vật liệu TiO2 ở hai môi trƣờng ánh sáng thƣờng và ánh sáng UV. Đối với ánh sáng thƣờng: thời gian tối ƣu là 240 phút; môi trƣờng axit có pH 4 đạt hiệu suất 35,356% khi dùng khối lƣợng tối ƣu là 10mg xử lý 20ml nƣớc rỉ rác. Đối với ánh sáng UV: thời gian tối ƣu là 90 phút; môi trƣờng axit có pH 4 đạt hiệu suất 41,232% khi dùng khối lƣợng tối ƣu là 10mg xử lý 20ml nƣớc rỉ rác. Graphene - Zinc Oxide Composite có khả năng xử lý màu nƣớc rỉ rác trong điều kiện ánh sáng thƣờng cao nhất với hiệu suất trƣớc và sau khi ly tâm lần lƣợt là 72,313% và 85,122%. Titanium Dioxide có khả năng xử lý màu nƣớc rỉ rác trong điều kiện ánh sáng UV cao nhất với hiệu suất trƣớc và sau khi ly tâm lần lƣợt là 77,249% và 81,363%. Mở rộng ứng dụng thực tế khi đƣa ra mô hình xử lý nƣớc rỉ rác bằng vật liệu nano quang xúc tác. Đề tài mang tính thử nghiệm, mở ra hƣớng để nghiên cứu ứng dụng vật liệu mới trong lĩnh vực xử lý môi trƣờng. 7. Khả năng áp dụng Vật liệu nano quang xúc tác với đặc tính xử lý ƣu việt, vật liệu quang xúc tác có thể hoạt động ở vùng tử ngoại và ánh sáng thƣờng. Nhƣ vậy ở điều kiện ánh sáng ngoài trời bằng năng lƣợng có khoảng 5% tia UV thì hiệu suất quang xúc tác của vật liệu càng linh hoạt hơn, đem lại hiệu quả xử lý vƣợc trội 8. Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài Kết quả đề tài đã dƣợc chứng nhận tại Hội thảo Môi Trƣờng Quốc tế IFGTM 2015 Báo cáo kết quả Hội thảo nghiên cứu khoa học, Khoa Tài Nguyên – Môi Trƣờng. Ngày 15 tháng 04 năm 2014 Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài Nhận xét của ngƣời hƣớng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực hiện đề tài: Đề tài: “ Ảnh hưởng của vật liệu nano quang xúc tác đến khả năng xử lý COD và độ màu của nước rỉ rác tại nhà máy xử lý nước thải Nam Bình Dương” của nhóm sinh viên có tính mới và tính ứng dụng tốt. Dữ liệu thu thập từ nghiên cứu này có thể làm cơ sở cho việc xây dựng, mở rộng quy mô nghiên cứu và áp dụng vào thực tiễn. Nhóm sinh viên làm việc nghiêm túc, chăm chỉ, tuân thủ các quy định của phòng thí nghiệm và an toàn lao động. Nhóm sinh viên chịu khó tìm tòi, đọc tài liệu, kiên nhẫn và các thí nghiệm có độ lập lại cho thấy độ ổn định của số liệu thí nghiệm. Ngày 15 tháng 04 năm 2014 Xác nhận của lãnh đạo khoa Ngƣời hƣớng dẫn Xác nhận của hội đồng phản biện nghiệm thu đề tài cấp khoa: Giảng viên phản biện 1 Giảng viên phản biện 2 MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... xiv DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................ xv DANH MỤC BIỂU ĐỒ ........................................................................................... xvi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.................................................................................. xvii MỞ ĐẦU.................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài .............................................................................................. 1 2. Mục tiêu đề tài .................................................................................................. 2 3. Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................................... 2 4. Phạm vi nghiên cứu .......................................................................................... 2 PHẦN 1 – TỔNG QUAN ........................................................................................... 3 1.1. Vật liệu nano quang xúc tác ........................................................................... 3 1.1.1. Giới thiệu chung ..................................................................................... 3 1.1.2. Vật liệu Titanium Dioxide (TiO2) ........................................................... 3 1.1.3. Quá trình quang hóa xúc tác trên TiO2 .................................................... 5 1.1.4. Ứng dụng của nano TiO2......................................................................... 7 1.2. Nƣớc rỉ rác .................................................................................................... 8 1.2.1. Sự hình thành nƣớc rỉ rác ........................................................................ 8 1.2.2. Thành phần và tính chất nƣớc rỉ rác ........................................................ 8 Bảng 2: Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nƣớc rác của các bãi chôn lấp mới và lâu năm ............................................................................................. 11 1.2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến thành phần, tính chất nƣớc rò rỉ ................... 