hỆ Đo tính nĂng quang xÚc tÁc cỦa mÀng

HỆ ĐO TINH NĂNG QUANG XÚC TÁC CỦA MÀNG

Mô hình tổng quát của hệ đo tinh năng quang xuc tác của mang

• Dịch tiếng anh chuyên nghanh trực tuyến:

http://www.mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html

• Học liệu mở:

http://www.mientayvn.com/OCW/MIT/Vat_li.html






Pha dung dich methylene blue (MB)

đo tính năng quang xúc tác của màng

Công thức phân tử của MB la C16H18ClN3S. 3H2O


MB la chât chi thị ôxy hoa khử đươc dung trong phân tich hoa học. Dung dịch nay bị mât mau trong môi trương ôxy hoa khử.

Cơ chế phân hủy của MB bơi TiO2 va anh sang UV

Phan ứng của mang TiO2 (co dung dịch MB phủ phia trên mang) khi đươc chiếu sáng thich hơp

TiO2 + h e + h

O2 (hâp thu trên bm) + e O2-

H2O (H+ + OH-) + h H+ + OH

MB + OH san phẩm phân huỷ

MB + O2- san phẩm phân hủy

San phẩm phân hủy (co thê la CO2, H2O, …) lam dung dịch MB trở nên mât mau. Khi đo, đô truyên qua của mang tăng lên.


Phản ứng quang xúc tác của TiO2.

Cac thiết bi dùng cho hệ đo tử ngoại va khả kiến


Quang phổ liên tục

Nguồn ánh sáng tử ngoại la ánh sáng UVA (la ánh sáng UV thuôc vung bươc song 315nm – 380nm)

Nguồn phát: bong đèn tube 220V- 8W, co công suât phát xạ cực đại tại bươc song 340nm

Nguồn sáng UV đươc cho la thich hơp nhât khi nghiên cứu vê quang xuc tác TiO2 vì nguồn phát ra các bức xạ co bươc song gân vung kha kiến trong quang phổ Mặt Trơi


Nguồn ánh sáng kha kiến dung trong hệ đo tinh năng quang xuc tác của TiO2:N la ánh sáng phát ra tư đèn huỳnh quang 220V-11W.

Phổ huỳnh quang của đèn compact

Tư phổ phát quang của bong đèn compact cho thây, cương đô sáng tâp trung trong vung ánh sáng kha kiến.


Sơ đồ bố trí hệ đo tính năng quang xúc tac của mang TiO2 dưới

anh sang tử ngoại.Bố trí hệ đo:

Buồng chứa mẫu đươc lam bằng ông nhôm cao 50cm, đương kinh 15cm.

Hệ đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2 dươi ánh sáng UV.

Thanh buồng va đế đồng đặt mẫu đươc lam lạnh bằng nươc.

Nhiệt đô tại đế đặt mẫu khoang (33 ± 1)oC va đươc duy trì ổn định trong suôt quá trình chiếu sáng .

Khoang cách giữa đèn va đế đặt mẫu la 15cm.


Cac bước thưc hiện đo tính năng quang xúc tac của mang TiO2

dưới anh sang tử ngoại.

Mang TiO2 đươc cắt ra thanh những mẫu

co kich thươc 23x9mm2. Sau đo đươc lau sạch bằng aceton va sây khô.

Đo đô truyên qua ban đâu của mang To.

Hệ đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2 dươi ánh sáng UV.

Ngâm mang trong dung dịch MB co nồng đô 1mM trong thơi gian la 1 giơ va sau đo thâm nhe bê mặt đọng giọt bằng giây thâm va đê khô trong tôi 30 phut. Đo đô truyên qua của mang sau khi đê khô 30 phut co giá trị la

Ti. Mang đươc chiếu dươi ánh sáng tử ngoại, đô truyên qua Tf của đươc xác định sau môi khoang thơi gian 5 phut.


Hệ đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2:N dươi ánh sáng khả kiên

Khi ngâm mang trong dung dịch, bê mặt co mang phai hương lên trên đê dễ dang tiếp xuc vơi dung dịch.

