intTypePromotion=3

Nghiên cứu xử lý axit Styphnic trong nước bằng hệ UV/H2O2/bùn đỏ Tây Nguyên

Chia sẻ: ViColor2711 ViColor2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

0
2
lượt xem
0
download

Nghiên cứu xử lý axit Styphnic trong nước bằng hệ UV/H2O2/bùn đỏ Tây Nguyên

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

Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát khả năng ứng dụng chất xúc tác quang TiO2 có trong bùn đỏ Tây Nguyên vào quá trình oxy hóa nâng cao UV-H2O2 để phân hủy axit Styphnic (TNR) trong nước tự tạo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu xử lý axit Styphnic trong nước bằng hệ UV/H2O2/bùn đỏ Tây Nguyên

  1. Hóa học & Kỹ thuật môi trường NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AXIT STYPHNIC TRONG NƯỚC BẰNG HỆ UV/H2O2/BÙN ĐỎ TÂY NGUYÊN Nguyễn Văn Huống1*, Vũ Đức Lợi2, Nguyễn Đình Hưng1, Trần Thị Tố Uyên3, Nguyễn Mạnh Khải3 Tóm tắt: Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát khả năng ứng dụng chất xúc tác quang TiO2 có trong bùn đỏ Tây Nguyên vào quá trình oxy hóa nâng cao UV-H2O2 để phân hủy axit Styphnic (TNR) trong nước tự tạo. Nghiên cứu được tiến hành trên cơ sở xác định hiệu suất phân hủy TNR trong nước với sự có mặt của bùn đỏ Tây Nguyên, tác nhân oxy hóa H2O2 sau một khoảng thời gian (0-60 phút) chiếu tia UV. Các yếu tố như pH, tỉ lệ mol H2O2/TiO2, nồng độ chất ban đầu, bước sóng, cường độ ánh sáng đều có ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu suất phân hủy TNR trong nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy tại điều kiện C0TNR = 143,54 mg/L, tỉ lệ mol H2O2/TiO2=15, pH = 3, λ= 313nm, 100% TNR bị phân hủy trong 60 phút. Từ khoá: TNR; Axit stynic; UV- H2O2. 1. MỞ ĐẦU Axit Styphnic (TNR) có công thức phân tử là C6H(NO2)3(OH)2. Đây là một loại axit có màu vàng, tinh thể hình lục giác. Nó được sử dụng trong quá trình sản xuất thuốc nhuộm, mực, thuốc men và vật liệu nổ như chì styphnate [4]. TNR được xếp trong danh sách 429 các chất độc nguy hại cần được xử lý. TNR gây hại cho hệ thần kinh, chủ yếu lên máu, phá vỡ quá trình cung cấp oxy cho cơ thể và có thể gây bệnh viêm da. Dấu hiệu đặc trưng khi bị ngộ độc TNR là chóng mặt, đau đầu. Đồng thời khi có mặt trong nước làm giảm sự cung cấp oxi cho sinh vật sống, gây mùi khó chịu hoặc mùi thối cho nước và thịt cá [4]. Để xử lý TNR trong nước thải đã có nhiều công trình nghiên cứu và áp dụng. Các phương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng xử lý như sử dụng chất hấp phụ [8] các phương pháp sinh học [6]. Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu, ứng dụng các tác nhân oxy hóa và oxy hóa nâng cao để xử lý môi trường đem lại hiệu quả nhất định [10]. Tuy nhiên, chi phí cho việc vận hành các hệ thống trên tương đối cao, do vậy, việc nghiên cứu tận dụng các loại chất thải có thành phần làm chất xúc tác cho hệ oxy hóa nâng cao đang được nhiều nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu. Hiện nay, việc sử dụng các chế phẩm hoặc chất thải công nghiệp rắn như bùn đỏ làm xúc tác cho quá trì oxy