Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ÀN N NC CN N N N N NĐ N - N À Đ N Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: LUẬN VĂN 60.44.27 ẠC SĨ K Đà Nẵng - Năm 2013 Footer Page of 126 ỌC Header Page of 126 C ĐẠ ỌC ĐÀ NẴN Ạ PGS.TS S C M NAM NV N S N NĐ N N H Đ Khoa h c Đ 14 12 2013 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h -T T Footer Page of 126 Đ ih S Đ m, Đ i h ng Đ ng Header Page of 126 Ở ĐẦ Lý chọn đề tài Ngày v i phát triển gi i m i mặ , ặc bi t l ực công nghi ã o ngày nhiều s n phẩ ứng nhu cầu ngày cao củ i Thuốc nhu dụng r ng rãi ngành công nghi c sử t may, cao su, gi y, mỹ ph m, y tế Do tính tan cao, thuốc nhu m tác nhân gây ô nhiễm ngu sinh v t sống Hi n nay, có nhiề chủ yế l , x l ến c h u qu tổn h ó ó …T i xử lý c th i c cần có c ng ngh tiên tiế ê ữ xử lý t ởng hi u qu không cao v n gây ô nhiễm thứ c p, làm ế nghiêm tr ng e Chính v y, vi c tái chế t n dụng ch t th i không nhữ ò l i l i ích kinh tế, xã h T v lu Bù ã ều ki n Vi ó ê ứu m t lo i ól ều diễ ù ng, giá ỏ-v ề th i c quan tâm củ ỏ tên g i m t s n phẩm th i công ngh Bayer, ủ yế c áp dụng trình tinh luy n bauxite ể s n xu t nhôm [39] Dự kh p phụ , thân thi n v ê ã dụ ể h p phụkim lo i nặng, xử lý ô nhiễ ỏ chứa m ng b o xử lý màu, thân thi n v thành rẻ phù h p v l q ó, c thực tr v t li u m i có kh óý ặc tính bùn ỏ vốn có ù ỏ t v t li u c th i, giá thành rẻ, ng [5] Mặt khác, thành phần bùn l ng sắt nh ịnh, dựa chiết sắt axit oxalic t n t ều nghiên cứu i d ng phức sắt(III)oxalat c sử dụng cho trình Fenton h Fe(III)Oxalat/H2O2/ánh sáng Footer Page of 126 Header Page of 126 ể xử lý ô nhiễ mặt tr l dụ ng, tiết ki c hóa ch t, t n ều ki n Vi t ng mặt tr i, giá thành rẻ phù h p v Nam Đặc bi vi c sử dụ ó ù ềc t công trình nghiên ỏ làm v t li u h p phụ chiết sắt từ ù ến ỏ sử dụng cho trình Fenton h Fe(III)-Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt tr i ể xử lý thuốc nhu m Xu t phát từ nhữ ề ch lý ê , ú ã “Nghiên cứu xử lý thuốc nhuộm xanh methylen bùn đỏ từ nhà máy lumin ân âm Đồng” Mục đích nghiên cứu - Kh o sát kh ù p phụ củ p phụ yếu tố ỏ ho ó ến kh t hóa - Nghiên cứu trình phân hủy thuốc nhu m v i tác nhân c chiết từ ù 3+ Fe /C2O42-/H2O2/UV mặt tr i v i Fe3+ ỏ axit oxalic - Đó ù ỏ hi ó ê ữ ể nghiên , l u thực tr ng ng gi i h p lý Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đố ng nghiên cứu: Thuốc nhu m xanh methylen bùn ỏ - Ph m vi nghiên Sử ụ p phụ bùn ỏ, trình Fenton h Fe(III)-Oxalat/H2O2/UV mặt tr i xử lý thuốc nhu m xanh metylen hương pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lý thuyết Thu th p thông tin, tài li â í , , lựa ch 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Footer Page of 126 lê q ế ề tài.Tổng h p ng nghiên cứu phù h p Header Page of 126 - Kh o sát thông số thuốc nhu m xanh methylen - ó lý ù thuốc nhu m bằ p