intTypePromotion=3

Khảo sát khả năng phân hủy 2,4D và 2,4,5T của dung dịch nano cu0 điều chế bằng phương pháp điện hóa

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

0
11
lượt xem
0
download

Khảo sát khả năng phân hủy 2,4D và 2,4,5T của dung dịch nano cu0 điều chế bằng phương pháp điện hóa

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sử dụng dung dịch nano đồng kim loại điều chế bằng phương pháp điện hóa phun đều lên đất nhiễm 2,4-D, 2,4,5-T. Tiến hành giải hấp nhiệt mẫu đất đã phối trộn, dòng khí thu được sau giải hấp được hấp phụ trong dung dịch acetonitril (ACN). Phân tích mẫu đất và mẫu khí thu được sau quá trình giải hấp trên máy sắc ký khí cho thấy hiệu quả xử lý 2,4-D và 2,4,5-T có thể đạt tới 100%. Nhiệt độ, nồng độ dung dịch nano đồng và thời gian ủ nhiệt có thể ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý đất nhiễm và trong các sản phẩm trung gian không có nguyên tử clo trong cấu trúc.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Khảo sát khả năng phân hủy 2,4D và 2,4,5T của dung dịch nano cu0 điều chế bằng phương pháp điện hóa

  1. Hóa học và Kỹ thuật môi trường KHẢO SÁT KHẢ NĂNG PHÂN HỦY 2,4 D VÀ 2,4,5 T CỦA DUNG DỊCH NANO Cu0 ĐIỀU CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA Nguyễn Thanh Hải1*, Nguyễn Đức Hùng1, Võ Thành Vinh2, Đỗ Đăng Hưng2 Tóm tắt: Sử dụng dung dịch nano đồng kim loại điều chế bằng phương pháp điện hóa phun đều lên đất nhiễm 2,4-D, 2,4,5-T. Tiến hành giải hấp nhiệt mẫu đất đã phối trộn, dòng khí thu được sau giải hấp được hấp phụ trong dung dịch acetonitril (ACN). Phân tích mẫu đất và mẫu khí thu được sau quá trình giải hấp trên máy sắc ký khí cho thấy hiệu quả xử lý 2,4-D và 2,4,5-T có thể đạt tới 100%. Nhiệt độ, nồng độ dung dịch nano đồng và thời gian ủ nhiệt có thể ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý đất nhiễm và trong các sản phẩm trung gian không có nguyên tử clo trong cấu trúc. Từ khóa: Dung dịch nano đồng, Nano điện hóa, 2,4-D, 2,4,5-T, Giải hấp nhiệt. 1. MỞ ĐẦU Trong cuộc chiến tranh ở Việt Nam, từ năm 1961 đến 1971, quân đội Mỹ đã sử dụng một lượng lớn các chất diệt cỏ chứa 2,4 - Diclo phenoxy acetic axit (2,4-D); Triclo phenoxy acetic axit (2,4,5-T) và tạp chất dioxin trong các chiến dịch khai quang tại miền Nam Việt Nam. Theo các số liệu thống kê đã có 74.175.920 lít chất diệt cỏ được sử dụng, trong đó khoảng 64% là chất da cam; 27% chất trắng; còn lại là các chất xanh, tím, hồng, xanh mạ [6]. Từ năm 1995 trở lại đây, Bộ Quốc phòng Việt Nam đã triển khai nhiều dự án điều tra, đánh giá sự tồn lưu chất da cam/dioxin trên địa bàn cả nước. Kết quả đạt được đã đánh giá