hóa nâng cao đang rất được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng [10, 12]. Bùn đỏ là bã thải của quá trình sản xuất nhôm từ quặng bauxite theo phương pháp Bayer. Do tính kiềm cao và lượng bùn thải lớn, bùn đỏ sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được quản lý tốt. Bùn đỏ có các chất xúc tác như sắt, mangan, TiO2… và một lượng xút dư thừa do quá trình hòa tan và tách quặng bauxite [2]. Đây là hợp chất độc hại, thậm chí bùn đỏ được ví như “bùn bẩn”. Hiện nay, trên thế giới chưa có nước nào xử lý triệt để được vấn đề bùn đỏ. Cách phổ biến mà người ta vẫn thường làm là chôn lấp bùn đỏ ở các vùng đất ít người, ven biển để tránh độc hại. Với quy hoạch phát triển bauxit ở Tây Nguyên đến năm 2015 mỗi năm sản xuất khoảng 7 triệu tấn Alumin, tương đương với việc thải ra môi trường 10 triệu tấn bùn đỏ. Đến năm 2025 là 15 triệu tấn alumin tương đương với 23 triệu tấn bùn đỏ. Cứ như thế sau 10 năm sẽ có 230 triệu tấn và sau 50 năm sẽ có 1,15 tỷ tấn bùn đỏ tồn đọng trên vùng Tây Nguyên [3]. Trong nghiên cứu này, bùn đỏ Tây Nguyên được nghiên cứu làm chất xúc tác cho quá trình oxy hóa nâng cao (AOP) để xử lý TNR trong môi trường nước. 150 N. V. Huống, …, N. M. Khải, “Nghiên cứu xử lý axit Styphnic … bùn đỏ Tây Nguyên.”
  2. Nghiên ccứu ứu khoa học công nghệ TiO2 được được biết nh nhưư là ch chất ất xúc tác quang tiềm năng trong lĩnh vực llàm àm ssạch ạch môi trường trư ờng vìvì trơ trơ hóa hhọc, ọc, sinh học, dễ sản xuất, không độc, vvàà tương đđối rẻ. rẻ. Với những tính chất đó, TiO2 gần chất gần như là ch ất xúc tác lý tư chất tưởng ởng [9,11]. [9,11 Các kết kết quả nghi nghiênên ccứu ứu cho thấy tr trên ên thành ph phần ần bùn bùn đỏ đỏ có chứa một llượng TiO2 khoảng 6-7 khoảng 6 7 % [10] [10].. Do vvậy ậy nghiên nghiên ccứu ứu nnày ày đđãã thực thực hiện nhằm mục đích ứng dụng TiO2 trong bùn đđỏ ỏ để xử llýý nnước ớc thải nhiễm TNR. H Hướng ớng nghiên nghiên ccứu ứu nnày ày vừa vừa giúp giải quyết bài toán vvềề chất thải bbùnùn đđỏ ỏ vừa giảm giá th thành ành của của chất xúc tác vvàà vừa vừa xử lý đđư ược ợc nguồn ô nhi nhiễmễm nư nướcớc TNR. Bản ản chất của quá tr trình ình quang xúc tác là quá trình quang hóa gián ti tiếp, ếp, chất xúc tác T TiO2 trong bùn đđỏ ỏ nhận năng llư ợng bức xạ UV hhình ượng ình thành các electron quang sinh và llỗ ỗ trống quang sinh. Hai tác nhân này rrất ất linh động, chúng có thể tham gia với nnước ớc vvàà oxy không khí đđểể tạo ra các gốc tự do hydroxyl •OH và O2•: Chính các ggốcốc tự do •OH này phản phản ứng với nhiều chất hữu ccơ ơ (RH) ttạoạo th ành gốc thành gốc hữu cơ có khả khả năng phản ứng cao, các sản phẩm nnày ày tiếp tiếp tục tham gia các phản ứng thứ cấp tạo thành CO2, H2O, N2 và ggốc ốc NO3-. Bài báo này gi giới ới thiệu kết quả nghinghiên ên ccứu ứu ảnh hưởng h ởng của các yếu ếu tố nh như ư tỉ tỉ lệ mol H2O2/bùn đỏ, đỏ, pH, nhiệt độ, bbư ước ớc sóng, cư cường ờng độ, nồng độ chất ban đầu đều có ảnh hhưởng ởng rõ rrệt ệt đến hiệu suất phân hủy TNR trong nnước. ớc. Từ đó chọn ra các điều kiện tối ưu đđểể hiệu suất phân hủy TNR llà lớn suất ớn nhất trong hệ UV/H2O2/Bùn Bùn đỏđỏ Tây Nguy Nguyên. ên. 2. NỘI NỘI DUNG CẦ CẦN N GIẢI GIẢI QUYẾT 2.1.. Chuẩn 2.1 Chuẩn bị thực nghiệm 2.1.1. Hóa ch 2.1.1. chất ất và và thi thiết ết bị - Dung ddịch ịch TNR trong môi tr trường ờng nnưước ớc ở các nồng độ khác nhau (50,9; 100,5; 154,4; 200,3 mg/L). mg/L - Bùn đđỏ ỏ Tây Nguy Nguyên.