phụ, kh o sát trình h p phụ ỏ trình Fenton h Fe(III)- Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt tr i - Phân tích thực nghi m theo mô hình Langmuir Freundlich ế - ố ế q p phụ Fenton nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Nghiên cứu trình h p phụ bằ gi i pháp xử lý c th ù ỏ ể tìm m t t hi u su t cao nh t, chi phí xử lý th p - Nghiên cứu trình chiết sắt axit oxalic sử dụng cho trình Fenton h Fe(III)-Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt tr i nhằm ế xử lý c th i m n, rẻ tiền, tiết ki m c hóa ch t, hi u qu cao Kết cấu luận văn Ngoài phần mở ầu, kết lu n , kiến nghị, n i dung lu g C - Tổng qua C - Thực nghi m C - Kết qu Footer Page of 126 Header Page of 126 C ƯƠN ỔN Q N 1.1.TỔNG QUAN VỀ THU C NHU M TRONG CÔNG NGHỆ DỆT NHU M 1.1.1 Khái quát thuốc nhuộm [9] 1.1.2 Phân loại thuốc nhuộm [14] 1.1.3 Xanh metylen 1.1.4 Tác hại ô nhiễm nước thải dệt nhuộm thuốc nhuộm 1.2 GIỚI THIỆU VỀ ƯƠN ẤP PHỤ 1.2.1 Các khái niệm [1], [7], [8] 1.2.2 Hấp phụ môi trường nước Các mô hình trình hấp phụ 1.3 QUÁ TRÌNH FENTON [4], [13] Cơ chế tạo thành gốc hydroxyl HO động học phản ứng Fenton 1.3.2 Quá trình quang Fenton (Fenton/UV)[19], [27] 1.3.3 Quá trình Fenton sử dụng hệ Fe(III)- Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt trời [27][29][35][38] 1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ Fenton Fe(III)Oxalat/H2O/ánh sáng mặt trời [12], [32 ][34] 1.3.5 Ưu điểm phương pháp Fenton 1.3.6 ng dụng phương pháp Fenton 1.4 GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU HẤP PHỤ Footer Page of 126 NĐ Header Page of 126 1.4.1 Tổng quan Bauxite 1.4.2 Công nghệ Bayer 143 ùn đỏ tác hại bùn đỏ 144 ình hình thải bùn đỏ Việt Nam [37] 145 ột số phương pháp xử lý bùn đỏ 1.6 M T S ƯỚNG NGHIÊN C U NG DỤN NĐ 1.6.1 Xử lý ô nhiễm kim loại nặng nước thải [5] 1.6.2 Sản xuất xi măng từ bùn đỏ [42] 1.6.3 Sản xuất gạch, đất sét nung từ bùn đỏ Footer Page of 126 Header Page of 126 C ƯƠN ỰC N Ệ 2.1 NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT 2.1.1 Nguyên liệu hóa chất 2.1.2 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu 2.2 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 2.2.1 Xử lý bùn đỏ chuẩn bị hóa chất 2.2.2 Xây dựng đường chuẩn xanh methylen 2.2.3 Khảo sát trình hoạt hóa bùn đỏ axit nitric 2.2.4 Khảo sát trình hấp phụ xanh methylen bùn đỏ hoạt hóa 2.2.5 Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại bùn đỏ bùn đỏ hoạt hóa 2.2.6 Xây dựng đường chuẩn sắt (III) oxalat 2.2.7 Khảo sát trình chiết sắt từ bùn đỏ 2.2.8 Xử lý xanh metylen hệ Fe(III)-Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt trời với Sắt (III)- oxalat chiết từ bùn đỏ Footer Page of 126 Header Page of 126 C ƯƠN KẾ Q VÀ ẬN ĐƯỜNG CHU N XANH METHYLEN Mật độ quang (A) 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 y = 0.2221x + 0.0184 