Tổng hợp vật liệu nano TiO2 ứng dụng để phân hủy chất mô phỏng chất độc thần kinh DMNP
240 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.84.2022.42-49Từ khóa:
Nano TiO2; DMNP; Tác nhân chiến tranh hóa học; Quang xúc tác.Tóm tắt
Vật liệu nano TiO2 được tổng hợp thành công bằng phương pháp gel sol. Vật liệu nano TiO2 được đặc trưng phương phán nhiệu xạ tia X (XRD), kính hiển vi điện tử quét (SEM), hấp phụ-giải hấp N2 và UV-Vis DRS. Ảnh SEM của các mẫu TiO2 có kích thước hạt nano 20–30 nm và diện tích bề mặt riêng cao 139 m2.g-1. Các vật liệu nano TiO2 được sử dụng để phân hủy chất mô phỏng tác nhân chiến tranh hóa học dimethyl 4-nitrophenyl phosphate (DMNP). Vật liệu nano TiO2 thể hiện hiệu suất xúc tác cao đối với sự phân hủy DMNP và độ chuyển hóa đạt 96,14%, sau 120 phút phản ứng. Chất xúc tác quang TiO2 thực hiện đồng thời ba quá trình như hấp phụ, thủy phân và xúc tác quang, do đó hiệu quả xử lý DMNP được nâng cao đáng kể. Hiệu suất loại bỏ DMNP của xúc tác TiO2 đạt trên 90% sau 4 chu kỳ phản ứng.
Tài liệu tham khảo
[1]. C. Shen, Z. Mao, H. Xu, L. Zhang, Y. Zhong, B. Wang, X. Feng, C. an Tao, X. Sui, "Catalytic MOF-loaded cellulose sponge for rapid degradation of chemical warfare agents simulant", Carbohydrate Polymers. 213, 184–191, (2019). DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.02.044
[2]. J. Zhao, D.T. Lee, R.W. Yaga, M.G. Hall, H.F. Barton, I.R. Woodward, C.J. Oldham, H.J. Walls, G.W. Peterson, G.N. Parsons, "Ultra-Fast Degradation of Chemical Warfare Agents Using MOF–Nanofiber Kebabs", Angewandte Chemie - International Edition. 55,13224–13228, (2016). DOI: https://doi.org/10.1002/anie.201606656
[3]. X.N. Pham, M.B. Nguyen, H.S. Ngo, H. V. Doan, "Highly efficient photocatalytic oxidative desulfurization of dibenzothiophene with sunlight irradiation using green catalyst of Ag@AgBr/Al-SBA-15 derived from natural halloysite", Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 90, 358–370, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jiec.2020.07.037
[4]. M.B. Nguyen, G.H. Le, T. Duy, Q.K. Nguyen, T. Trang, T. Pham, T. Lee, T.A. Vu, "Bimetallic Ag-Zn-BTC/GO composite as highly efficient photocatalyst in the photocatalytic degradation of reactive yellow 145 dye in water", Journal of Hazardous Materials. 420, 126560, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126560
[5]. S. Nakade, Y. Saito, W. Kubo, T. Kitamura, Y. Wada, S. "Yanagida, Influence of TiO2 nanoparticle size on electron diffusion and recombination in dye-sensitized TiO2 solar cells", Journal of Physical Chemistry B. 107, 8607–8611, (2003). DOI: https://doi.org/10.1021/jp034773w
[6]. W. Wong, H.Y. Wong, A.B.M. Badruzzaman, H.H. Goh, M. Zaman, "Recent advances in exploitation of nanomaterial for arsenic removal from water: A review", Nanotechnology. 28 (2017). DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6528/28/4/042001
[7]. T.H. Nguyen, A.T. Vu, V.H. Dang, J.C.S. Wu, M.T. Le, "Photocatalytic Degradation of Phenol and Methyl Orange with Titania-Based Photocatalysts Synthesized by Various Methods in Comparison with ZnO–Graphene Oxide Composite", Topics in Catalysis. 63, 1215–1226, (2020). DOI: https://doi.org/10.1007/s11244-020-01361-5
[8]. M.M. Ali, M.J. Haque, M.H. Kabir, M.A. Kaiyum, M.S. Rahman, "Nano synthesis of ZnO–TiO2 composites by sol-gel method and evaluation of their antibacterial, optical and photocatalytic activities", Results in Materials. 11, 100199, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.rinma.2021.100199
[9]. J.E. Mondloch, M.J. Katz, W.C. Isley, P. Ghosh, P. Liao, W. Bury, G.W. Wagner, M.G. Hall, J.B. Decoste, G.W. Peterson, R.Q. Snurr, C.J. Cramer, J.T. Hupp, O.K. Farha, "Destruction of chemical warfare agents using metal-organic frameworks", Nature Materials. 14, 512–516, (2015). DOI: https://doi.org/10.1038/nmat4238
[10]. L. Song, T. Zhao, D. Yang, X. Wang, X. Hao, Y. Liu, S. Zhang, Z.Z. Yu, "Photothermal graphene/UiO-66-NH2 fabrics for ultrafast catalytic degradation of chemical warfare agent simulants", Journal of Hazardous Materials. 393, 122332, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122332
[11]. S. Pareek, J.K. Quamara, "Dielectric and optical properties of graphitic carbon nitride–titanium dioxide nanocomposite with enhanced charge seperation", Journal of Materials Science. 53, 604–612, (2018). DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-017-1506-7
[12]. Y. Wu, T. Liu, J. Yuan, C. Liu, P. Wu, J. Lu, X. Wang, "The preparation and study of multilayer structured SiO2–TiO2 film: the effects of photonic crystals on enhanced photocatalytic properties", Journal of Materials Science. 55, 11095–11105, (2020). DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-020-04836-8
[13]. D.K. Muthee, B.F. Dejene, "The effect of tetra isopropyl orthotitanate (TIP) concentration on structural, and luminescence properties of titanium dioxide nanoparticles prepared by sol-gel method", Materials Science in Semiconductor Processing. 106, 104783, (2020). DOI: https://doi.org/10.1016/j.mssp.2019.104783
[14]. M.D. Donohue, G.L. Aranovich, "Classification of Gibbs adsorption isotherms", Advances in Colloid and Interface Science. 76–77, 137–152, (1998). DOI: https://doi.org/10.1016/S0001-8686(98)00044-X
[15]. H. Environments, "Zr (OH)4/GO Nanocomposite for the Degradation of Nerve Agent Soman ( GD )" in High-Humidity Environments, Materials (Basel). 13, 2954, (2020). DOI: https://doi.org/10.3390/ma13132954
[16]. P. Nasiripur, M. Zangiabadi, M.H. Baghersad, "Visible light photocatalytic degradation of methyl parathion as chemical warfare agents simulant via GO-Fe3O4/Bi2MoO6 nanocomposite", Journal of Molecular Structure. 1243, 130875, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2021.130875
[17]. D. Van Le, M.B. Nguyen, P.T. Dang, T. Lee, T.D. Nguyen, "Synthesis of a UiO-66/g-C3N4 composite using terephthalic acid obtained from waste plastic for the photocatalytic degradation of the chemical warfare agent simulant, methyl paraoxon", RSC Advances. 12, 22367–22376, (2022). DOI: https://doi.org/10.1039/D2RA03483B