Trong khi đo đô truyên qua của mang, mang phai luôn ở cung môt vị tri cô định cho môi lân đo.

Bê mặt co mang phai đươc hương vê phia nguồn chiếu sáng trong hệ đo truyên qua.


Đô hâp thu quang của mang:

i

iii R1

TlndAbs

Khi mang đươc chiếu ánh sáng UV trong thơi gian mang 30 phut, lương MB bám trên bê mặt mang đa bị phân hủy

Đô truyên qua mang Tf, ứng vơi đô hâp thu quang của mang la:

f

fff R1

TlndAbs

Xem như if RR , hiệu đô hâp thu quang:

ABS = Absi – Absf ln (Tf/Ti)

lương MB bị phân hủy đươc đánh giá bằng giá trị ∆ABS


Sơ đồ bố trí hệ đo tính năng quang xúc tac của mang TiO2:N dưới anh sang khả kiến.

Bố trí hệ đo:

Buồng đặt mẫu đươc lam bằng ông nhựa PVC, co chiêu cao 25cm, đương kinh 9cm.

Anh chụp hệ đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2 dươi ánh sáng UV và màng

TiO2:N dươi ánh sáng khả kiên

Bên trong buồng co dán môt lơp giây bạc phan xạ nhằm tăng lương ánh sáng phan xạ tơi mẫu.

Hai quạt dung đê giai nhiệt co công suât 12W.

Nhiệt đô trong buồng đo đươc khoang (30 ± 1)oC va nhiệt đô nay đươc duy trì trong suôt thơi gian chiếu sáng

Khoang cách giữa đèn va giá đặt mẫu la 10cm.


Anh chụp hệ đo tính năng quang xúc tác của màng TiO2 dươi ánh sáng UV và màng TiO2:N dươi ánh sáng khả kiên

Cac bước thưc hiện đo:

Sơ đồ bố trí hệ đo tính năng quang xúc tac của mang TiO2:N

dưới anh sang khả kiến.

Tương tự như các bươc thực hiện đo tinh năng quang xuc tác của mang TiO2 trong vung UV ở trên.

Tuy nhiên, Tf đươc xác định sau môi khoang thơi gian 30 phut chiếu bằng ánh sáng kha kiến.

HỆ ĐO TINH NĂNG SIÊU THẤM ƯỚT

Màng

Hệ đo tính năng siêu thâm ươt nươc của màng

Các thành phần của hệ đo:

Kính hiển vi số Dino-Lite

Camera: la loại kinh hiên vi sô Dino-Lite đươc kết nôi qua cổng USB của máy tinh, bao gồm:


Ống nho giọt nươc: la loại ông bơm tiêm co thê tich 10ml.

Phân mêm FTA32: la phân mêm co thê tinh đươc goc thâm ươt (tinh bằng đô), sức căng giọt nươc (mN/m), chiêu dai giọt nươc (mm), chiêu cao giọt nươc (mm), diện tich phân chom của giọt nươc (mm2), thê tich giọt nươc (μl).

(1) đèn LED chiếu sáng;

(2) thâu kinh quang học, đô phong đại la 16 lân theo chiêu dọc va 16 lân theo chiêu ngang (đô phong đại theo diện tich la 256 lân);

(3) num điêu chinh tiêu cự.

Mang

Ống bơmCamera

Hệ đo tính năng siêu thâm ươt nươc trên bê măt màng


Cac bước thưc hiện đo

Mang đươc lau sạch bằng aceton va sây khô

Dung ông nho môt giọt nươc lên mang. Chup anh giọt nươc bằng kinh hiên vi sô Dino-Lite. Sử dung phân mêm FTA32 đê xác định goc nươc ban đâu o

Lau khô giọt nươc trên bê mặt mang bằng khăn sạch va sau đo, mang đươc chiếu sáng. Sau môi khoang thơi gian 30 phut chiếu sáng, mang đươc tiếp tuc nho môt giọt nươc lên bê mặt va lại đo goc nươc i