R² = 0.9985 Nồng độ xanh metylen (ppm) Hình 3.1 Đồ thị xây dựng đường chuẩn xanh metylen ng chuẩn: y = 0,222x + 0,018 ; r2 = 0,998 Dự ng chuẩ dịch xanh metylen sau h p phụ, từ ó í cn dung u su t trình h p phụ 3.2 M T S ĐẦ VÀ ĐẶC NĐ ƯN CẤU TRÚC CỦ NĐ HOẠT HÓA 3.2.1 nh SEM Hình 3.2 Ảnh SEM bùn đỏ chưa hoạt hóa Footer Page of 126 BAN Header Page 10 of 126 Hình 3.3 Ảnh SEM bùn đỏ hoạt hóa ù Nhận xét: Qua nh SEM củ ho t hóa th y bề mặt củ ỏ ó í tích bề mặt h p phụ p phụ ù ù ỏ ỏ ho t hóa xố ó ù i bùn c h t ho t hóa nhỏ l ỏ ho t hóa tố n dự ù c kh ỏ hóa 322 hổ hồng ngoại Hình 3.4 Phổ hồng ngoại IR mẫu bùn đỏ ban đầu Footer Page 10 of 126 ỏ t Header Page 12 of 126 10 3.3.1 Khảo sát trình hoạt hóa bùn đỏ axit nitric a Khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit hoạt hóa 62 61.33 H% 60.53 60 59.4 H% 58 56.13 55.8 56 54.47 54 52.47 52.73 52.73 52.8 52.86 52 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 CHNO3 (M) Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ axit hoạt hóa đến hiệu suất hấp phụ c trình bày hình 3.6, 3.7 cho th y Nhận xét: Từ kết qu axit ho t hóa hi u su t trình h p phụ ( 0,08M ế 0,4M) T ê , (0,4M ế 0,5M), ho t hóa hi u su t l i gi axit ó t cân Giải thích: - axit làm trình ho nitric t n công lên bề mặ l ù ó , x ỏ làm bán kính h t bùn bé, n tích tiếp xúc bề mặt kết qu làm trình h p phụ (kho ng từ 0.08M ến 0.4M).Tuy nhiên, bán kính nhỏ làm ếch tán xanh metylen lên bề mặ cho kh ó lâ t hi u qu Vì v hóa kh -T p phụ l i gi ù ù axit ho t t tr ng thái cân ỏ có chứa Si-O- (SiO2) h p phụ proton (H+) Khi ho t hóa axit nitric H+ t n công lên bề mặ tâm SiO2 t o tâm ho Footer Page 12 of 126 ỏ ù ỏ ng -OH (SiOH), tâm ho t Header Page 13 of 126 11 ng t o liên kế i phân tử xanh metylen (có chứa N), x ( v phụ x e le H+) kh T l tâm h p phụ -OH ê p lê ịnh ng H+ tiếp tục t n công vào -OH ể t o ẩ thành Si-OH2+ có tác dụ h p phụ xanh methylen củ ối v i xanh methylen, làm kh ù ỏ gi m ó t tr ng thái cân –H+ –Si–OH2+ –H+ –Si–O– –Si–OH + +H +H+ b Khảo sát ảnh hưởng thời gian hoạt hóa đến trình hấp phụ 64 63.27 62 61.33 H% 60 58 56 54.87 54 52.2 52 52.2 52.13 51.4 50 10 20 30 40 50 60 70 t (phút) Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian hoạt hóa đến hiệu suất hấp phụ c trình bày b ng 3.4 hình 3.8, Nhận xét:Từ kết qu 3.9 cho th i gian ho trình h p phụ ( ú ế 40 gian ho t hóa hi u su t l i gi hi u su t cân bằ Footer Page 13 of 126 (50 ú ó ù ỏ hi u su t ú ) T (40 ê , ú ến 70 phút) ế 50 i ú ), ó Header Page 14 of 126 12 Giải thích: T ự ó l ối v i yếu tố n nhiề í , ù , ỏ é , ng h p phụ i gian ho t o tâm h p phụ -OH u su t cao nh t 63,27% ếp xúc v i xanh Khi bán kính h t bùn bé làm kh e le é , ng th i tâm h p phụ -OH gi m, kh ó l 40 phụ gi m Ch n th i gian ho ú p ể kh o sát tình h p phụ 3.3.2 Khảo sát trình hấp phụ xanh methylen bùn đỏ hoạt hóa a