ên. - Dung ddịch ịch H2SO4, NaOH (Merck - Đ Đức). ức). - Các dung môi: axetonitryl, eta etanol, nol, metanol, nn-hexan hexan có đđộ ộ sạch ddùng ùng cho phân tích HPLC (Merck - Đ Đức). ức). - Thiết Thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao HP 1100 (Mỹ) sử dụng detector chuỗi (DAD). 2.1.2. Chuẩn 2.1.2. Chuẩn bị bbùn ùn đđỏ Mẫu bùn Mẫu bùn đỏ đỏ sau khi đđư ợc tách từ bbùn ược ùn đđỏ ỏ thải ướt ướt theo ph phương ương pháp llọc ọc ép áp suất cao sẽẽ đđư ược ợc sấy khô ở 105°C. 2.1.3. Mô hình th 2.1.3. thực ực nghiệm Hình 11. Mô hình thi thiết ết bị để thực hiện phản ứng oxy hóa TNR trong điều kiện có UV. Tạp ạp chí Nghi Nghiên ên cứu cứu KH&CN quân uân sự, sự, Số 61 61, 6 - 2019 20 151
  3. Hóa học & Kỹ thuật môi trường Các phản ứng oxi hóa nâng cao được tiến hành trong mô hình thí nghiệm theo mẻ, được trình bày trong hình 1. Hệ phản ứng gồm bình thủy tinh (2) có dung tích 5 lít dùng để thực hiện phản ứng, có thể kiểm soát được nhiệt độ và theo dõi pH thay đổi trong quá trình phản ứng. Bình chứa dung dịch phản ứng (2) được để hở để bão hòa oxi không khí. Đèn UV công suất 15W, bước sóng 185 nm nằm giữa cột phản ứng phân cách bằng ống thạch anh bao quanh đèn. Quá trình thí nghiệm tiến hành sục khí đảm bảo tăng quá trình oxi hóa nhờ máy súc khí (3). 2.1.4. Phương pháp chuẩn bị mẫu Các thí nghiệm phân tích xác định thành phần bùn đỏ Tây Nguyên phát sinh từ công nghệ Baye. Xác định tỷ lệ TiO2 trong bùn đỏ là cơ sở tính toán các thí nghiệm tiếp theo. Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ H2O2/Bùn đỏ đến khả năng phân hủy TNR bằng hệ UV/H2O2/ Bùn đỏ được tiến hành ở cùng điều kiện C0TNR = 143.54 mg/L, pH = 3, CTiO2 =8,75x10-4M, λ=313 nm, thay đổi tỷ lệ H2O2/TiO2 lần lượt bằng 5; 10; 15; 20. Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng phân hủy TNR/ UV/H- 0 -4 2O2/Bùn đỏ được tiến hành ở cùng điều kiện C TNR = 143,54mg/L, CTiO2 =8,75x10 M, λ=313nm, tỷ lệ H2O2/TiO2 = 15, pH thay đổi lần lượt bằng 2; 3; 5. Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của bước sóng đến khả năng phân hủy TNR/UV/H2O2/ Bùn đỏ được tiến hành ở cùng điều kiện C0TNR = 143,54 mg/L, pH = 3, CTiO2 =8,75x10-4M, λ= 313 nm, tỷ lệ H2O2/TiO2 = 15 thay đổi bước sóng lần lượt bằng 185, 254, 313 nm. Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ ban đầu đến khả năng phân hủy TNR/ UV/H2O2/ Bùn đỏ được tiến hành ở cùng điều kiện C0TNR =143,54 mg/L, pH = 3, λ= 313 nm, CTiO2 =8,75x10-4M, tỷ lệ H2O2/TiO2 = 15 thay đổi nồng độ TNR với các giá trị 53,19 mg/l, 100,54 mg/l, 143,54 mg/l, 200,03 mg/l. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Để xác định nồng độ của TNR trong thí nghiệm dùng phương pháp đo UV - Vis. Công thức tính hiệu suất, vận tốc phản ứng như sau: C0 -Ct H% = x 100 (%) C0 Trong đó: H là hiệu suất xử lý, C0 và Ct là nồng độ của TNR tại thời điểm ban đầu và thời điểm t, mg/L − = / ℎú 2− 1 Trong đó Vtb là vận tốc phản ứng trung bình (mg/ L.phút), Ct1 và Ct2 lần lượt là nồng độ TNR tại thời điểm t1 và t2. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Thành phần hóa học của bùn đỏ Các mẫu thí nghiệm được tiến hành lấy tại hồ chứa bùn đỏ tại Nhà máy Alumin Lâm Đồng. Các mẫu phân tích thành phần bùn đỏ được thực hiện tại phòng thí nghiệm Viện Hóa Học – Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Thành phần hóa học của bùn đỏ được phân tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử. Kết quả phân tích thành phần hóa học của mẫu bùn đỏ Tây Nguyên được trình bày ở bảng 1. Kết quả về thành phần chính của bùn đỏ là Fe2O3, Al2O3, SiO2 và TiO2. 152 N. V. Huống, …, N. M. Khải, “Nghiên cứu xử lý axit Styphnic … bùn đỏ Tây Nguyên.”
  4. Nghiên cứu khoa học công nghệ Bảng 1. Thành phần hoá học của bùn đỏ [10]. TT Thành phần Đơn vị Kết quả hoá học 1 Fe2O3 % 54,00 2 Al2O3 % 16,42 3 SiO2 % 5,14 4 TiO2 % 6,88 5 Mất khi nung (MKN) % 11,68 6 CaO % 2,30 7 MgO % 0,17 3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu quả phân hủy TNR 3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ H2O2/TiO2 (trong bùn đỏ Tây Nguyên) đến hiệu suất phân hủy TNR Hình 2. Ảnh hưởng của tỉ lệ H2O2/TiO2 (bùn đỏ) đến hiệu suất xử lý TNR. (C0TNR = 150,0 mg/L, pH = 3, CTiO2 = 8,75x10-4M, λ= 313nm). Hình 2 thể hiện kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ H2O2/TiO2 trong bùn đỏ bằng cách tăng nồng độ H2O2 và vẫn giữ nguyên nồng độ TiO2 bùn đỏ. Kết quả cho thấy rằng khi tăng nồng độ H2O2 từ 4,375x10-3 M (tỷ lệ CH2O2/CTiO2 = 5) lên nồng độ 13,125x10-3 M ( tỷ lệ CH2O2/CTiO2 = 15) thì hiệu suất xử lý TNR của bùn đỏ cũng tăng, nhưng khi tiếp tục tăng nồng độ của H2O2 lên đến nồng độ 17,5x10-3 M ( tỷ lệ CH2O2/CTiO2 = 20) nhận thấy hiệu suất xử lý TNR của bùn đỏ Tây Nguyên thay đổi không đáng kể so với nồng độ H2O2=13,125x10-3 M (tỷ lệ CH2O2/CTiO2 = 15). Từ kết quả khảo sát trên ta có thể nhận thấy với tỷ lệ CH2O2/CTiO2 = 15 thì hiệu suất xử lý của TNR là cao nhất. Hiệu suất xử lý TNR tăng khi tăng nồng độ H2O2 có thể giải thích như sau: Khi tăng nồng độ H2O2 (tức tỷ lệ H2O2/ TiO2 tăng), số gốc •OH tự do tạo ra nhiều hơn. Mặt khác, TiO2 dưới tác dụng của tia UV cũng sản sinh ra một lượng •OH đáng kể góp phần nâng cao hiệu suất phản ứng [5]. Theo các công trình nghiên cứu của các tác giả trước đây [5,7], việc giảm hiệu suất khi hàm lượng hydro peoxit lớn có thể giải thích do gốc tư do hydroxyl bị tiêu thụ một phần theo phương trình H2O2 + •OH → H2O + HO2• Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 61, 6 - 2019 153
  5. Hóa học & Kỹ thuật môi trường Từ kết quả thu được ta thấy tại tỷ lệ H2O2/TiO2 = 15 và tỷ lệ H2O2/TiO2 = 20 hiệu suất phân hủy TNR có giá trị gần như tương đương. Mặt khác, tại tỷ lệ H2O2/TiO2 = 20 ta phải dùng lượng H2O2 lớn hơn, dẫn đến việc còn dư H2O2 trong dung dịch làm giảm các tác nhân phản ứng. Vì vậy, ta lựa chọn tỷ lệ mol H2O2/TiO2 = 15 là tỷ lệ tối ưu để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo. 3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu suất phân hủy TNR. pH là một trong những yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất tới hiệu suất phân hủy chất hữu cơ của các kỹ thuật oxy hóa tiên tiến [1]. Thông thường, các quá trình Fenton diễn ra thuận lợi trong môi trường axit do điểm đẳng điện tích (pzc, là giá trị pH của môi trường mà ở đó điện tích của bề mặt TiO2 bằng zero) của TiO2 trong môi trường nước có giá trị nằm trong khoảng 6 – 7, khi dung dịch có pH < pzc, bề mặt TiO2 tích điện dương đồng thời TNR mang điện tích âm nên do đó hiệu suất xử lý tăng với vùng pH này; ngược lại khi pH > pzc bề mặt TiO2 tích điện âm sẽ đẩy TNR mang điện tích âm do đó làm giảm hiệu suất xử lý. Đồng thời điều đó sẽ ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của TiO2 đối với các chất phản ứng tích điện theo định luật Culong. Nghiên cứu này sẽ tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của pH dung dịch ban đầu đến hiệu suất xử lý TNR. Nồng độ pH được thay đổi ở mức pH=2, pH=3, pH=5. Kết quả về ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý TNR được thể hiện tại bảng 2. Bảng 2. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất và tốc độ trung bình phân hủy TNR. (C0TNR = 143,54 mg/L, CTiO2 = 8,75x10-4M, λ= 313nm, pH=3) pH=3 pH=5 pH=2 Thời gian C V C C V H% H% V(mg/L/ph) H% (mg/L) (mg/L/ph) (mg/L) (mg/L) (mg/L/ph) 0 143,54 0,00 0,00 143,54 0,00 0,00 143,54 0,00 0,00 5 31,55 78,02 22,40 37,18 74,10 21,27 34,18 76,19 21,87 10 20,32 85,84 2,25 26,19 81,75 2,20 23,76 83,45 2,08 20 16,78 88,31 0,35 20,18 85,94 0,60 18,43 87,16 0,53 30 10,42 92,74 0,64 16,87 88,25 0,33 13,72 90,44 0,47 40 4,67 96,75 0,58 7,19 94,99 0,97 5,89 95,90 0,78 60 0,00 100,00 0,23 2,19 98,47 0,25 0,56 99,61 0,27 Kết quả khảo sát cho thấy quá trình xử lý diễn ra thuận lợi ở môi trường pH=3 phù hợp với các nghiên cứu trước đây. Theo các công trình nghiên cứu của các tác giả trước đây[5], ở pH thấp (dưới 2), các gốc tự do hydroxyl có thể bị tiêu thụ bởi chính ion H+: H2O2 + H+ => H3O2+ OH. + H+ + e - => H2O Ở pH > 4, hydro peoxit bị phân hủy khá nhanh và đây là lý do chính dẫn tới giảm hiệu suất của quá trình xử lý. 3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của bước sóng UV đến hiệu suất phân hủy TNR Từ hình 3 ta nhận thấy, tại cùng một thời điểm thì hiệu suất xử lý TNR tại λ= 313nm cao hơn so với hai bước sóng ở λ= 185nm và ở λ= 254nm. Sau 60 phút, hiệu suất phân hủy TNR ở ở λ= 185nm là 88,35%, ở λ= 254nm là 96,4%, trong khi TNR đã bị phân hủy 100% ở bước sóng 313nm. Điều này được giải thích do độ hấp thụ của TiO2 ở bước sóng 313nm, nên càng gần khoảng hấp thụ này, càng nhiều phân tử TiO2 được kích thích tạo các e và lỗ trống quang sinh, từ đó tạo ra các gốc Hydroxyl nhiều hơn. Từ đó hiệu suất phân hủy TNR cao hơn khi ở bước sóng 313 nm. 154 N. V. Huống, …, N. M. Khải, “Nghiên cứu xử lý axit Styphnic … bùn đỏ Tây Nguyên.”
  6. Nghiên cứu khoa học công nghệ Hình 3. Ảnh hưởng của bước sóng UV đến hiệu suất phân hủy TNR. (C0TNR = 143,54 mg/L, CTiO2 = 8,75x10-4M, pH = 3). 3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ TNR ban đầu đến hiệu suất phân hủy Thí nghiệm tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nồng TNR ban đầu đến hiệu suất xử lý TNR của hệ UV/H2O2/Bùn đỏ Tây Nguyên. Dải nồng độ của TNR được khảo sát là 53,19 mg/L, 100,54 mg/L, 143,54 mg/L, 200,03 mg/L; với các điều kiện khác cố định CTiO2 = 8,75x10-4M, λ= 313nm, pH=3. Hình 4. Ảnh hưởng của nồng độ TNR ban đầu đến hiệu suất phân hủy TNR. (pH = 3, CTiO2 = 8,75x10-4M, λ= 313nm). Kết quả nghiên cứu cho thấy tại nồng độ 53,19 mg/L TNR bị phân hủy nhanh nhất và cần ít thời gian nhất. Khi tăng dần nồng độ TNR lên thì hiệu suất và tốc độ phân hủy cũng giảm theo. Tại nồng độ 200,3 mg/L TNR ở 20 phút đầu, hiệu suất phân hủy TNR chỉ có 68.28%, trong khi TNR phân hủy 100% (tăng gần gấp 1,46 lần) với nồng độ ban đầu là 53,19 mg/L. Với một tỷ lệ H2O2/TiO2, pH, bước sóng, nhiệt độ xác định, hiệu suất phân hủy TNR còn phụ thuộc vào nồng độ TNR trong nước. 3.2.5. Nghiên cứu ảnh hưởng cường độ UV đến hiệu suất phân hủy TNR. Thí nghiệm tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các cường độ khác nhau I=108,8 mA/m, I=120 mA/m, I=130 mA/m, I=143 mA/m Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 61, 6 - 2019 155
  7. Hóa học & Kỹ thuật môi trường Hình 5. Ảnh hưởng của cường độ đến hiệu suất phân hủy TNR (pH = 3, CTiO2 = 8,75x10-4M, λ= 313nm). Kết quả cho thấy rằng trong dải cường độ khảo sát thì tại I=130 mA/m thì hiệu suất xử lý TNR là lớn nhất, hiệu suất đạt 100% sau 60 phút xử lý. 4. KẾT LUẬN Với các kết quả thu được trong nghiên cứu về ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng xử lý nước tự tạo chứa TNR cho thấy hiệu suất xử lý cao. Khi ứng dụng TiO2 trong bùn đỏ làm xúc tác cho hệ UV/H2O2 thì ta vừa giảm giá thành của vật liệu xúc tác và vừa giải quyết một phần sự ô nhiễm từ bùn đỏ. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất xử lý TNR trọng hệ UV-H2O2/bùn đỏ Tây Nguyên với nồng độ C0TNR = 143,54 mg/l đạt 100% với điều kiện tối ưu ở môi trường pH=3, tỷ lệ H2O2/TiO2 (bùn đỏ) = 15, bước sóng UV λ = 313 nm, cường độ đèn UV I=130 mA/m, thời gian xử lý 60 phút. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. B. Narendra Kumar, Y. Anjaneyulu, and V. Himabindu, “Comparative studies of degradation of dye intermediate (H-acid) using TiO2/UV/H2O2 and Photo-Fenton process”, Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 2011, 3(2):718-731. [2]. Liu, Z., Li, H., “Metallurgical process for valuable elements recovery from red mud- A review”, Hydrometallurgy 2015, 155, 29-43. [3]. U.S. Department of the Interior U.S. Geological Survey, Mineral commodity summaries 2018 , 30-31. [4] Đỗ Bình Minh (2015), “Nghiên cứu đặc điểm quá trình chuyển hóa trong môi trường nước của các hợp chất nitrophenol trong một số hệ oxy hóa nâng cao kết hợp bức xạ UV”, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự. [5]. Đào Sỹ Đức, “Phân hủy phẩm nhuộm Reactive blue 182 bằng kỹ thuật Fenton dị thể sử dụng tro bay biến tính/H2O2 (2013)”, Tạp chí phát triển KH&CM, Tập 16, Số T3. [6]. Lê Thị Thoa và cộng sự (2008-2010). Nhiệm vụ HTQT Việt Nam - CHLB Đức. “Nghiên cứu ứng dụng thành tựu công nghệ hóa học, sinh học tiên tiến góp phần hoàn thiện công nghệ xử lý tồn dư chất độc hóa học, làm sạch và bảo vệ môi trường”. [7]. Lưu Minh Loan (2009). “Nghiên cứu bước đầu xây dựng quy trình xử lý nước thải sản xuất bún quy mô hộ gia đình làng nghề Phú Đô, Từ Liêm, Hà Nội” - Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25 219-227. 156 N. V. Huống, …, N. M. Khải, “Nghiên cứu xử lý axit Styphnic … bùn đỏ Tây Nguyên.”
  8. Nghiên cứu khoa học công nghệ [8]. Nguyễn Hải Bằng (2011). “Nghiên cứu đặc điểm quá trình hấp phụ của các chất nổ nhóm nitramin trong môi trường nước và ứng dụng trong xử lý môi trường”. Luận án TS hóa học, Viện KH -CNQS. [9]. Nguyễn Hải Nam, Lê Thị Sở Như, “Xúc tác quang TiO2 điều chế bằng phương pháp đun hồi lưu trong dung dịch H2O2”, Science & Technology Development, Vol 18, No.T2- 2015. [10]. Nguyễn Văn Huống, “Nghiên cứu xử lý axit picric trong nước bằng bùn đỏ biến tính”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 33, Số 1S (2017) 1-11. [11]. Nguyễn Văn Chất (2010). “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số tác nhân oxi hóa đến phản ứng quang phân TNT và TNR”. Luận án TS hóa học. Viện KH -CNQS. [12]. Vũ Đức Lợi và nnk (2015), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lý Asen từ bùn đỏ biến tính”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học – Tập 20, số 3/ 2015. ABSTRACT STUDY ON REMOVAL OF STYPHIC ACID IN AQUATIC ENVIRONMET BY USING TAY NGUYEN RED MUD This study focused on survey the applicability of photocatalyst TiO2 in Tay Nguyen red mud into oxidation enhance UV-H2O2 for decompose Styphnic acid (TNR) in wastewater. The study was conducted on the basis of determining the efficiency of TNR decomposition in water with the presence of Central Highlands red mud, H2O2 oxidizing agent after a period of time (0-60 minutes) of UV radiation. Factors such as pH, molar ratio of H2O2 / TiO2, initial substance concentration, wavelength, light intensity all have significant influence on TNR decomposition efficiency in water. Research results show that at the condition C0TNR = 143.54 mg / L, molar ratio H2O2 / TiO2 = 15, pH = 3, λ = 313nm, 100% TNR is decomposed in 60 minutes. Keywords: TNR; Axit stynic; UV- H2O2. Nhận bài ngày 11 tháng 10 năm 2018 Hoàn thiện ngày 25 tháng 3 năm 2019 Chấp nhận đăng ngày 17 tháng 6 năm 2019 Địa chỉ: 1 Viện Công nghệ mới, Viện Khoa học Công nghệ quân sự; 2 Viện Hóa Học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam; 3 Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. * Email: vanhuongvg@gmail.com. Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 61, 6 - 2019 157

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản