Tổng hợp vật liệu nano TiO2 và ZrO2 để phân hủy chất mô phỏng tác nhân thần kinh

Bài viết trình bày tổng hợp vật liệu nano TiO2 và ZrO2 bằng phương pháp sol gel. Sau đó, vật liệu nano TiO2 và ZrO2 được sử dụng làm chất xúc tác để phân hủy chất mô phỏng tác nhân chiến tranh hóa học.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp vật liệu nano TiO2 và ZrO2 để phân hủy chất mô phỏng tác nhân thần kinh Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 11 – issue 1 (2022) 104-109 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption Tạp chí xúc tác và hấp phụ Việt Nam http://chemeng.hust.edu.vn/jca/Tổng hợp vật liệu nano TiO2 và ZrO2 để phân hủy chất mô phỏng tác nhân thần kinhSynthesis of TiO2 and ZrO2 nanomaterials for the degradation of nerve agent simulantsLê Văn Dũng1,2, Đặng Tuyết Phương3, Nguyễn Duy Trinh4, Nguyễn Bá Mạnh3*1 Viện Hóa học Môi trường quân sự/ Bộ Tư lệnh Hóa học, Phú Vinh An Khánh Hoài Đức Hà Nội2 Học Viện Khoa học và Công Nghệ- Viện Hàn lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam,3 Viện Hóa học- Viện Hàn lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt- Cầu Giấy- Hà Nội4 Viện Khoa học Môi trường, Đại học Nguyễn Tất Thành, Thành phố Hồ Chí Minh*Email: Nguyenbamanh@ich.vast.vnARTICLE INFO ABSTRACTReceived: 15/7/2021 TiO2 and ZrO2 nanomaterials were successfully synthesized by sol gelAccepted: 26/9/2021 method. Samples were characterized by X-ray difraction (XRD), Fourier-Published: 30/9/2021 transform infrared spectroscopy (FTIR), N2 adsorption–desorption, Scanning electron microscopy (SEM), Transmission electron microscopyKeywords: (TEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), SEM images andnano TiO2, nano ZrO2, dimethyl 4- TEM images of TiO2 and ZrO2 samples showed the particle size of 10–nitrophenyl phosphate, DMNP, 20 nm. The results have revealed highly porous structure of ZrO2 andchemical warfare agent. TiO2 nanomaterials with specific surface area of 116 m2g-1 and 125 m2g-1, respectively. The TiO2 and ZrO2 materials were used as the degradation of dimethyl 4-nitrophenyl phosphate (DMNP) chemical warfare agent emulator. The ZrO2 nanomaterial exhibited highly catalytic performance of DMNP degradation and the conversion reached to the value of 90.64 %, after 120 min of reaction.Giới thiệu chung nhiều dân thường. Năm 1980, trong cuộc chiến chống Iran, chính phủ Iraq đã sử dụng hydro xyanua chốngCác cuộc chiến tranh, xung đột vũ trang sử dụng vũ lại người Kurd [2]. Vào cuối Chiến tranh Lạnh, Liên Xôkhí hóa học là một trong những mối nguy hại tiềm đã tích lũy được 40 000 tấn vũ khí hóa học và Hoa Kỳtàng đe đọa đến hòa bình khu vực và thế giới. Vũ khí dự trữ 29 000 tấn vũ khí Hóa học [2]. Một trong nhữnghóa học gây sát thương cao, tốc độ sát thương nhanh, vũ khí hóa học được sử dụng là các hợp chất cơkhó phát hiện và độc hại. Thật vậy, trong cuộc chiến photpho hữu cơ (OP) và các chất độc thần kinh cótranh thế giới lần I, hơn 110 tấn hóa chất độc hại đã chứa flo (GB, isopropyl methanefluorophos-phonate) làđược sử dụng, làm hàng nghìn người chết và ảnh các vũ khí hóa học độc hại, gây nguy hiểm cho conhưởng đến hơn 1,3 triệu người [1]. Trong thế chiến II, người [2]. Hiện nay, các phương pháp như hấp phụ,Đức đã phát triển và sản xuất các chất độc thần kinh xúc tác, sinh học được ứng dụng để tiêu độc, xử lý cácgây chết người đồng loạt như tabun, sarin và soman tác nhân chiến tranh hóa học (CWAs) thành sản phẩmnhưng không khai thác các loại khí này một cách quân ít độc hơn hoặc không độc hại [3]. Phương pháp hóasự [2]. Vụ đánh bom tàu Đức của Mỹ tại cảng Bari, Ý, học sử dụng các hóa chất có hoá tính mạnh như bộtđã gây ra cái chết của hơn 600 nhân viên quân sự và tẩy trắng, kali permanganat, kali persulphate, ozone https://doi.org/10.51316/jca.2022.016 104 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 11 – issue 1 (2022) 104-109axit chloroperoxybenzoic, natri hypochlorite và hydro Tổng hợp vật liệu nano TiO2peroxide và magie monoperoxyphthalate,...[4]. Tuynhiên, các chất oxy hóa có nhiều hạn chế như tính chất Hòa tan 2 mL Titanium isopropoxit vào 20 mLăn mòn cao và độ ổn định, lưu trữ kém, tốc độ phân isopropyl và đánh siêu âm 15 phút để tạo dung dịchhủy chậm [4]. Phương pháp sinh học là sử dụng đồng nhát. Sau đó, điều chỉnh pH~8 bằng nước cất,enzyme hoặc vi sinh vật dễ bị mất hoạt tính khi thay xuất hiện huyền phù màu trắng. Kết tủa màu trắngđổi môi trường hóa học và tốc độ phân hủy chậm [5]. được rửa bằng nước cất, ly tâm để thu được chất rắnPhương pháp hấp phụ sử dụng các chất có diện tích màu trắng [11]. Sau đó, chất rắn màu trắng được sấybề mặt cao như than hoạt tính, zelite để hấp phụ [6]. khô, ghiền thành bột và nung ở nhiệt độ 350 oC trongTuy nhiên phương pháp hấp phụ lại gây ô nhiễm thứ 2h để thu được vật liệu nano TiO2.cấp và nhanh bị bão hòa vật liệu hấp phụ khi sử dụng.Gần đây, phương pháp oxi hóa sử dụng các chất xúc Phương pháp nghiên cứu vật liệutác oxit để xử lý các tác nhân hóa học thành các sảnphẩm ít độc và hoặc không độc hại nhận được sự Các mẫu vật liệu tổ ...