Khảo sát ảnh hưởng khối lượng bùn đỏ tới trình hấp phụ 100 96.8 95.06 90 H% 80 74.67 70 63.27 60 57.67 50 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 m (g) Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng khối lượng bùn đỏ đến hiệu suất hấp phụ Nhận xét: Khi khố l hi u su t h p phụ lê ề khố l ng bùn ỏ Sự lê 0,025g-0,125g hi u su t h p phụ v i ng gi i thích bề mặt vị trí h p phụ củ ù ỏ Kho 0,083 nh hi u su t h p phụ, v y ch n khố l lê di n tích ến 0,1g có ù ỏ ho t hóa 0,1g v i hi u su l 95,06% ể kh o sát yếu tố Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 13 b Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ tới trình hấp phụ 100 99.51 99.48 98 96 H% 95.06 94 93.47 92 90.73 90 10 20 30 40 50 60 t (phút) Hình 3.13 Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ Nhận xét: i gian h p phụ hi u su t h p , phụ t 99,48% th i gian 40 phút u su t h p phụ ếch tán xanh i gian h p phụ làm cho kh ù methylen lên toàn b di n tích bề mặ h p phụ lê 99,48% 40 l e x le ã ú, p phụ m ỏ ó l l t tr ng thái cân lê ng tố ù ỏ 3.3.3 Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại bùn đỏ bùn đỏ hoạt hóa 100 Bùn chua hoat hóa Bùn hoat hóa 99.42 95.85 90.4 90 H (%) 87.73 82 80 79.1 73.86 70.56 70 63.3 60 56.68 50 15 20 25 30 35 Cxanh metylen (ppm) Hình 3.16 Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng nồng độ xanh metylen đến hiệu suất hấp phụ bùn đỏ chưa hoạt hóa bùn đỏ hoạt hóa Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 Nhận xét: C lo su t gi m Kh ù ỏ ù ỏ e 14 ù ỏ n x e ù h p phụ xanh methylen củ le u ỏ ho t hóa tố t hóa Nghiên cứu cân h p phụ xanh methylen ẳng nhi t Langmuirvà Freundlich * Bùn đỏ chưa hoạt hóa 15 1.5 Ccb/q q (mg/g) 10 y = 1.623ln(x) + 5.579 R² = 0.999 y = 0.092x + 0.131 R² = 0.998 0.5 0 10 Ccb (mg/l) 20 Ccb 10 20 Hình 3.17 Đường đẳng nhiệt Hình 3.18 Sự phụ thuộc hấp phụ bùn đỏ chưa hoạt Ccb/q vào Ccb xanh hóa xanh methylen methylen bùn đỏ chưa hoạt hóa theo phương trình 0.8 14 12 10 0.6 y = 1.199ln(x) + 10.19 R² = 0.99 Ccb/Q Q (mg/g) đẳng nhiệt Langmuir 0.4 y = 0.075x + 0.020 R² = 0.998 0.2 0 Ccb (ppm) 10 Hình 3.20 Đường đẳng nhiệt hấp phụ bùn đỏ hoạt hóa xanh methylen Ccb (ppm) Hình 3.21 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb xanh methylen bùn đỏ hoạt hóa theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir Footer Page 16 of 126 10 Header Page 17 of 126 15 1.5 y = 0.198x + 0.769 R² = 0.995 0.5 Log q Log q 1.5 0.5 y = 0.121x + 0.998 R² = 0.996 0 0.5 Log Ccb 1.5 -2 -1 Log Ccb Hình 3.19 Đường đẳng nhiệt Hình 3.22 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich hấp phụ theo mô hình xanh metylen bùn đỏ chưa Freundlich xanh hoạt hóa metylen bùn đỏ hoạt hóa Nhận xét: Từ kết qu kh o cho th y h p phụ củ ó t hóa ho ẳng nhi ối v ỏ c mô t r t tốt theo mô hình h p phụ Fe h p phụ cự ù l Tí l c giá trị ng i thông số theo mô hình Langmuir Freudlich ù t hóa bùn ho t hóa Bảng 3.9 Các thông số phương trình hấp phụ Langmuir bùn đỏ chưa hoạt hóa bùn đỏ hoạt hóa Bù ỏ qmax(mg/g) 10,86 t hóa R2 0,998 b 0,7023 Bù qmax(mg/g) 13,34 ỏ ho t hóa b 3,75 R2 0,998 Bảng 3.10 Các thông số phương trình hấp phụ Freundlich Bù n 5,05 bùn đỏ chưa hoạt hóa bùn đỏ hoạt hóa Fe l ỏ t hóa Bù ỏ ho t hóa kf R2 n kf R2 5,88 0,995 8,26 9,95 0,996 Nhận xét: Từ kết qu b ng 3.9 3.10 chứng tỏ c t hóa ho Footer Page 17 of 126 ó ều mô t r t tố e ù ỏ ẳng nhi t Header Page 18 of 126 Fe 16 l D l c Fe ỏ ó T e h p phụ l p cự ù ng h p phụ củ l ều l ẳng nhi ù i củ ỏ ho t hóa i bùn , ỏ l ng t hóa ho t hóa 10,86 (mg/g) 13,34 (mg/g) * So sánh với dung lượng hấp phụ cực đại xơ dừa, Polyvinyl ancol ZnAPSO-34 Bảng 3.11 Dung lượng cực đại bùn đỏ, xơ dừa, Polyvinyl ancol, ZnAPSO-34 theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir[17], [30] Bù ỏ Xơ ừa Polyvinyl ancol ZnAPSO-34 qmax(mg/g) qmax(mg/g) qmax(mg/g) qmax(mg/g) 13,34 8,50 12,20 14,49 v , l ng h p phụ cự xơ ừa polyvinyl ancol, th v 34.T ê ù gi i quyế ơ i củ ù ỏ i v t li u ZnAPSO- ỏ ch t th i, sử dụng v t li u h p phụ l cv ề NĐ 3.4 KH O SÁT QUÁ TRÌNH CHIẾT S T T 3.4.1 Xây dựng đường chuẩn sắt (III) oxalat A 1.5 y = 0.001x - 0.040 R² = 0.999 0.5 500 C (ppm) 1000 Hình 3.23 Đường chuẩn sắt (III) oxalat Footer Page 18 of 126 ù ỏ ng, tốn kém, cách tiến hành n Header Page 19 of 126 17 ng chuẩn sắt(III)oxalat: y=0,001x- 0,040 ;r2= 0,999 3.4.2 Khảo sát quy trình chiết sắt oxalate từ bùn đỏ a Khảo sát trình tự tiến hành tạo phức sắt oxalate H% 60 H% 40 31.86 22.23 40.7 38.73 20 Đ â Đ + â â +Đ Hình 3.24 Ảnh hưởng trình tự tiến hành đến hiệu suất chiết sắt (III) oxalat Nhận xét: Kết qu b ng 3.13 hình 3.24 cho th y cho x x l ù ỏ, tiế Ch n trình tự ù ỏ 50ml axit oxalic 50 C r i ngâm ó â l ốt nh t ể kh o sát yếu tố b Khảo sát ảnh hưởng thời gian đun đến trình chiết sắt oxalat 65 61.7 61.85 60 % (H) 55 H% 50 47.06 45 40.7 40 36.42 35 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 T (h) Hình 3.25 Ảnh hưởng thời gian đun đến hiệu suất trình chiết sắt (III) oxalat Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 18 ù Nhận xét: nhiều nh t, n ỏ+ x x l M l o phức l Fe (III) oxalat cao nh t Ch n th ể tiếp tục kh o sát yếu tố c Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đun đến trình chiết sắt % (H) 90 85.83 H% 80 76.48 70 60.7 60 50 46.69 40 30 40 50 60 70 80 90 Cxanh metylen(ppm) Hình 3.26 Ảnh hưởng nhiệt độ đun đến hiệu suất chiết sắt oxalat Nhận xét: Đ ù nh C ù ỏ axit oxalic 1M nhi , kh ỏ , 700C tốt o phức axit oxalic v i sắt 700C, axit oxalic kết tinh Ch n l 700C ể kh o sát yếu tố nhi d Khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm đến trình chiết sắt oxalat 90 85.93 % (H) 85 85.95 78.79 80 H% 75 70 65.13 65 60 59.07 55 