Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế, khoa học kĩ thuật và công nghệ, đời sống vật chất của con người ngày càng được nâng cao. Các công ty, xí nghiệp công nghiệp mọc lên ngày càng nhiều. Song song với lợi ích kinh tế mà chúng mang lại thì vấn đề về ô nhiễm cũng đang là mối đe dọa lớn, trong đó ô nhiễm môi trường nước là một trong những khía cạnh điển hình. Nước thải từ các nhà máy công nghiệp đa số là chứa đựng các chất, các hợp chất khó tan, có độc tính hoặc khó phân hủy sinh học. Tuy nhiên việc xử lý triệt để các chất này đối với doanh nghiệp đòi hỏi một lượng kinh phí đầu tư quá lớn. Vấn đề này đặt ra cho các nhà nghiên cứu là làm sao nghiên cứu và khảo sát ra nhưng quy trình phù hợp với từng loại và tốn kém chi phí ít nhất. Đối với lọai hình dệt nhuộm, một loại hình mà mang lại một nguồn nước thải lớn, có độ màu và độ ô nhiễm cao. Nhiều mô hình nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm đã ra đời, có hiệu quả và cũng đang được áp dụng: sinh học, hóa lý, hóa học... Tuy nhiên chi phí đầu tư cũng còn cao. Trong phương pháp hoá học, phương pháp oxi hóa nâng cao đã được ứng dụng khá rộng rãi và cho thấy mang lại hiệu quả khá cao. Trong đó các phương pháp Fenton được biết đến như một phương pháp hiệu quả với một chi phí khá thấp. Hiện nay, phương pháp Fenton cải tiến với việc sử dụng nguồn năng lượng mặt trời đang được nghiên cứu và ứng dụng. Riêng Việt Nam, một đất nước có thể nói là dồi dào về nguồn năng lượng mặt trời do vậy việc áp dụng Fenton cải tiến là rất phù hợp, mang lại hiệu quả cao về cả chất lượng và kinh tế.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Trường Đại Học Sư Phạm Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Khoa Hóa NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: TRƯƠNG THỊ LỆ HOẰN Khoa : HÓA Lớp : 08CHP Chuyên ngành : Cử nhân Hóa Phân Tích – Môi Trường 1. Tên đề tài: “ So sánh khả năng phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB bằng phương pháp Fenton ( Fe 2+ /H 2 O 2 ) và Fenton cải tiến (Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis( mặt trời) ” 2. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị: 2.1. Nguyên liệu , hóa chất: - Remazol Ultra Carmine RGB - H 2 O 2 30%, KOH 6N - Muối FeSO 4 .7H 2 O ; Fe 2 (SO 4 ) 3 - Ag 2 SO 4 , Hg 2 SO 4 - Axit H 2 SO 4 đ , axit H 2 C 2 O 4 - MnO 2 - K 2 Cr 2 O 7 2.2. Dụng cụ: - Bình tam giác 250ml - Bình định mức 1000ml, 100ml, 50ml, 10ml - Pipet, buret, cốc thủy tinh các loại - Ống thủy tinh có nút vặn 10ml - Phểu lọc, giấy lọc - Bếp cách cát, bếp từ 2.3. Máy móc, thiết bị: - Các loại máy: đo quang UV-VIS, máy li tâm, máy đo pH, máy khấy từ - Nguồn sáng: Đèn UV KHSC1/2(Canada), công suất 10w - Cân phân tích Precisa chính xác 0.0001g 3.Nội dung nghiên cứu: - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB - Xác định độ chuyển hóa Remazol Ultra Carmine RGB bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. - Xác định chỉ số COD của dung dịch bằng phương pháp Bicrommat Cr 2 O 7 2- /Cr 3+ 4.Giáo viên hướng dẫn: TS.Bùi Xuân Vững. 5.Ngày giao đề tài: 6.Ngày hoàn thành: Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên ) PGS.TS.Lê Tự Hải TS.Bùi Xuân Vững Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa vào ngày / / Kết quả điểm đánh giá: Đà nẵng, Ngày tháng năm 2012 Chủ tịch hội đồng (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Ngày nay cùng vi s phát trin mnh m ca kinh t, khoa ht và công nghi sng vt cht cc nâng cao. Các công ty, xí nghip công nghip mc lên ngày càng nhiu. Song song vi li ích kinh t mà chúng mang li thì v v ô nhi a l nhic là mt trong nhng khía cn hình. c thi t các nhà máy công nghi là chng các cht, các hp chc tính hoc khó phân hy sinh hc. Tuy nhiên vic x lý tri các chi vi doanh nghii mn. Vn t ra cho các nhà nghiên cu là làm sao nghiên cu và kh quy trình phù hp vi tng loi và tn kém chi phí ít nht. i vi lai hình dt nhum, mt loi hình mà mang li mt nguc thi l ô nhim cao. Nhiu mô hình nghiên cu x c thi dt nhui, có hiu qu c áp dng: sinh hc, hóa lý, hóa h c ng dng khá rng rãi và cho thy mang li hiu qu khá cao. Tron pháp Fenton c bi mu qu vi mt chi phí khá thp. Hii tin vi vic s dng ngung mt tri c nghiên cu và ng dng. Riêng Vit Nam, mc có th nói là di dào v ngung mt tri do vy vic áp dng Fenton ci tin là rt phù hp, mang li hiu qu cao v c chng và kinh t. góp phn nho nh cho vic x c thi dt nhum, tôi ch So sánh khả năng phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB bằng phương pháp Fenton ( hệ tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 ) với Fenton cải tiến (hệ tác nhân Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis)” 2.Mục tiêu nghiên cứu - Tìm ra các thông s t quá trình phân hy thuc nhum Remazol t hiu qu cao nht bi các tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 ; Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis. - So sánh hai hiu sut phân hy Remazol Ultra Carmine RGB khi dùng hai tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 và Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis. 3.Đối tƣợng và phạm vi, phƣơng pháp nghiên cứu 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu - c thi dt nhum tng hp cha Remazol Ultra Carmine 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cu mu thuc nhum t to ti phòng thí nghim 3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu 3.3.1. Nghiên cứu lý thuyết - Thu thp, phân tích, tng hp lý thuy c tài - Tham kho nghiên cu các giáo trình và tài li tài và các v t ra. - Hc h i ý kin t ng dn và các anh ch cán b chuyên môn khác. - Dùng toán thng kê tính toán và x lý kt qu 3.3.2. Nghiên cứu thực nghiệm - Kho sát các yu t n quá trình phân hy Remazol Ultra Carmine RGB bng các h tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 ; Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis - phân hy Remazol Ultra Carmine RGB khi dùng các h tác nhân bc hp th phân t UV-Vis. - nh chuyn hóa COD thông qua ch s COD bp Bicrommat Cr 2 O 7 2- /Cr 3+ hoc quan phân t UV-Vis - Kho sát 2 h u kin tu kin 4. Nội dung nghiên cứu 4.1. Nghiên cứu lý thuyết 4.1.1. Lý thuyt