Cach đo góc thấm ướt bằng phần mềm FTA32

Xác định đường cong giọt nước

Xác định đường thẳng ở mặt phân cách

Vị trí click chuột

Ảnh giọt nước sau khi đưa vào phần mềm FTA 32

Ve môt đương cong bao quanh giọt nươc (bằng cách dung chuôt trái) va đương thăng tại mặt phân cách của giọt nươc va đế (bằng cách dung chuôt phai)

Click chuôt trái vao ô Contact Angle nằm phia bên trái của man hình đê xem kết qua đo goc

Hình 3.19. Kết quả xử lý từ ảnh

CÁC ỨNG DỤNG CỦA VÂT LIỆU QUANG XÚC TÁC TiO2

Tư lam sạch bề mặt

Khi chât bẩn hâp thu trên bê mặt mang quang xuc tác, chung co thê dễ dang bị kéo trôi theo dòng nươc trên bê mặt mang nhơ tinh siêu thâm ươt.

Khi chiếu ánh sáng thich hơp va co sự hiện diện của nươc trên bê mặt mang thì bê mặt mang co kha năng tự lam sạch.

Cơ chê tự làm sạch bê măt


Chống mờ bề mặt

Khả năng chống mờ của màng TiO2

Bê mặt của những tâm gương hoặc tâm kinh bị mơ la do hơi nươc bám lên trên bê mặt va đọng lại thanh giọt.

Trên bê mặt siêu thâm ươt thì không co giọt nươc nao đươc hình thanh, thay vao đo la môt lơp mang mong nươc trong suôt đươc hình thanh trên bê mặt vât liệu.


Diệt khuẩn

Vât liệu TiO2 co kha năng ôxy hoa mạnh vơi hâu hết các loại vi khuẩn, virus, nâm.

Phá hủy mang tế bao của vi khuẩn, lam cho tế bao chât vỡ ra va cuôi cung thì vi khuẩn bị giết va bị phân hủy.

Cơ chê diệt khuẩn


Khử độc nước thải do việc diệt sâu, rầy trên lúa

Các dung dịch khử vi sinh vât gây hại cho lua thương chứa nồng đô hoa chât nông nghiệp cao.

Nguồn nươc thai nông nghiệp bị nhiễm bẩn va chinh nguồn nươc nay lại lam cho đât bị ô nhiễm.

Tạo ra những tâm đan, bện mịn bằng thủy tinh co diện tich bê mặt lơn đươc phủ bằng vât liệu quang xuc tác TiO2 dung đê lam sạch dung dịch nươc thai chi dươi ánh sáng mặt trơi.

Các chât hoa học nông nghiệp se bị khử hoan toan dươi ánh sáng mặt trơi trong môt vai ngay.


Xử lý nước trong hệ thống nước trồng trọt.

Hệ thống trồng cà chua vơi nươc có xử lý bằng TiO2

Nước thải

Sự lắp đặt hệ thông nươc tươi cây dung hệ thông nươc thai vì chung chứa chât dinh dưỡng co ham lương N va P cao.

tái chế dung dịch chât dinh dưỡng

Trong hồ đặt những tâm ceramic co lô xôp đươc phủ vât liệu TiO2, các thanh phân chât gây ô nhiễm trong nươc thai dễ dang bị phân hủy dươi ánh sáng mặt trơi. Hôn hơp chât dinh dưỡng chứa N, P va Kali thì không bị phân hủy do co chứa thanh phân ôxy hoa khử của chung như NO3

-, PO43-, K+.


Xử lý đất bi ô nhiễm bơi cac thanh phần hữu cơ dễ bay hơi

Hệ thống xử lý đât bị ô nhiễm

Các thanh phân hữu cơ khử trung bằng clo dễ bay hơi như trichloroethylene vatetrachloroethylene đươc sử dung rông rai như la dung môi lam sạch va tẩy rửa các vât liệu.

Nươc thai co chứa các chât nay la nguyên nhân lam đât bị ô nhiễm va tạo ra các chât gây ung thư va chât đôc hoa học lan rông trong môi trương

THE END !

hỆ Đo tính nĂng quang xÚc tÁc cỦa mÀng

Documents