12 1.2.4. Lƣu lƣợng nƣớc rỉ rác của bãi chôn lấp chất thải rắn ............................. 14 1.2.5. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc rỉ rác ....................................................... 14 1.3. Cách tiếp cận ............................................................................................... 17 1.3.1. Các nghiên cứu ngoài nƣớc ................................................................... 17 1.3.2. Các nghiên cứu trong nƣớc ................................................................... 17 PHẦN 2 – VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................. 21 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ................................................................ 21 2.2. Vật liệu nghiên cứu ..................................................................................... 21 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................. 21 2.3.1. Thu nhận mẫu nƣớc .............................................................................. 21 2.3.2. Bố trí thí nghiệm ................................................................................... 22 2.3.3. Phƣơng pháp xác định các thông số trong nƣớc..................................... 24 2.3.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ..................................................................... 25 PHẦN 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................. 26 3.1. Đánh giá khả năng xử lý COD nƣớc rỉ rác của vật liệu nano quang xúc tác . 26 3.1.1. Khảo sát điều kiện tối ƣu xử lý COD của TiO2...................................... 26 3.1.2. Xử lý COD trong nƣớc rỉ rác bằng vật liệu nano quang xúc tác ............. 30 3.2. Đánh giá khả năng xử lý màu nƣớc rỉ rác của vật liệu nano quang xúc tác ... 31 3.2.1. Trƣờng hợp 1: Mẫu xử lý không đƣợc ly tâm ........................................ 32 3.2.2. Trƣờng hợp 2: Mẫu xử lý đƣợc ly tâm .................................................. 34 3.3. Đề xuất mô hình xử lý nƣớc thải bằng vật liệu nano quang xúc tác .............. 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 39 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 41 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Một số tính chất vật lý của tinh thể rutile và anatase ...................................... 4 Bảng 2: Các số liệu tiêu biểu về thành phần và tính chất nƣớc rác của các bãi chôn lấp mới và lâu năm ......................................................................................................... 11 Bảng 4: Khảo sát thời gian tối ƣu trong ánh sáng UV ............................................... 26 Bảng 5: Khảo sát thời gian tối ƣu trong ánh sáng thƣờng .......................................... 26 Bảng 6: Khảo sát pH tối ƣu trong ánh sáng UV ........................................................ 28 Bảng 7: Khảo sát pH tối ƣu trong ánh sáng thƣờng ................................................... 28 Bảng 8: Khảo sát khối lƣợng tối ƣu trong ánh sáng UV ............................................ 29 Bảng 9: Khảo sát khối lƣợng tối ƣu trong ánh sáng thƣờng ....................................... 29 Bảng 10: Khả năng xử lý COD trong điều kiện ánh sáng UV ................................... 30 Bảng 11: Khả năng xử lý COD trong điều kiện ánh sáng thƣờng .............................. 30 Bảng 12: Khả năng xử lý màu trong điều kiện ánh sáng UV trƣớc khi ly tâm ........... 32 Bảng 13: Khả năng xử lý màu trong điều kiện ánh sáng thƣờng trƣớc khi ly tâm ...... 33 Bảng 14: Khả năng xử lý màu trong điều kiện ánh sáng UV sau khi ly tâm ............. 34 Bảng 15: Khả năng xử lý màu trong điều kiện ánh sáng thƣờngsau khi ly tâm .......... 34 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Cấu trúc tinh thể các dạng thù hình của TiO2 ................................................. 4 Hình 2: Hình khối bát diện của TiO2 ........................................................................... 5 Hình 3: Sơ đồ phản ứng quang hoá trên TiO2.............................................................. 6 Hình 4: Vật liệu nano quang xúc tác ......................................................................... 21 Hình 5: Hệ thống xử lý nƣớc rỉ rác bằng ánh sáng UV .............................................. 22 Hình 6: Xử lý nƣớc rỉ rác bằng ánh sáng thƣờng ....................................................... 22 Hình 7: Đƣờng phổ của nƣớc rỉ rác ........................................................................... 32 Hình 8: Mô hình xử lý nƣớc thải ............................................................................... 