v phm nhum 4.1.2. Remazol Ultra carmine 4.1.3. pháp x c thi dt nhum 4.1.4. Thit b phn ng 4.2. Nghiên cứu thực nghiệm 4.2.1. Phn 1: Phân hy Remazol Ultra Carmine RGB bng tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 - Pha ch dung dc thi cha cht nghiên cu theo yêu cu nghiên cu. - Các yu t ng cn kho sát + ng ca n H 2 O 2 + ng ca n Fe 2+ + ng ca pH + ng ca nhi 4.2.2. Phn 2: Phân hy Remazol Ultra Carmine RGB bng tác nhân Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis - Pha ch dung dc thi cha cht nghiên cu theo yêu cu nghiên cu. - Các yu t ng cn kho sát + ng ca n Fe 3+ + ng ca n H 2 C 2 O 4 + ng ca pH. 4.2.3. Phu kin ta m 5. Đóng góp của đề tài - tài là kt qu cu tìm hiu nghiên c phn ng phân hy phm màu bng các tác nhân Fenton, hi vng nó s cho nhng nghiên c v phân hy các cht hc hi khác vi xúc tác Fenton. - tài s là tài liu tham kho nho nh cho các sinh viên khóa sau hay nhng mu tip xúc vi xúc tác Fenton. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Lý thuyết về phẩm nhuộm m, phân loi Thuc nhum là mt trong nhng nhân t u quynh chng màu ca sn phm. Thuc nhum là các hp cht mang màu có th là dng h hoc là các phc ca các kim lon nay các thuc nhum dng phc kim loc s dng nhiu na bi to ra hàm ng ln các kim loi nng trong thành phc thi. Thuc nhum là các hp cht ht ph bin trên th p cht khó phân hu sinh hc thi là tác nhân gây c ti và h c. Tu theo cu to, tính cht và phm vi s dng ci ta chia thuc nhum thành các nhóm, loi khác nhau c ta hin nay, thuc nhum m vc sn xut, tt c các loi thuc nhuu phi nhp ca các hãng sn xut thuc nhum trên th gii. phân loi thuc nhum: [5] - Phân loi thuc nhum theo cu trúc hoá hc: thuc nhum trong cu trúc hoá h - Phân loi theo lp k thut hay phm vi s dm ca phân loi này là thun tin cho vic tra cu và s dng T n Thuc nhum (Color Index). T n Thuc nhuc s dng rng rãi trên th gii i loi thuc nhum có chung tính cht k thuc xp trong cùng lp c trc tip, thuc axit, thuc hoi lp li xp theo th t gam màu lt t , tím, xanh lam, xanh l t s nhóm loi thuc nhuc s dng Vit Nam[7] Thuốc nhuộm trực tiếp Khi nhum thì thuc nhum trc tip không còn hiu sut bt màu cao na trong thành phn ca thuc có có cha gc azo (- N=N - ) hp chn nay loi thuc khuyn khích s dng nhiu. Thuc nhum trc tip d s dng và r, tuy nhiên li không bn màu. Thuốc nhuộm axit Theo cu to hoá hc thuc nhuu thuc nhóm azo, mt s là dn xut ca araquinon, triarylmetan, xanten, azin và quinophtalic, mt s có th to phc vi kim loi. Thuốc nhuộm hoạt tính Dng tng quát ca thuc nhum hot tính: S R T - S: nhóm cho thuc nhu hòa tan cn thit (-SO 3 Na, -COONa, -SO 2 CH 3 ) - R: nhóm mang màu ca thuc nhum - Y: nhóm nguyên t phn u kin nhum nó tách khi phân t thuc nhum, to kh c nhum phn ng v-Cl, -SO 2 , -SO 3 H, -CH=CH 2 , ) - T: nhóm mang nguyên t hay nhóm nguyên t phn ng, thc hin liên kt gia thuc nhu M không gn màu ca thuc nhum hot ti cao, khong 30% có cha gc halogen hp chc khi thi ra a hp cht AOX này có kh sinh h ng tim n cho sc kho ng vt. Thuốc nhuộm bazơ-cation Thuc nhu ng hp cht màu có cu to khác nhau, hu ht chúng là các mui