mức độ tồn lưu chất da cam/dioxin tại các khu vực kho chứa, bãi đóng nạp chất diệt cỏ tại 7 sân bay (Biên Hòa, Tân Sơn Nhất, Đà Nẵng, Phù Cát, Nha Trang, Tuy Hòa, Phan Rang). Trong đó, các sân bay Biên Hòa, Phù Cát, Đà Nẵng và Tân Sơn Nhất đã phát hiện nhiều khu vực có hàm lượng các chất PCDD, PCDF, 2,4-D; 2,4,5-Tcòn tồn lưu trong đất rất cao, cần được xử lý nhằm phục hồi môi trường và giảm thiểu tác động lên người dân địa phương [4, 5]. Có rất nhiều phương pháp phân hủy 2,4-D và 2,4,5-T được áp dụng có hiệu quả như công nghệ chôn lấp cô lập, phương pháp xử lý hóa học, công nghệ sinh học, công nghệ cơ-hóa-lý, công nghệ rửa giải, công nghệ giải hấp nhiệt [5]....mỗi phương pháp đều có những hạn chế nhất định của nó, gây khó khăn trong việc áp dụng vào điều kiện thực tiễn tại Việt Nam. Công nghệ giải hấp nhiệt xử lý đất nhiễm 2,4-D và 2,4,5-T đang được áp dụng có hiệu quả để xử lý đất nhiễm tại sân bay Biên Hòa [4], tuy nhiên nhiệt độ xử lý còn cao. Các nghiên cứu đã cho thấy kim loại có khả năng xúc tác cho quá trình xử lý nhiệt các chất nhiễm [1, 2], nếu sử 88 N.T.Hải, N.Đ.Hùng, V.T.Vinh, Đ.Đ.Hưng, “Khảo sát khả năng phân hủy … điện hóa.”
  2. Nghiên cứu khoa học công nghệ dụng nano kim loại thì khả năng xúc tác có thể được nâng cao hơn. Vì thế, tác giả sử dụng dung dịch nano đồng điều chế bằng phương pháp điện hóa phối trộn với đất nhiễm 2,4-D và 2,4,5-T thu được tại sân bay Biên Hòa sau đó tiến hành giải hấp nhiệt ở nhiệt độ thấp để xác định hiệu quả xử lý, đánh giá hiệu quả xử lý của công nghệ áp dụng, vừa là cơ sở khoa học cho khả năng phát triển công nghệ xử lý đất nhiễm chất da cam/dioxin ở nước ta. 2. PHẦN THỰC NGHIỆM 2.1. Hoá chất, thiết bị 2.1.1. Hóa chất thí nghiệm: - Đất nhiễm 2,4-D, 2,4,5-T: mẫu lấy tại sân bay Biên Hòa, Việt Nam. - Các hóa chất khác: Na2SO4, axit photphoric, diclometan, acetonitrile, dietyl ete,… là các hóa chất hãng Merck, độ tinh khiết phân tích (PA) 2.1.2. Thiết bị thí nghiệm - Thiết bị JEM-1010 (JEOL, Japan). - Thiết bị LA-950V2 Laser Scattering Particle Distribution Analyzer, HORIBA. - Thiết bị quét nhiệt vi sai NETZSCH STA 409 (Đức). - Thiết bị sắc kí lỏng cao áp HEWLETT PACKARD series 1100, cột 20RBAX SB - C18, kích thước 4,6250mm. - Thiết bị sắc kí khối phổ mã số 5875-6890N Triple Quadrupole GC/MS do hãng Agilent Technologies (Mỹ) sản xuất tại phòng thí nghiệm VILAS-319. - Các thiết bị thí nghiệm thông dụng khác: máy sấy, máy cất quay, pipet bán tự động, bình định mức, ống nghiệm chịu nhiệt... 