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

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