35 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 1:Hiệu suất xử lý của TiO2theo thời gian ..................................................... 27 Biểu đồ 2:Hiệu suất xử lý của TiO2 ở các mức pH .................................................... 28 Biểu đồ 3: Hiệu suất của TiO2 ở các mức khối lƣợng ................................................ 29 Biểu đồ 4: Hiệu suất xử lý COD của vật liệu nano quang xúc tác ............................. 31 Biểu đồ 5:Hiệu suất xử lý màu của vật liệu nano quang xúc tác trƣớc khi ly tâm ...... 33 Biểu đồ 6: Hiệu suất xử lý màu của vật liệu nano quang xúc tác sau khi ly tâm ........ 34 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT COD Nhu cầu oxy hóa học CTNH Chất thải nguy hại VSV Vi sinh vật MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Với sự phát triển kinh tế xã hội cùng với quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ, đòi hỏi cần tạo nhiều của cải vật chất đáp ứng nhu cầu cuộc sống của con ngƣời, từ đó sẽ nảy sinh ra nhiều vấn đề cấp thiết ảnh hƣởng đến môi trƣờng, đặt biệt là vấn đề rác thải thải ra môi trƣờng với một lƣợng rất nhiều, gây ô nhiễm trầm trọng đến môi trƣờng sống. Do đó, xử lý rác thải là việc làm vô cùng cấp bách hiện nay. Tuy nhiên, song song với vấn đề xử lý rác thải đã nảy sinh vấn đề xử lý nƣớc rò rỉ từ bãi rác hay còn gọi là nƣớc rỉ rác. Để xử lý ô nhiễm do nƣớc rỉ rác gây ra, các nhà môi trƣờng đã sử dụng rất nhiều phƣơng pháp nhƣ: phƣơng pháp hóa học, hóa lý, sinh học hiếu khí, sinh học kị khí… nhƣng các phƣơng pháp này đòi hỏi nhiều vốn đầu tƣ, kỹ thuật và công nghệ phức tạp. Sử dụng quang xúc tác bán là một trong nhiều kĩ thuật hứa hẹn cung cấp năng lƣợng sạch và phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ bền vững (Persistent Organic Pollutants – POPs) – là những chất không bị phân hủy trong môi trƣờng theo thời gian, thậm chí khi di chuyển rất xa với nguồn xuất phát ban đầu vẫn không bị biến đổi. 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 hoặc chuyển hóa các kim loại độc hại thành những chất “sạch” với môi trƣờng [1]. Xuất phát từ cơ sở trên, nhóm chúng tôi thực hiện đề tài: “ Ảnh hưởng của vật liệu nano quang xúc tác đến khả năng xử lý COD và độ màu của nước rỉ rác tại nhà máy xử lý nước thải Nam Bình Dương” nhằm đánh giá hiệu quả khả năng xử lý nƣớc rỉ rác bằng quang xúc tác. 1 2. Mục tiêu đề tài o Ứng dụng quang xúc tác trong xử lý COD và độ màu. Đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc rỉ rác của một số loại vật liệu nano quang xúc tác nhƣ: Zinc Oxide ( ZnO), Titanium Dioxide (TiO2), Graphene - Zinc Oxide Composite. 3. Đối tƣợng nghiên cứu Khả năng làm sạch nƣớc rỉ rác của một số loại vật liệu nano quang xúc tác. Các loại nano đƣợc chọn để nghiên cứu: Zinc Oxide ( ZnO), Titanium Dioxide (TiO2), Graphene - Zinc Oxide Composite. 4. Phạm vi nghiên cứu o Địa điểm: Phòng thí nghiệm khoa Môi Trƣờng – Trƣờng đại học Thủ Dầu Một. o Thời gian thực hiện: từ tháng 10 năm 2014 đến tháng 04 năm 2015 2 PHẦN 1 – TỔNG QUAN 1.1. Vật liệu nano quang xúc tác 1.1.1. Giới thiệu chung Xúc tác là sự làm thay đổi tốc độ của các phản ứng hóa học đƣợc thực hiện bởi một số chất mà ở cuối quá trình chúng vẫn còn nguyên vẹn. Chất gây ra sự xúc tác đƣợc gọi là chất xúc tác. Nhiều loại xúc tác khác nhau đang đƣợc sử dụng, trong đó xúc tác quang hiện đang thu hút nhiều sự quan tâm. Quang xúc tác là những chất có hoạt tính xúc tác dƣới tác dụng ánh sáng, hay nói cách khác, ánh sáng chính là nhân tố kích hoạt chất xúc tác, giúp cho phản ứng xảy ra. Việc sử dụng chất bán dẫn làm xúc tác quang hóa, áp dụng vào xử lý môi trƣờng đang đƣợc quan tâm nhiều hơn so với các phƣơng pháp thông thƣờng khác. Nguyên nhân là do bản thân chất xúc tác không bị biến đổi trong suốt quá trình, ngoài ra, phƣơng pháp này còn có các ƣu điểm nhƣ: có thể thực hiện trong nhiệt độ và áp suất bình thƣờng, có thể sử dụng đèn UV nhân tạo hoặc thiên nhiên, chất xúc tác rẻ tiền và không độc [1]. 1.1.2. Vật liệu Titanium Dioxide (TiO2) Rutile là dạng bền phổ biến nhất của TiO2, có mạng lƣới tứ phƣơng trong đó mỗi ion Ti4+ đƣợc ion O2- bao quanh kiểu bát diện, đây là kiến trúc điển hình của hợp chất có công thức MX2, anatase và brookite là các dạng giả bền và chuyển thành rutile khi nung nóng [11]. TiO2 là chất rắn màu trắng, khi đun nóng có màu vàng, khi làm lạnh thì trở lại o màu trắng. Tinh thể TiO2 có độ cứng cao, khó nóng chảy ( t nc = 1870oC). TiO2 có bốn dạng thù hình. Ngoài dạng vô định hình, nó có ba dạng tinh thể là anatase (tetragonal), rutile (tetragonal) và brookite (orthorhombic) (Hình 1). 3