intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Xử lý Congo đỏ bằng phương pháp Fenton điện hóa

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

84
lượt xem
7
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong khuôn khổ bài bào này, tác giả nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của bản chất vật liệu catôt đến quá trình xử lý congo đỏ bằng hiệu ứng Fenton điện hóa. Sự suy giảm nồng độ của congo đỏ trong quá trình xử lý được xác định nhờ các phương pháp phổ UV-Vis và phân tích COD. Kết quả khảo sát ban đầu cho thấy sử dụng điện cực catôt Ppy/Cu1.5O4 cho hiệu suất phân hủy congo đỏ đạt khoảng 70% sau 7h xử lý với hiệu suất dòng trên 100%.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Xử lý Congo đỏ bằng phương pháp Fenton điện hóa

Hoi nghi Khoa hoc ky niem 35 nam Vien Khoa hoc va Cong nghe Viet Nam - Ha Noi 10/2010<br /> <br /> <br /> Xtr LY CONGO DO BANG PHlTONG PHAP FENTON DIEN HOA<br /> <br /> Pham Thi Minh'. Nguyin Thj Le Hiln^ Dinh Thi Mai Thanh^<br /> 'Truong CD Cong dong HN; ^Chi nhanh Vien Dau khi VN; V i e n Ky thuat nhiet doi<br /> Email: minhcdcd73(2)vahoo.com.vn<br /> Tom tat.<br /> Congo do la mdt hgp chdt azo dien hinh dang duoc sic dung rdng rai trong cdng<br /> nghiep nhudm. Ddy Id hop chdt rdt ddc ddi vdi sire khoe con ngudi vd mdi truang<br /> sinh thdi, nd de hod tan trong nude vd khd bi phdn huy bdng phuang phdp sinh hoc.<br /> Fenton dien hod la mdt trong cdc phuong phdp oxy hod tien tien cho phep oxy hod<br /> khdng chon loc cdc hap chdt hiru ca ddc hgi khd phdn huy dang duac cdc nhd khoa<br /> hoc trong vd ngodi nude quan tdm nghien cuu. Trong khudn khd bdi bdo ndy, chung<br /> tdi nghien ciru khdo sdt dnh hudng cita bdn chdt vdt lieu catot den qud trinh xir ly<br /> congo dd bdng hieu irng Fenton dien hod. Su suy gidm ndng do cua congo dd trong<br /> qud trinh xic ly duoc xdc dinh nhd cdc phuang phdp phd UV-Vis vd phdn tich COD.<br /> Kd qud khdo sdt ban ddu cho thdy sic dung dien cue catdt Ppy/CuijMni 5O4 cho hieu<br /> sudt phdn hiiy congo dd dgt khodng /OVo sau 7h xir ly vdi hieu sudt ddng tren 100%.<br /> Abstract.<br /> Red Congo is a typical azo compound having been used the most widely in<br /> dyeing industry. This compound is very toxic to human health and eeo-<br /> environment. It is easy to be dissolved in water and difficult to be disintegrated by<br /> biological method. Eledro-Fenton is one of mordern oxidation methods which<br /> allow oxidizing toxic organic compounds non-seleetively being studied by<br /> domestic and international scientists. In this article, we investigate and survey the<br /> impact of the nature of cathodic material to Congo treatment by eledro-Fenton<br /> method. The decrease of red congo concentration in treatment process is<br /> determined by UV-vis spectra method and COD indicator. Initial result showed<br /> that using Ppy/CuijMn/jO^ cathodic catot for red congo disintegrating efficiency<br /> reached around 70%) after 7h treatment with current efficiency of over 100% .<br /> <br /> l.MdDAU<br /> Congo do (C32H2206N6Na2S2) la mot hgp chat azo dien hinh dang dugc sir dung rgng rai trong<br /> cong nghiep nhugm. Day la hgp chat rat doc doi voi siic khoe con nguod va moi truang sinh thai,<br /> no de hoa tan trong nuoc va kh6 bi phan buy bang phuang phap sinh hgc. Fenton dien boa la mot<br /> trong cac phuang phap oxy boa tien tien cho phep oxy boa khong chgn lgc cac hgp chat hiru co<br /> doc hai kho phan buy dang dugc cac nha khoa hgc trong va ngoai nuoc quan tam nghien cim.<br /> Trong khuon khi bai bao nay chung toi se trinh bay mot so ket qua xir ly congo do bang hieu<br /> ling Fenton dien hoa sir dung dien cue cacbon co phu mang Ppy va Ppy/Cu!,5Mni,504<br /> (Ppy/oxit) o mat do dong ap dat 5 mA/cm^ trong dung dich Na2S04 0,05M, Fe^"^ ImM, nIng<br /> do congo do ban ddu 0,25mM, co sue khi oxy voi toe do 0,5 l/pbiit. Ket qua dugc so sanh vai<br /> truang hgp sir dung dien cue cacbon graphit khong phu mang polime din.<br /> Trong phan ling Fenton dien boa, H2O2 dugc sinh ra bang each khir hai electron ciia<br /> oxy tren mot s6 dien cue nhu cacbon kinh, graphit, dien cue khuech tan khi... [1-3]<br /> O2 + 2e + 2H2O -^ 2H2O2 (1)<br /> <br /> 103<br /> Tiiu ban: Moi tru&ng vd Ndng lugng ISBN: 978-604-913-013-7<br /> <br /> H2O2 hinh thanh tac dung vai mot lugng nho chat xiic tac Fe ^ dugc them vao trong dung dich<br /> tao thanh goc OH* co kha nang oxy boa hau bet cac hgp chat hiju ca (RH) theo phan ling sau:<br /> Fe^ + H2O2 + H^ -> OH* + Fe^* + H2O (2)<br /> Fe^^ + H2O2 -^ Fe^^ + H02* + H^ (3)<br /> OH* + RH ^ R* + H2O (4)<br /> Sir suy giam nong do ciia congo do va hieu suat ciia qua trinh khoang boa dugc xac dinh<br /> thong qua sir phan tich COD va phi UV-vis trong qua trinh xir ly.<br /> <br /> 2. DIEU KIEN THI/C NGHIEM<br /> Cac nghien cuu dien boa dugc thuc hien trong binh dien boa he ba dien cue vai dien cue<br /> lam viec la cacbon co va khong phu mang Ppy va Ppy/oxit hinh tru, xung quanh phu epoxy<br /> sao cho dien tich lam viec khong doi bdng 5cm^, dien cue dli la luoi platin va dien cue so<br /> sanh la calomen bao hoa KCl, tren thiit bi Autolab (Ha Lan) tai Vien Ky thuat nhiet dai. Qua<br /> trinh xir ly congo do dugc thuc hien trong he hai dien cue bdng phuang phap galvonostatic<br /> voi mat do dong ap dat la 5 mA/cm^.<br /> Su phan hiiy congo do trong qua trinh xir ly dugc nghien cuu bdng phi UV-vis tren thiit<br /> bi UV-spectrometer, Citra 40-My, tai Vien Ky thuat nhiet dai. Hieu sudt phan buy dugc tinh<br /> theo cong thiic sau [4]:<br /> T1(%) = ^ " ~ ^ M 0 0 % ;<br /> <br /> Trong do: ri - Hieu sudt phan buy (%); AQ - cuong do hdp thu tai thai dilm ban ddu; At:<br /> cuong do hap thu tai thai dilm t.<br /> Sir suy giam nong do congo do trong qua trinh xir ly dugc xac dinh thong qua nhu cdu oxy<br /> boa hgc (COD), xac dinh bdng each sir dung lugng du chdt oxy boa manh K2Cr207 voi xiic<br /> tac la Ag2S04. Lugng K2Cr207 ban ddu va lugng du sau khi oxy hoa hoan toan cac hgp chdt<br /> bun CO dugc chudn do bdng muli Morb voi chi thi Diphenylamin.<br /> Hieu sudt dien cua qua trinh xir ly (H) dugc tinh theo cong thiic sau [5]:<br /> A VF<br /> H(%) = ^ " ^ -^ •<br /> 82<br /> Vai: AcoD - Do biin thien chi si COD (g/1), V - Thi tich dung dich dien phan (1), F - Hdng<br /> so Faraday, Q - Dien tich qua binh (C). Cac boa chdt sir dung trong nghien cim nay'dlu co do<br /> tinh khiet cao (PA).<br /> <br /> <br /> 3. KET QUA VA THAO LUAN<br /> 3.1 Ket qua do pho UV-Vis<br /> a. Xay dung du&ng chudn ndng dp -Cu&ng dp hdp thu UV- Vis<br /> Theo dinh lu^t Buge - Lambe - Bia, nIng do chdt hdp thu ty le thuan vai do lan cua do hdp<br /> thu A. Do do, de nghien cim s^r bien thien nIng do congo do trong suit qua trinh dien phan,<br /> chiing toi xay dimg duong chuan nIng do - cuong do hdp thu UV.<br /> De xay dung duang chudn nIng do - cuong do hdp thu UV-Vis, chiing toi tiln hanh pha<br /> mgt day dung dich chuan gom 11 mau dung dich congo do vai nIng do khac nhau sir dung<br /> dung moi pha loang la dung dich Na2S04 0,05M; pH = 3. D6 thi Hinh 1 cho thdy ro su phu<br /> thuoc cua cuong do hap thu cue dai tai buac song 560 nm va nIng do congo do la gdn nhu<br /> <br /> <br /> 104<br /> Hoi nghi Khoa hoc ky niem 35 ndm Vien Khoa hoc vd Cong nghe Viet Nam - Hd Not 10/2010<br /> <br /> tuyen tinh, tuong ling vol phuong trinh duong thdng: y = 7188,9x - 0,0786 dugc xac dinh<br /> theo phuong trinh binh phuong toi thieu co do chinh xac R^ = 0,9942. Phuong trinh nay sir<br /> dung de xac dinh nong do congo do trong qua trinh xir ly.<br /> b. Su bien thien hieu sudt phan huy<br /> Sir suy giam nong do congo do trong qua trinh xir ly nho hieu ung Fenton dien hoa dugc<br /> quan sat bang phi UV-vis (Hinh 2).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> R =0.9942<br /> y = 7.1889X - 0.0786<br /> <br /> <br /> <br /> C(mM)<br /> <br /> <br /> Hinh 1: Mdi quan he giira ndng do congo dd - cuong do hdp thu UV-Vis tgi buoc sdng 560nm<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Bien cue Ppy °^"' Bien cue Ppy/oxit<br /> Hinh 2: Phd UV-vis cua metyl do theo thdi gian phdn hiiy tgi mat dd ddng dp ddt 5mA/cm^ sir<br /> dung dien cue C/Ppy(oxit).<br /> <br /> <br /> Pho UV-vis ciia congo do tai pH3 truoc khi xir ly dugc dac trung bod mot dai pho trong<br /> viing nhin thay vai cue dai hap thu a 560nm. Doi vol ca ba loai dien cue voi mat do dong la 5<br /> mA/cm^ cuong do pic tai 560nm deu giam nhanh, tuong ung vol sir phan buy cau tnic - N =<br /> N - dan tai su mat mau dan dan cua dung dich dien phan. Ngoai ra con co mot dai pho khac<br /> trong viing tir ngoai o buoc song khoang 320 nm ngay mot tang len dugc du doan la do co su<br /> xudt hien cua san pham trung gian co chiia vong thom benzen trong dung dich co sir hien dien<br /> cua ion Fe^"^. Ket qua nay cho phep khang dinh rang trong qua trinh dien phan nh6m mang<br /> mau azo - N = N - da bi pha va dan den sir mat mau dan cua dung dich. Ket qua cua sir biin<br /> thien hieu sudt phan hiiy congo do theo thai gian dien phan dugc bieu dien tren (hinh 3).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 105<br /> Tieu ban: Moi tru&ng vd Ndng lugng ISBN: 978-604-913-013-7<br /> <br /> <br /> • • " ' "<br /> eo- .m —<br /> •<br /> <br /> so- T<br /> <br /> 40- •<br /> y 30- ^•—:!=•'<br /> .—•—'<br /> 20- / • — -•- ^w—'<br /> —•—c<br /> — • — C/Ppy<br /> 10-<br /> l/y^ — • — C/Ppy(oxit)<br /> 0<<br /> ^—, , , 1 1 1 1 1 ' 1 •<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> t(h)<br /> <br /> <br /> Hinh 3: Bien thien hieu sudt phdn hiiy congo do 0,25mM theo thai gian sir dung dien cue catot C;<br /> C/Ppy; C/Ppy(oxit) vdi mat do ddng dp ddt 5mA/cm<br /> Ket qua thu dugc da chi ra rang hieu suat phan buy congo do tang len theo thai gian dien<br /> phan. Sau 7 gia dien phan: Hieu sudt phan buy dat 33,85% doi vai dien cue C; 42,26% dli<br /> voi dien cue C/Ppy va 67,7% dli voi dien cue C/Ppy(Cui,5Mni,504). Dilu nay khdng dinh<br /> qua trinh xir ly congo do nhof hieu ling Fenton dien boa sir dung dien cue C/Ppy<br /> (Cui,5Mni_504) a mat do dong 5mA/cm^ cho hieu suat cao hon ca do kha nang xiic tac tit cua<br /> loai dien cue nay doi vol qua trinh khir oxy hoa tan tao H2O2.<br /> 3.2. Ket qua phan tich COD<br /> Ben canh sir phan tich phi UV-vis, dung dich congo do sau dien phan con dugc dem<br /> phan tich COD de xac dinh do suy giam chi si COD theo thai gian xir ly va su biin thien<br /> hieu suat dong dien khoang boa congo do.<br /> Kit qua xac dinh do suy giam COD dugc bilu dien tren (hinh 4a). Dli vai ca ba truang<br /> hgp sir dung dien cue catot la: C; C/Ppy, C/Ppy(oxit) do suy giam COD dIu tang ddn theo<br /> thai gian dien phan. Ket qua cung cho thdy rdng do suy giam COD trong qua trinh dien phan<br /> dung dich congo do 0,25mM nha hieu ling Fenton dien boa tang len theo trat tu sir dung cac<br /> dien cue catot nhu sau: Dien cue C < C/Ppy < C/Ppy(oxit). Sau 7h xir ly do suy giam COD<br /> dat 180 don vi COD dli vai truang hgp sir dung dien cue catot C; 210 dan vi COD dli vai<br /> truang hgp diing dien cue catot C/Ppy va 240 don vi COD dli vai truang hgp diing dien cue<br /> catot la C/Ppy(oxit). Mot lan nira khdng dinh rdng tai cimg mot thai dilm gia tri dien lugng Q<br /> nhu nhau nhung khi sir dung dien cue catot la C/Ppy(oxit) vai tinh nang xiic tac tit cho qua<br /> trinh khir oxy boa tan tao H2O2 da lam tang tic do cua qua trinh oxy hoa congo do do do lam<br /> cho do suy giam COD cao hon so voi khi sir dung dien cue C va C/Ppy.<br /> <br /> 250 150<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> -T-C<br /> - • - C/Ppy<br /> - • - C/Ppy(oxit)<br /> <br /> 4<br /> t(h)<br /> <br /> (a) (b)<br /> Hinh 4: Do suy gidm COD (a) vd hieu sudt ddng (b) trong qud trinh phdn huy congo dd 0,25mMth<br /> thdi gian sir dung dien cue catdt C; C/Ppy; C/Ppy ((exit) vdi mat do dong dp dgt 5mA/cm'<br /> <br /> 106<br /> Hoi nghj Khoa hgc ky niem 35 ndm Vien Khoa hoc vd Cong nghe Viet Nam - Hd Noi 10/2010<br /> <br /> <br /> Ket qua xac dinh hieu suat dong dien khoang hoa congo do dugc bieu dien tren hinh 4b.<br /> Doi voi truang hgp sir dung dien cue C/Ppy(oxit) trong qua trinh dien phan tai nhimg thai<br /> diem ban dau sau Ih dien phan hieu suat dong dat 130% cao ban so voi truang hgp sir dung<br /> dien cue C/Ppy vai hieu suat dong 104% va cao hon nhieu so voi khi sir dung dien cue C voi<br /> hieu suat dong chi 65%. Dieu nay co the ly giai la do co xay ra hieu irng Fenton dien boa nen<br /> CO the xay ra nhieu qua trinh dong thofi nhu; qua trinh oxy boa true tiep congo do tren dien<br /> cue anot, oxy hoa gian tiep congo do tren dien cue catot nha cac tac nhan oxy boa manh gay<br /> ra,... Mat khac cac qua trinh xay ra tren be mat dien cue tao ra cac tac nhan oxy boa manh co<br /> kha nang oxy boa hoan toan congo do va cac hgp chat trung gian dan den hieu suat dong dien<br /> dat gia tn rat cao dac biet dli voi khi sir dung dien cue catot la C/Ppy (oxit).<br /> Theo thai gian ham lugng congo do giam dan dan toi giam hieu suat ciia qua trinh dien<br /> phan doi voi ca ba loai dien cue catot: C; C/Ppy va C/Ppy((oxit).<br /> <br /> <br /> 4. KET LUAN<br /> Da nghien ciin qua trinh khoang hoa Congo do bang phuong phap Fenton dien boa tai mat<br /> do dong 5mA/cm^, sir dung dien cue catot la: C; C/Ppy; C/Ppy((oxit) trong dung dich dien<br /> phan CO mat ion Fe "^, co sue khi oxy. Sau khi xir ly trong 7 gio thu dugc cac ket qua nhu sau:<br /> - Ket qua do UV-Vis cho hieu suat phan buy congo do la 33,85% doi voi dien cue catot<br /> C; 41,26% doi voi dien cue catot C/Ppy va 67,7% doi vol dien cue catot C/Ppy(oxit).<br /> - Ket qua xac dinh COD chi ra rang theo thoi gian dien phan do suy giam COD tang len<br /> doi vai ca ba loai dien cue catot C; C/Ppy; C/Ppy((oxit). Sau 7 gio dien phan chi s i<br /> COD da suy giam tir 300 mg/1 xuong con 60 mg/1 doi voi truang hgp sir dung dien cue<br /> catot C/Ppy(oxit) dam bao dii tieu chuan thai ra moi truang hoac sir dung trong tuoi<br /> tieu, trong trot. Dong thai bieu suat dong dien giam dan trong qua trinh xir ly va dat<br /> gia tri kha cao sau lb xir ly. Dac biet doi voi truong hgp sir dung dien cue catot<br /> C/Ppy(oxit) (130%).<br /> <br /> <br /> TAI LIEU THAM KHAO<br /> 1. D.A. Pozzo, L.D. Palma, C. Merli, E. Petrucci, "An experimental comparison of<br /> graphite electrode and a gas diffision electrode for the cathodic production of<br /> hydrogen peroxide", J. Appl. Electrochem. 35 (2005) 413.<br /> 2. A.A. Gallegos, P. Fletcher, "The removal of low level organics via hydrogen peroxide<br /> formed in the reticulated vitreous carbon cathode cell. Part 1. The electrosynthesis of<br /> hydrogenperoxidein aqueous acidic solution", Electrocbim. Acta 44 (1998) 853.<br /> 3. Z.M. Qiang, J.H. Chang, C.P. Huang, "Electrochemical generation of hydrogen<br /> peroxide from dissolved oxygen in acidic solutions". Water Res. 36 (2002) 85.<br /> 4. Minghua Zhou, Qinghong Yu, Lecheng Lei, Geoff Barton, "Electro-Fenton method<br /> for the removal of methyl red in an eficient electrochemical systeme. Separation and<br /> /'wny/car/o/?", Technology 57 (2007) 380-387.<br /> 5. Nguyen Hong Thai, "Nghien cim tdng hop dien cue mdng composit .tren ca sd polime<br /> ddn dien vd oxit phirc hop nhdm irng dung nhu dien cue xiic tdc dien hda xir ly mdi<br />
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2