10 15 20 25 T (h) Hình 3.27 Ảnh hưởng thời gian ngâm đến hiệu suất chiết sắt Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 19 Nhận xét: Từ kết qu b ng 3.15 hình 3.27 cho th y, th i â ể làm cho trình chiết sắ l ng sắt t o phức v i axit oxalic tố l ng phức sắt oxalat t â l ến tr ng thái ổ ịnh, Ở th i gian ngâm 20h, cổ ị D ó n th i gian ể kh o sát yếu tố e Khảo sát ảnh hưởng thể tích axit oxalic đến hiệu suất chiết sắt oxalat 90 % (H) 86.01 86 86.02 85 H% 80 75.81 75 70 66.77 65 20 30 40 50 60 Vaxit oxalic (ml) Hình 3.28 Ảnh hưởng thể tích axit oxalic đến hiệu suất chiết sắt Nhận xét: Từ kết qu b ng 3.16 hình 3.28 cho th y thể tích dung dịch axit oxalic 1M 40ml kh x l ối v i sắt có ù x x l 3.5 X x x l ịnh v i sắ t o phức nh l ỏ tốt nh t ần thể tích axit oxalic kh Giải thích: phức sắt v o phức axit ầ ó ng phức sắt t ù o ế l ng axit cho vào ỏ ó ể tích ũ ó ự ổi LÝ XANH METHYLEN B NG HỆ FE(III)- OXALAT/H2O2/ÁNH SÁNG MẶT TRỜI VỚI S T (III)ĐƯỢC CHIẾT RA T 3.5.1 Khảo sát ảnh hưởng p xanh methylen Footer Page 21 of 126 NĐ đến trình phân hủy Header Page 22 of 126 20 100 90 80 H% 70 pH=2 pH=3 pH=4 pH=5 pH=6 pH=7 pH=8 60 50 40 10 15 20 25 30 T (phút) Hình 3.30 Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màu ầ Nhận xét: Sự phân hủ ó H ến m xuống, hi u su t phân hủy màu tốt nh t t i pH=4 T i pH th p (pH=2) x y ph n ứng khử gốc HO•, ion H+ theo ph n ứng: HO• + H+ + e → H2O Vì v y s í ốc HO•, gi m tốc phân hủy Khi pH th p phức oxalate t n t i chủ yếu d ng III Fe (C2O4)+ nên kh q t r t nên hi u qu xử lý Ở pH = phức oxalate t n t i chủ yếu d ng FeIII(C2O4)2và FeIII(C2O4)33- có tính quang ho t cao, gốc tự HO• t o nhiều FeIII(C2O4)2 + h FeIII(C2O4)33 + h Fe2+ + H2O2 + 3C2O42Ở pH > tố Fe2+ + C2O42 + C2O4 Fe2+ + 2C2O42 + C2O4 (k=0,04 s 1) (k=0,04 s 1) FeIII(C2O4)33- + OH- + OH• phân hủy bị gi m m nh ion sắt tự bị gi m dung dịch t o thành kết tủa Fe(OH)3 l c n tái sinh ion Fe2+ H Fenton Fe(III)-Oxalat có hi u qu cao kho ng pH = (so v i Fenton cổ ều ki n tiết ki ể l c hóa ch H= ), ó xử lý 3.5.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ phức sắt oxalat đến trình phân hủy xanh methylen Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 21 90 H% 80 70 [Fe(C2O4)33 ]= 0,1mM 3- [Fe(C2O4)3 60 ]= 0,3mM [Fe(C2O4)33 ]= 0,5mM [Fe(C2O4)33 ]= 0,7mM 3[Fe(C2O4)3 ]= 0,9mM 50 10 15 20 25 30 T (phút) Hình 3.31 Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng nồng độ sắt phức sắt oxalat đến hiệu suất ó Nhận xét: Hi u su t chuyể [Fe(C2O4)3 ], l ố l 3- [Fe(C2O4)3 ] ng HO , c t • lê 3- • ủ l n HO hình thành ph n ứng v i Fe2+ HO + Fe2+ → Fe3+ + HO- (k = 3,0 x 108 L mol-1 s-1) 3.5.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 đến trình phân hủy xanh methylen 100 H% 90 80 [H2O2] = 0,5M [H2O2] = 1,0M [H2O2] = 1,5M 70 [H2O2] = 2,0M [H2O2] = 2,5M 60 10 15 20 25 30 T (phút) Hình 3.32 Ảnh hưởng nồng độ H2O2 đến hiệu suất phân hủy màu Nhận xét:Kết qu từ hình 3.32 cho th y vi lê hi u su t phân hủ ê ến m t n Footer Page 23 of 126 nh [H2O2] làm ến 100% 25 phút Tuy ịnh hi u su t bắ ầu gi m Nguyên Header Page 24 of 126 22 H2O2 làm t o nhiều gốc HO• â l ph n ứng: Fe2+ + H2O2 + 3C2O42- → l FeIII(C2O4)33- + OH- + OH• ng H2O2 ều có ph n ứng H2O2v i • gốc HO vừa m i sinh theo ph n ứng: HO + H2O2 → H2O + HO2 HO + HO2 Ngoài vi ế → H2O + O2 H2O2 nhiều vừa không kinh tế vừa ng sống vi sinh sử dụng ơ ởng c xử lý vi sinh Vì v y [H2O2] phù h p nghiên cứu 2M Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 KẾ KẾ 23 ẬN VÀ K ẾN N ẬN Sau th i gian thực hi ề tài: “Nghiên cứu xử lý thuốc nhuộm xanh methylen bùn đỏ từ nhà máy Alumin Tân Rai âm Đồng” ú ú c m t số kết lu Quá trình hấp phụ Quá trính ho t hóa: Sử dụng axit nitric ho ó ù ỏv i n 0,4M th i gian khu y 40 ú ù ỏ ho t tính tốt nh t Quá trình h p phụ: Sử dụng 0,1g bùn ho t hóa h p phụ 50ml xanh metylen 15ppm th i gian 40 phút tốt nh t, hi u su t thu c 99,48% Quá trình h p phụ củ ù ỏ mô t r t tốt theo c hai mô hình h p phụ ẳng nhi Fe l D l ng h p phụ cự i theo mô hình Langmuir củ ù ỏ ho ó ù ỏ ban ầu lầ l t 13,34(mg/g) 10,87(mg/g) Quá trình chiết sắt (III) oxalat Quá trình chiết sắt (III) oxalat tố t cho 2,00 ù ỏ ầu vào 40ml axit oxalic 1M nhi 700C th i gian 2h r i ngâm 20h, hi u su t củ l ng sắ ù c chiế i d ng phức sắt oxalat 86% Quá trình Fenton hệ Fe(III)-Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt trời Đ ều ki n tố o trình phân hủy 200ml xanh methylen 100ppm sử dụ Fenton c i tiến h Fe(III)Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt tr i pH = 4, [H2O2] = 2M, [Fe(C2O4)33-] = 0,5mM cho hi u su t phân hủy màu gầ phút Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 Quá trình Fenton h Fe(III)-Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt tr i t n dụng hi u qu c ngu l ng mặt tr i tự nhiên, tiết ki m chi phí xử lý K ẾN N - Xanh methylen m t thuốc nhu c sử dụng nhà máy d t nhu m Vì v y áp dụng quy trình vào vi c xử lí c th i nhà máy d t nhu m - Tiếp tục nghiên ù ỏ ã ết sắ ể h p phụ xử lý c th i nhà máy d t nhu m Footer Page 26 of 126 ... cứu xử lý thuốc nhuộm xanh methylen bùn đỏ từ nhà máy lumin ân âm Đồng Mục đích nghiên cứu - Kh o sát kh ù p phụ củ p phụ yếu tố ỏ ho ó ến kh t hóa - Nghiên cứu trình phân hủy thuốc nhu m v i... nhu m xanh methylen bùn ỏ - Ph m vi nghiên Sử ụ p phụ bùn ỏ, trình Fenton h Fe(III)-Oxalat/H2O2/UV mặt tr i xử lý thuốc nhu m xanh metylen hương pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lý thuyết Thu th p... chiết từ ù 3+ Fe /C2O4 2-/ H2O2/UV mặt tr i v i Fe3+ ỏ axit oxalic - Đó ù ỏ hi ó ê ữ ể nghiên , l u thực tr ng ng gi i h p lý Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đố ng nghiên cứu: Thuốc nhu m xanh methylen