2.2. Phương pháp tiến hành - Chuẩn bị mẫu Lấy 4 mẫu đất đã được xử lý sơ bộ, mỗi mẫu 100g san đều trong khay nhựa có kích thước 20105cm. Lần lượt phun đều vào các khay 100 ml dung dịch nano Cu0 có nồng độ 0,25; 0,5; 1 và 2g/100ml (mỗi khay một dung dịch). Sau đó mẫu đất được phơi khô tự nhiên đến khô. Mẫu đất sau khi làm khô được nghiền mịn và đồng nhất lại. + Khối lượng đất nhiễm: 25g Lượng chất ô nhiễm còn lại trong đất được tính theo công thức: 0, 00079 1000 (2.1) C  C '  i 20 Trong đó: + C: Lượng chất ô nhiễm còn lại trong đất sau xử lý (mg/kg) + C’: Kết quả phân tích (ppm); + αi: Hệ số thu hồi của phương pháp đối với chỉ tiêu i + 0,00079: Hệ số quy đổi Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học – Vật liệu, 10 - 2015 89
  3. Hóa học và Kỹ thuật môi trường - Mô hình thực nghiệm Hình 2.1. Mô hình thực nghiệm nghiên cứu quá trình giải hấp nhiệt và đánh giá hiệu quả của xúc tác trên đất nhiễm 2,4 D; 2,4,5 T. 1. Thiết bị thổi khí 5. Ống sinh hàn 2. Can nhiệt 6. Bộ lấy mẫu khí 3. Bộ điều khiển 7. Bộ phận xử lý khí 4. Thiết bị gia nhiệt 8. Ống đựng mẫu đất nghiên cứu Đất nhiễm được đưa vào ống thủy tinh thạch anh và gia nhiệt bằng điện đến nhiệt độ cần thiết. Hơi ẩm và một số chất bay hơi ở nhiệt độ thấp chứa trong đất bị bay hơi và lôi cuốn theo dòng khí đi ra khỏi ống. Dòng khí được ngưng tụ trước khi ra môi trường. Sau đó mẫu đất tiếp tục được gia nhiệt đến nhiệt độ cần khảo sát. Dòng khí mang hơi chất ô nhiễm được đi qua bộ lấy mẫu khí, bằng cách hấp phụ trong 100 ml dung dịch Acetonitril (ACN). Cuối cùng dòng khí tiếp tục đi qua bộ xử lý khí độc bằng than hoạt tính trước khi thải ra môi trường. Mẫu đất và mẫu khí thu được sau thí nghiệm sẽ được xử lý theo quy trình chuẩn và phân tích trên máy phân tích. - Quy trình xử lý mẫu - Đối với mẫu khí: Dung dịch hấp thụ thu được sau thí nghiệm được làm khô bằng 1g Na2SO4 hoạt hóa, sau đó cô về 1 ml bằng dòng khí nitơ thổi nhẹ rồi đem phân tích trên máy sắc kí khí khối phổ GC-MS. - Đối với mẫu đất: Chiết Soxhlet 20g mẫu đất nhiễm thí nghiệm bằng 200 ml axeton trong 6 giờ. Dung dịch chiết để nguội rồi đem cất quay chân không ở 40oC đến 1 ml. Thêm vào bình cầu 50 ml dung dịch KOH, đun hồi lưu trên bếp cách thủy trong 2 giờ. Để nguội, chiết 3 lần bằng 100 ml dicloetan, rồi axit hóa dung dịch nước bởi 25 ml axit sunfuric 18N. Sau đó chiết 3 lần bằng 100 ml dietyl ete, loại bỏ dung dịch nước, thu dung dịch dietyl ete. Làm khô pha hữu cơ bằng 10 g Na2SO4 hoạt hóa. Dung dịch sau khi làm khô đem cất quay chân không tại 30oC về 1 ml rồi để bay hơi tự nhiên đến cạn khô. Thêm vào 1 ml Axetonitril hòa tan cặn chiết, lọc qua màng siêu lọc rồi đem phân tích trên các thiết bị phân tích sắc kí. 90 N.T.Hải, N.Đ.Hùng, V.T.Vinh, Đ.Đ.Hưng, “Khảo sát khả năng phân hủy … điện hóa.”