clorua, oxalate hoc mui kép c Thuốc nhuộm hoàn nguyên c dùng ch y nhum ch, vi, si bông, la visco. Thuc nhum hoàn nguyên phn ln da trên hai h màu indigoit và antraquinone. Do có ái lc vp cht ma bt kim s d b thu phân v dng lâycô axit và oxi hoá bng oxi ca không khí v dng c tính quan trp thuc nhum này có tên gi là hoàn nguyên. Thuốc nhuộm lưu huỳnh Thuc nhunh là nhng hp cht màu cha nguyên t nh trong phân t thuc nhum các dng -S-, -SH-, -S-S-, -SO Thuốc nhuộm phân tán Là nhng cht màu kh c, phân b c dng dung dch huyn phù. M gn màu ca thuc nhut t l cao (90 - c thi ra không cha nhiu thuc nhum và mang tính axit. Thuốc nhuộm azo không tan Thuc nhum azo không tan còn có tên g c nhum lnh, thuc nhuc nhum naptol, chúng là nhng hp cht có cha nhóm azo trong phân t -SO 3 Na, -COONa nên c. Thuốc nhuộm pigment Pigment là nhng hp cht có màu cu to hoá hm c do phân t không cha các nhóm có tính tan (-SO 3 H, - COOH), hoc các nhóm này b chuyn v dng mui bari, canxi không tan trong c. c tính ca thuc nhum và tác hi c thi dt nhum Thuc nhum là hoá chn do vc tính nhnh. Vic s dng rng rãi thuc nhum gây ra ô nhim ngu c m c ngm, nh m cc thi cn tr s hp th oxi và ánh sáng mt tri, gây bt li cho các loi thy sinh vng xn kh i ci vi các cht hc thi [7]. Các th nghim trên cá cc nhum nm trong các nhóm t không [...]... R - SO2 – CH2 – CH2 – OSO3Na Thuốc nhuộm Remazol là một thương hiệu của vinyl sulfone được sử dụng trên các sợi lụa và len hay cellulose… Remazol Ultra carmine RGB là một loại thuộc nhuộm hoạt tính, một sản phẩm nhuộm mới với tính chất độc đáo là khả năng bám màu tốt, mức độ cố định trên sợi Xenllulose cao và không có hiện tượng tương tác thuốc nhuộm Ngoài ra khả năng thích ứng của thuốc nhuộm với. .. phù hợp với các kỹ thuộc cộng nghệ khác nhau Với những đặc tính trên Remazol Utra Carmine RGB là loại thuốc nhuộm đang được sử dụng thịnh hành hiện nay Bên cạnh những đặc tính ưu việt đó thì Remazol Utra Carmine RGB cũng có phần nhược điểm là trong điều kiện nhuộm, khi tiếp xúc với vật liệu nhuộm (xơ sợi), thuốc nhuộm không chỉ tham gia vào phản ứng với vật liệu mà còn bị thủy phân Sản phẩm thủy phân. .. nhiều sẽ ảnh hưởng không tốt đến quá trình phân hủy 1.4.7 Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp Fenton - Ưu điểm: Phương pháp này thân thiện với môi trường do sản phẩm phân hủy tạo ra CO2, H2O, các muối vô cơ, hoặc các sản phẩm dễ phân hủy sinh học Hệ Fenton có khả năng xử lí thuốc nhuộm tan (hoạt tính, axit, trực tiếp), thuốc nhuộm không tan (hoàn nguyên, phân tán) ngay cả khi nước thải có nồng độ... những nhược điểm này là không đáng kể so với ưu điểm tự thân của phương pháp Và phương pháp Fenton đã, đang được ứng dụng rộng rãi trong thực tế xử lí nước thải dệt nhuộm nói riêng và nước thải công nghiệp nói chung 1.5 Ứng dụng phƣơng pháp Fenton 1.5.1 Ứng dụng phương pháp Fenton trong xử lí nước thải dệt nhuộm Phương pháp Fenton có thể xử lí Axit Blue 74 (nhóm thuốc nhuộm indigoid), Axit Orange 10 (hợp... lý, phương pháp sinh học, phương pháp điện hóa, phương pháp hóa học… Bên cạnh đó việc kết hợp hai hay nhiều biện pháp khác nhau cũng là một trong nhưng phương pháp để hiệu suất phân hủy thuốc nhuộm được nâng cao đáng kể Hiện nay chúng ta đang tiến đến việc tìm tòi ra những phương pháp mạnh hơn, đơn giản hơn, rẻ tiền hơn nhưng mang lại hiệu quả cao Trong số đó phương pháp Fenton cũng được thí nghiệm... trình phân huỷ RGB thông qua độ chuyển hóa RGB và chỉ số COD được tiến hành trên mẫu giả Từ tham khảo tài liệu, chúng tôi chuẩn bị dung dịch thuốc nhuộm như sau: Pha chế dung dịch thuốc nhuộm nồng độ 500 mg/L: Cân chính xác 0.5 gam thuốc nhuộm RGB và định mức bằng nước cất trong bình định mức 1000 mL Pha chế dung dịch thuốc nhuộm nồng độ 50 mg/L: lấy chính xác 100 mL (hoặc 50 mL) dung dịch thuốc nhuộm. .. nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm RGB bởi các hệ tác nhân Fe3+/C2O42-/H2O2/Vis; Fe2+/H2O2 Vì vậy, với mỗi hệ tác nhân, chúng tôi tiến hành khảo sát các yếu tố ở các điều kiện thí nghiệm như sau: 2.2.1 Phân hủy RGB bằng hệ tác nhân Fe2+/H2O2 2.2.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2O2 ban đầu đến sự phân hủy RGB Nồng độ RGB ban đầu là 50 ppm; nhiệt độ 30oC; pH = 3; nồng... thải dệt nhuộm Kết quả nhận thấy phương pháp Fenton/ mặt trời rất hữu ích để xử lí nước thải dệt nhuộm ở vùng nhiệt đới và xích đạo Hiệu suất phân hủy màu đã đạt được 90-92% dưới chiếu xạ mặt trời 1.5.2 Ứng dụng khác của phương pháp Fenton - Xử lí nước bề mặt nhiễm thuốc trừ sâu bằng Fenton: Các công trình nghiên cứu [13] đã sử dụng Fenton và quang Fenton để loại bỏ thành công sự ảnh hưởng của thuốc trừ... đồng thời tăng khả năng phân hủy sinh học của các sản phẩm sau phản ứng So sánh với các quá trình oxi hóa - khử xử lí thuốc nhuộm như điện hóa, ozon, hypoclorit thì Fenton đạt được hiệu quả xử lí tốt nhất Nếu sử dụng hệ tác nhân Fe3+/C2O42-/H2O2/Vis ( Fenton cải tiến) thì còn tận dụng được nguồn năng lượng mặt trời Quá trình này hiệu quả cao, hạn chế được nhiều nhược điểm của các quá trình Fenton khác... khỏi 1.3.3.5 Phương pháp hóa học - Nguyên tắc chung: biến đổi, phân hủy chất ô nhiễm (chất màu) thành các chất dễ phân hủy sinh học hoặc không ô nhiễm bằng các tác nhân hóa học - Ưu điểm: Khả năng phân hủy cao, áp dụng hầu hết các loại nước thải - Nhược điểm: Quy trình tiến hành và điều kiện khá chặt chẽ Khử hóa học Khử hóa học trên cơ sở natri bohidrit, xúc tác bisunfit áp dụng với thuốc nhuộm tan trong . : Cử nhân Hóa Phân Tích – Môi Trường 1. Tên đề tài: “ So sánh khả năng phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB bằng phương pháp Fenton ( Fe 2+ /H 2 O 2 ) và Fenton cải tiến (Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis(. ch So sánh khả năng phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB bằng phương pháp Fenton ( hệ tác nhân Fe 2+ /H 2 O 2 ) với Fenton cải tiến (hệ tác nhân Fe 3+ /C 2 O 4 2- /H 2 O 2 /Vis)”. Cân phân tích Precisa chính xác 0.0001g 3.Nội dung nghiên cứu: - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm Remazol Ultra Carmine RGB - Xác định độ chuyển hóa Remazol Ultra