  4. Nghiên cứu khoa học công nghệ 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả phân tích mẫu đất nghiên cứu 3.1.1. Kết quả phân tích hàm lượng 2,4-D và 2,4,5-T Mẫu đất nghiên cứu ban đầu được xử lý theo quy trình xử lý mẫu đất trình bày ở mục 2.2., sau đó tiến hành phân tích trên thiết sắc kí khí khối phổ GC-MS. Sắc đồ thu được như sau: (a) (b) Hình 3.1. (a) Sắc đồ GC-MS và (b) kết quả tìm kiếm trong thư viện NIST 2005. Từ sắc đồ thu được so sánh với thư viện phổ NIST 2005 cho thấy mẫu đất nghiên cứu lấy tại sân bay Biên Hòa có chứa các hợp chất 2,4-D và 2,4,5-T thể hiện trên sắc đồ là các pic có thời gian lưu tương ứng là 17,3 và 19,2 phút. Kết quả tính toán cho thấy hàm lượng 2,4-D và 2,4,5-T trong đất nghiên cứu lần lượt là 952,4 và 1462,8 mg/kg đất. 3.1.2. Kết quả phân tích dung dịch nano đồng (Cu0) dùng làm xúc tác Dung dịch nano đồng được điều chế bằng phương pháp điện hóa sử dụng dòng DC cao áp [3], hình ảnh TEM và phân bố cỡ hạt của dung dịch sử dụng được cho trong hình 3.2. (a) (b) Hình 3.2. (a) hình ảnh TEM và (b) phân bố cỡ hạt của dung dịch nano đồng sử dụng. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học – Vật liệu, 10 - 2015 91
  5. Hóa học và Kỹ thuật môi trường 3.2. Kết quả nghiên cứu mô hình thực nghiệm quá trình giải hấp nhiệt 3.2.1. Kết quả khảo sát sản phẩm sinh ra trong quá trình giải hấp nhiệt Kết quả phân tích hình 3.3 chứng tỏ có mặt các chất ô nhiễm trên trong mẫu nước ngưng tụ, tuy nhiên các chất nhiễm 2,4-D và 2,4,5-T có hàm lượng thấp, trung bình trong khoảng từ 0 đến 20 ppm. 2,4 - DCP 2,4 D 2,4,5 - T 2,4,5 - TCP Hình 3.3. Sắc đồ phân tích HPLC các chất ô nhiễm chính trong nước ngưng tụ. Để xác định các chất được giải hấp trong quá trình giải hấp, tiến hành phân tích mẫu dung môi hấp thu ở các nhiệt độ 100, 150, 250, 350 và 400oC. Kết quả được trình bày trong bảng 3.1 dưới đây. Bảng 3.1. Kết quả phân tích các chất nhiễm chính trong dung môi hấp thụ CAN. Kết quả phân tích (ppm) STT Nhiệt độ (oC) 2,4-D 2,4,5-T 2,4-DCP 2,4,5-TCP 1 100 37,62 22,38 2,53 4,74 2 150 70,55 80,96 11,35 8,89 3 250 68,13 54,31 15,77 11,43 4 350 21,76 30,57 4,66 7,82 5 400 8,54 6,31 - - Từ kết quả bảng 3.1 cho thấy các chất nhiễm 2,4-D và 2,4,5-T đều được phát hiện trong dung môi hấp thu axetonitril. Tại nhiệt độ 100 oC hơi nước thoát từ đất thoát ra nhiều hơn và các chất nhiễm nồng độ còn thấp, ở khoảng 150 và 250oC, hàm lượng chất nhiễm 2,4-D; 2,4,5-T thu được đạt giá trị cao nhất, trung bình trong khoảng 54,31 đến 80,96 ppm. Ở các nhiệt độ cao hơn, lượng chất nhiễm thu được giảm dần. Qua đó có thể thấy nhiệt độ càng cao thì lượng chất nhiễm hấp thụ trong ACN càng nhỏ do chất nhiễm bị phân hủy khi nhiệt độ tăng. 3.3. Kết quả khảo sát quá trình xử lý 2,4-D và 2,4,5-T có mặt xúc tác nano Cu0 3.3.1. Một số yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý của xúc tác nano Cu0 92 N.T.Hải, N.Đ.Hùng, V.T.Vinh, Đ.Đ.Hưng, “Khảo sát khả năng phân hủy … điện hóa.”
  6. Nghiên cứu khoa học công nghệ Dựa trên kết quả khảo sát quá trình giải hấp nhiệt đã thực hiện, tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố: nhiệt độ, thời gian ủ nhiệt và hàm lượng xúc tác tới khả năng xử lý 2,4-D và 2,4,5-T của xúc tác nano Cu0. a. Ảnh hưởng của nhiệt độ Mẫu đất nhiễm bổ sung xúc tác nano Cu0 với tỉ lệ 0,5g/100g đất nhiễm (0,5%), sau đó tiến hành thí nghiệm trong điều kiện: khối lượng mẫu 25g, thời gian ủ nhiệt 2 giờ, tốc độ dòng thổi khí 75ml/phút, nhiệt độ thay đổi (100, 150, 250 và 350oC). Kết quả được trình bày trong hình 3.4. (a) (b) Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu quả xử lý của xúc tác nano Cu0. a. Hiệu quả xử lý 2,4-D b. Hiệu quả xử lý 2,4,5-T Cơ bản nhiệt độ làm tăng khả năng xử lý 2,4-D và 2,4,5-T của xúc tác nano Cu0. Kết quả thực nghiệm thu được cho thấy 150 đến 250oC là khoảng nhiệt độ nano Cu0 cho hiệu quả xử lý 2,4-D và 2,4,5-T cao nhất. b. Ảnh hưởng của hàm lượng nano Cu0 bổ sung vào đất nhiễm Nano Cu0 có khả năng oxi hóa được các hợp chất clo hữu cơ. Hiệu quả xử lý càng cao khi hàm lượng Cu0 nano càng lớn. Để nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác, tiến hành bổ sung xúc tác nano Cu0 vào đất nhiễm theo các tỉ lệ: 0,25; 0,5; 1; 2g xúc tác trên 100g đất nhiễm. Ở các điều kiện: nhiệt độ 250oC, thời gian ủ nhiệt 2 giờ, tốc độ dòng thổi khí 75ml/phút cho kết quả trong hình 3.5 dưới đây. 005-000 1% Cu 0% Cu 0,25% Cu 0,5% Cu Hình 3.5. Ảnh hưởng của hàm lượng Cu0 đến hiệu quả xử lý 2,4-D và 2,4,5-T. (a): Hiệu suất xử lý 2,4-D và 2,4,5-T; (b): Sắc đồ mẫu đất nhiễm xử lý bằng Cu0 nano với các tỉ lệ khác nhau. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học – Vật liệu, 10 - 2015 93
  7. Hóa học và Kỹ thuật môi trường Có thể thấy hàm lượng nano Cu0 có ảnh hưởng tới hiệu xuất xử lý 2,4-D và 2,4,5-T. Hiệu suất xử lý 2,4-D và 2,4,5-T đạt trên 80% khi tỉ lệ trộn xúc tác là 0,25% và đạt 100% khi tỉ lệ Cu0 nano là 2%. Các pic tại thời gian lưu 17,3 và 19,2 phút có sự suy giảm rõ rệt về chiều cao và diện tích các pic tương ứng với các tỉ lệ trộn xúc tác từ 0,25% đến 2%. Điều này chứng tỏ các chất nhiễm 2,4-D và 2,4,5-T trong mẫu đất bị oxi hóa bởi xúc tác nano Cu0. c. Ảnh hưởng của thời gian ủ nhiệt tới hiệu quả xử lý Lựa chọn các mốc thời gian t= 0,5; 1; 1,5; 2 và 4 giờ để tiến hành thí nghiệm. Các điều kiện thí nghiệm được cố định: khối lượng mẫu 25g, tốc độ thổi khí 75ml/phút; nhiệt độ xử lý 350oC; tỉ lệ Cu0 nano 0,5%. Kết quả nghiên cứu được trình bày trong bảng 3.2. Bảng 3.2. Hiệu quả xử lý 2,4-D và 2,4,5-T theo thời gian. Thời gian ủ Hiệu suất xử lý (%) TT nhiệt (h) 2,4-D 2,4,5-T 1 0,5 70,37 63,64 2 1 83,54 81,07 3 1,5 90,84 86,51 4 2 92,12 93,72 5 4 99,87 100 Kết quả phân tích cho thấy hiệu suất xử lý các chất nhiễm tăng dần theo thời gian ủ nhiêt. Hiệu suất xử lý 2,4-D và 2,4,5-T tương ứng là 70,37 và 63,64% sau 0,5h và đạt 100% sau 4h. Từ kết quả so sánh cho thấy các mẫu đất trộn xúc tác cho hiệu quả xử lý cao hơn hẳn so với các mẫu đất không trộn xúc tác. Tuy nhiên, sự chênh lệch này chỉ được thể hiện rõ ở các khoảng thời gian ủ nhiệt 0,5; 1 và 1,5h. 3.3.2. Kết quả khảo sát sản phẩm của quá trình xử lý 2,4 D; 2,4,5 T trong đất có mặt của xúc tác nano Cu0 Quá trình giải hấp nhiệt 2,4 D; 2,4,5 T ra khỏi đất nhiễm gồm có 2 bước là hóa hơi 2,4 D; 2,4,5 T và xử lý pha hơi. Trong đó quá trình hóa hơi diễn ra đồng thời 2 cơ chế giải hấp và tái hấp phụ trở lại trong đất. Quá trình xử lý các sản phẩm trong pha hơi nhờ phản ứng phân hủy 2,4 D; 2,4,5 T trong mô đun giải hấp do tương tác với oxi không khí, hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao trên bề mặt các hạt xúc tác nano Cu0. Sản phẩm quá trình oxi hóa hoàn toàn 2,4 D; 2,4,5 T gồm có H2O, CO2, HCl hoặc Cl2. Tuy nhiên 2,4 D; 2,4,5 T khi bị phân hủy chưa hoàn toàn có thể sinh ra sản phẩm thứ cấp gồm nhiều hợp chất COC khác như nhóm clophenol, nhóm clobenzen.... Dựa vào kết quả thu được khi xác định sản phẩm của quá trình giải hấp nhiệt và các yếu tố ảnh hưởng trong trường hợp không có mặt xúc tác, tiến hành khảo sát sản phẩm sinh ra sau quá trình xử lý trong điều kiện nhiệt độ 250oC, tốc độ 94 N.T.Hải, N.Đ.Hùng, V.T.Vinh, Đ.Đ.Hưng, “Khảo sát khả năng phân hủy … điện hóa.”
  8. Nghiên cứu khoa học công nghệ dòng thổi khí 75ml/phút, thời gian ủ nhiệt 2 giờ, tỉ lệ xúc tác nano Cu0 0,5g/100g đất nhiễm. Dòng khí được hấp thu trong 100 ml dung môi acetonitril. Sắc đồ phân tích dung môi hấp thụ được trình bày trong hình 3.13. Hình 3.6. Sắc đồ GC-MS của mẫu khí sau xử lý. Bằng kỹ thuật GC/MS kết hợp với thư viện phổ NIST 2005 đối với phổ chiết ion m/z = 196; 192 và 220 không phát hiện thấy các pic tại thời gian lưu 17,3 phút và 19,2 phút. Điều này chứng tỏ trong mẫu khí không còn tồn tại các chất ô nhiễm 2,4-D và 2,4,5-T. Tuy nhiên trên sắc đồ xuất hiện các pic mới tại các thời gian lưu khác nhau. Bảng 3.3. Cấu trúc phân tử và danh pháp của một số sản phẩm trung gian có thể sinh ra trong quá trình xử lý đất nhiễm bằng nano Cu.0 Thời gian Cấu trúc Công thức hóa học, danh pháp lưu (phút) C16H16 16,8 1,2,3,4-Tetrahydro-2-phenylnaphthalene C16H22O4 18,4 1,2-Benzenedicarboxylic acid, bis(2-methylpropyl) ester C24H38O4 24,7 1,2-Benzenedicarboxylic acid, diisooctyl ester C22H20OS 25,1 (2,3-Diphenylcyclopropyl)methyl phenyl sulfoxide Theo kết quả so sánh với thu viên phổ NIST 2005, một phần sản phẩm trung gian trong quá trình xử lý đất nhiễm da cam/dioxin có thể là:1,2,3,4-Tetrahydro-2- phenylnaphthalene; 1,2-Benzenedicarboxylic acid, bis(2-methylpropyl) ester; 1,2- Benzenedicarboxylic acid, diisooctyl ester; (2,3-Diphenylcyclopropyl)methyl phenyl sulfoxide. Các chất này đều không còn tồn tại nguyên tử clo trong cấu trúc phân tử. Như vậy, kết quả khảo sát quá trình xử lý đất nhiễm 2,4-D và 2,4,5-T bằng mô hình giải hấp nhiệt có bổ sung xúc tác nano Cu0 thu được hoàn toàn phù hợp với lý Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học – Vật liệu, 10 - 2015 95
  9. Hóa học và Kỹ thuật môi trường thuyết và các kết quả nghiên cứu về khả năng phân hủy các hợp chất POPs của xúc tác nano kim loại và oxit kim loại chuyển tiếp. 4. KẾT LUẬN Hiệu suất giải hấp chất da cam trong mẫu đất nghiên cứu đạt hiệu quả cao trong điều kiện tốc độ dòng thổi khí 75ml/phút, thời gian ủ nhiệt 2 giờ, nhiệt độ xử lý từ 350 đến 400oC. Hiệu suất giải hấp 2,4-D và 2,4,5-T trong điều kiện nhiệt độ 350oC, tốc độ dòng thổi khí 75ml/phút; thời gian ủ nhiệt 2 giờ đạt trên 83%, và đạt 100% sau 4 giờ. Sự có mặt của xúc tác nano Cu0 trong mẫu đất nhiễm làm thay đổi sản phẩm pha hơi của quá trình giải hấp và làm tăng hiệu suất xử lý chất da cam. Quá trình nghiên cứu cho thấy các yếu tố: nhiệt độ, thời gian ủ nhiệt và hàm lượng xúc tác có ảnh hưởng tới quá trình xử lý đất nhiễm của nano Cu0. Trong điều kiện tốc độ dòng thổi khí 75ml/phút, thời gian ủ nhiệt 2 giờ, nhiệt độ xử lý 250oC, hàm lượng nano Cu0 0,5/100g đất nhiễm, hiệu suất xử lý 2,4-D và 2,4,5-T lần lượt đạt 90,84 và 86,51%. Kết quả phân tích phổ GC-MS cho thấy tại các điều kiện thí nghiệm: nhiệt độ 250oC, tốc độ dòng thổi khí 75ml/phút, thời gian ủ nhiệt 2 giờ, tỉ lệ xúc tác nano Cu0 0,5g/100g đất nhiễm không còn tồn tại 2,4-D và 2,4,5-T trong dòng khí. Một số sản phẩm trung gian có thể được hình thành trong quá trình xử lý có thể là: 1,2,3,4-Tetrahydro-2-phenylnaphthalene; 1,2-Benzenedicarboxylic acid, bis(2- methylpropyl) ester; 1,2-Benzenedicarboxylic acid, diisooctyl ester; (2,3- Diphenylcyclopropyl)methyl phenyl sulfoxide. Các sản phẩm trung gian này không còn tồn tại nguyên tử clo trong cấu tạo. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Hồ Sĩ Thoảng, Lưu Cẩm Lộc, “Chuyển hóa hidrocacbon và cacbon oxit trên các hệ xúc tác kim loại và oxit kim loại” (2007), NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội. [2]. Lâm Vĩnh Ánh, “Nghiên cứu xử lý một số hợp chất Clo hữu cơ bằng xúc tác Đồng oxit”, Luận án tiến sĩ Hóa học (2010), Viện Khoa học và Công nghệ quân sự - Bộ Quốc phòng. [3]. Nguyễn Đức Hùng, Nguyễn Thanh Hải, Võ Thành Vinh,“Quá trình hình thành nano Đồng từ các phản ứng điện cực cao áp”, Tạp chí Hóa học ,số 52, (12/2014), NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội. [4]. Văn phòng 33- Bộ Tài nguyên và Môi trường, “Báo cáo tổng thể về tình hình ô nhiễm dioxin tại 3 điểm nóng sân bay Biên Hòa, Đà Nẵng và Phù Cát”, (2011), Hà Nội. [5]. Văn phòng 33- Bộ Tài nguyên và môi trường, “Xử lý ô nhiễm môi trường tại các điểm nóng ô nhiễm nặng dioxin ở Việt Nam”, (2010), Hà Nội. 96 N.T.Hải, N.Đ.Hùng, V.T.Vinh, Đ.Đ.Hưng, “Khảo sát khả năng phân hủy … điện hóa.”
  10. Nghiên cứu khoa học công nghệ [6]. Stellman J.M., Stellman S.D., Christian R., Weber T., Tomasallo C., “The extent and patterns of usage of agent orange and other herbicides in Vietnam”, Nature, (2003), Vol.422. [7]. Johanna Walters, “Environmental Fate of 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid”, (2000), Environmental Monitoring and Pest Management Department of Pesticide Regulation, Sacramento, CA. [8]. Kilbanel J.J., Chatterjee D.K., Karns J.S., Kellogg S.T., and Chakrabarty A.M. “Biodegradation of 2,4,5-Triclorophenoxyacetic acid by a pure culture of Pseudomonas cepacia”. Applied and enviromental microbiology, (1982), 44, pp.72-78. ABSTRACT STUDY OF THE DEGRADBLE POSSIBILITY OF 2,4 D AND 2,4,5 T IN NANO-COPPER SOLUTION PREPARED BY ELECTROCHEMICAL METHODS Using nano-copper solution which is prepared by electrochemical methods is sprayed onto soil 2,4-D, 2,4,5-T. Mixed soil samples of the thermal desorption process were performed, the air flow obtained after elution is adsorbed in a solution of acetonitrile (ACN). By using gas chromatography to analyze soil and air samples after elution process, results showed that the efficiency of 2.4-D and 2,4,5-T treatment could reach 100 per cent. Temperature, concentration of nano-copper solution and annealing time could affect the efficiency of soil contamination treatment; furthermore, chlorine atoms are absent in the structure of chemical intermediates. Keywords: Nano-copper solution, Electrochemical nano, 2,4-D, 2,4,5-T, Thermal desorption. Nhận bài ngày 09 tháng 07 năm 2015 Hoàn thiện ngày 10 tháng 08 năm 2015 Chấp nhận đăng ngày 07 tháng 09 năm 2015 1 Địa chỉ: Viện Hóa học - Vật liệu – Viện Khoa học và công nghệ quân sự; 2 Viện Hóa học môi trường quân sự - Bộ Tư lệnh hóa học; * Email : haik34@gmail.com. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học – Vật liệu, 10 - 2015 97

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản