Xử lý thuốc nhuộm xanh methylen bằng bùn đỏ từ nhà máy Lumin Tân Rai Lâm Đồng: Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Khoa học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

ÀN

N N C C N N

N N N Đ N À

N N - Đ N

Chuyên ngành: Hóa hữu cơ

Mã số: 60.44.27

LUẬN VĂN ẠC SĨ K ỌC

Đà Nẵng - Năm 2013

ĐẠ ỌC ĐÀ NẴN

PGS.TS. Ạ C M NAM

S N V N

S N N Đ N N

Khoa h c Đ Đ 14 12

2013

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h Đ ng

- T T Đ i h S m, Đ i h Đ ng

Ở ĐẦ

1. Lý do chọn đề tài

Ngày nay v i sự phát triển của thế gi i về m i mặ , ặc bi t

l ực công nghi ã o ra ngày càng nhiều s n phẩ

ứng nhu cầu ngày càng cao củ i. Thuốc nhu c sử

dụng r ng rãi trong các ngành công nghi t may, cao su,

gi y, mỹ ph m, y tế... Do tính tan cao, các thuốc nhu m là tác nhân

gây ô nhiễm các ngu c và h u qu là tổn h ến con i và

các sinh v t sống. Hi n nay, có nhiề ơ xử lý c th i

chủ yế l ơ ó c cần có c ng ngh tiên tiế

l , x ó …T ê ữ ơ xử lý t

hi u qu không cao và v n gây ra ô nhiễm thứ c p, làm ởng

nghiêm tr ế ng.

Chính vì v y, vi c tái chế t n dụng ch t th i không nhữ e

l i các l i ích kinh tế, xã h ò ó ý q ng trong b o

v .T c thực tr ó, ã ê ứu m t lo i

v t li u m i có kh xử lý màu, thân thi n v ng, giá

thành rẻ phù h p v ều ki n Vi ó l ù ỏ - v ề th i

sự l ó ều diễ c và sự quan tâm củ

lu .Bù ỏ là tên g i m t s n phẩm th i của công ngh Bayer,

ơ ủ yế c áp dụng trong quá trình tinh luy n

bauxite ể s n xu t nhôm [39]. Dự ê ặc tính của bùn ỏ vốn có

kh p phụ , ã ử dụ ù ỏ t v t li u

ể h p phụkim lo i nặng, xử lý ô nhiễ c th i, giá thành rẻ,

thân thi n v ng [5]. Mặt khác, trong thành phần của bùn

ỏ chứa m l ng sắt nh ịnh, dựa ều này có thể nghiên cứu

chiết sắt bằng axit oxalic t n t i d ng phức sắt(III)oxalat và

c sử dụng cho quá trình Fenton h Fe(III)Oxalat/H2O2/ánh sáng

mặt tr ể xử lý ô nhiễ ng, tiết ki c hóa ch t, t n

dụ l ng mặt tr i, giá thành rẻ phù h p v ều ki n Vi t

Nam.

Đặc bi ó t công trình nghiên cứ ề c ến

vi c sử dụ ù ỏ làm v t li u h p phụ và chiết sắt từ ù ỏ sử

dụng cho quá trình Fenton h Fe(III)-Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt tr i ể xử lý thuốc nhu m. Xu t phát từ nhữ lý ê , ú ã

ch ề “Nghiên cứu xử lý thuốc nhuộm xanh methylen bằng

bùn đỏ từ nhà máy lumin ân ai âm Đồng”

2. Mục đích nghiên cứu

- Kh o sát kh p phụ và các yếu tố ở ến kh

p phụ củ ù ỏ ho ó t hóa.

- Nghiên cứu quá trình phân hủy thuốc nhu m v i tác nhân 2-/H2O2/UV mặt tr i v i Fe3+ c chiết từ ù ỏ bằng

Fe3+/C2O4 axit oxalic.

- Đó ó ê ữ , l u và thực tr ng của

ù ỏ hi ể nghiên cứ ng gi i quyết h p lý.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đố ng nghiên cứu: Thuốc nhu m xanh methylen và bùn

ỏ

- Ph m vi nghiên cứ Sử ụ ơ p phụ bằng bùn

ỏ, quá trình Fenton h Fe(III)-Oxalat/H2O2/UV mặt tr i xử lý thuốc nhu m xanh metylen.

4 hương pháp nghiên cứu

4.1. Nghiên cứu lý thuyết

Thu th p các thông tin, tài li l ê q ế ề tài.Tổng h p

â í , , lựa ch ng nghiên cứu phù h p.

4.2. Nghiên cứu thực nghiệm

- Kh o sát các thông số của thuốc nhu m xanh methylen

- ơ ó lý p phụ, kh o sát các quá trình h p phụ

thuốc nhu m bằ ù ỏ và quá trình Fenton h Fe(III)-

Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt tr i

- Phân tích thực nghi m theo mô hình Langmuir và

Freundlich.

- ế ố ở ế q p phụ và

Fenton

5 nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Nghiên cứu các quá trình h p phụ bằ ù ỏ ể tìm ra m t

gi i pháp xử lý c th t hi u su t cao nh t, chi phí xử lý th p.

- Nghiên cứu quá trình chiết sắt bằng axit oxalic và sử dụng

cho quá trình Fenton h Fe(III)-Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt tr i nhằm ế ơ xử lý c th i m ơ n, rẻ tiền, tiết ki m

c hóa ch t, hi u qu cao.

6. Kết cấu luận văn

Ngoài phần mở ầu, kết lu n , kiến nghị, n i dung lu

g 3 ơ

C ơ - Tổng qua

C ơ - Thực nghi m

C ơ 3 - Kết qu

C ƯƠN 1

ỔN Q N

1.1.TỔNG QUAN VỀ THU C NHU M TRONG CÔNG NGHỆ

DỆT NHU M

1.1.1. Khái quát về thuốc nhuộm [9]

1.1.2. Phân loại thuốc nhuộm [14]

1.1.3. Xanh metylen

1.1.4. Tác hại của ô nhiễm nước thải dệt nhuộm do thuốc

nhuộm

1.2. GIỚI THIỆU VỀ ƯƠN ẤP PHỤ

1.2.1. Các khái niệm [1], [7], [8]

1.2.2. Hấp phụ trong môi trường nước

1 2 3 Các mô hình cơ bản của quá trình hấp phụ

1.3. QUÁ TRÌNH FENTON [4], [13]

1 3 1 Cơ chế tạo thành gốc hydroxyl HO và động học các

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 của phương pháp Fenton

1.3.6. ng dụng phương pháp Fenton

1.4. GIỚI THIỆU VỀ VẬT LIỆU HẤP PHỤ N Đ

1.4.1. Tổng quan về Bauxite

1.4.2. Công nghệ Bayer

1 4 3 ùn đỏ và tác hại của bùn đỏ

1 4 4 ình hình thải bùn đỏ ở Việt Nam [37]

1 4 5 ột số phương pháp xử lý bùn đỏ

1.6. M T S ƯỚNG NGHIÊN C U NG DỤN N Đ

1.6.1. Xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong 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

C ƯƠN 2

ỰC N Ệ

2.1. NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ VÀ HOÁ CHẤT

2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất

2.1.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu

2.2. TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM

2.2.1. Xử lý bùn đỏ và chuẩn bị hóa chất

2.2.2. Xây dựng đường chuẩn xanh methylen

2.2.3. Khảo sát quá trình hoạt hóa bùn đỏ bằng axit nitric

2.2.4. Khảo sát quá trình hấp phụ xanh methylen bằng bùn

đỏ hoạt hóa

2.2.5. Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại của bùn đỏ và

bùn đỏ hoạt hóa

2.2.6. Xây dựng đường chuẩn sắt (III) oxalat

2.2.7. Khảo sát quá trình chiết sắt từ bùn đỏ

2.2.8. Xử lý xanh metylen bằng hệ Fe(III)-Oxalat/H2O2/ánh

sáng mặt trời với Sắt (III)- oxalat được chiết ra từ bùn đỏ

C ƯƠN 3

KẾ Q VÀ ẬN

3 1 ĐƯỜNG CHU N XANH METHYLEN

y = 0.2221x + 0.0184 R² = 0.9985

) A ( g n a u q ộ đ t ậ M

1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0

Nồng độ xanh metylen (ppm)

Hình 3.1. Đồ thị xây dựng đường chuẩn xanh metylen ơ ng chuẩn: y = 0,222x + 0,018 ; r2 = 0,998 Dự ơ ng chuẩ c n dung

dịch xanh metylen sau khi h p phụ, từ ó í u su t quá trình h p

phụ.

3.2. M T S ĐẶC ƯN CẤU TRÚC CỦ N Đ BAN

ĐẦ VÀ N Đ HOẠT HÓA

3.2.1. nh SEM

Hình 3.2. Ảnh SEM của bùn đỏ chưa hoạt hóa

Hình 3.3. Ảnh SEM của bùn đỏ hoạt hóa

Nhận xét: Qua nh SEM củ ù ỏ ó ù ỏ

ho t hóa có thể th y bề mặt củ ù ỏ ho t hóa xố ơ i bùn

ỏ ó . í c h t ho t hóa nhỏ ơ l n

tích bề mặt khi h p phụ. ơ có thể dự c kh

p phụ ù ỏ ho t hóa là tố ơ ù ỏ t

hóa.

3 2 2 hổ hồng ngoại

Hình 3.4. Phổ hồng ngoại IR của mẫu bùn đỏ ban đầu

Hình 3.5. Phổ hồng ngoại IR của mẫu bùn đỏ đã hoạt hóa

Nhận xét: So sánh phổ h ng ngo i củ ù ỏ ầu và bùn

ỏ ho t hóa cho th y d i h p phụ của nhóm -OH dịch chuyển về vùng có số ó ơ (3700,96 -1) sov ù ỏ ầu (3688,48cm-1). Chứng tỏ vi c xử lý ã l ị trí h p phụ.

3.2.3. Thành phần hóa học của bùn đỏ

Bảng 3.2. Thành phần nguyên tố hóa học của bùn đỏ [5]

Thành phần H l ng Thành phần H l ng

hóa h c (% khố l ng) hóa h c (% khố l ng)

27,670 0,163 Al2O3 P2O5

36,280 0,120 Fe2O3 Cr2O3

8,486 CuO 0,015 SiO2

CaO 0,066 ZnO 0,010

5,389 0,064 TiO2 ZrO2

MnO 0,045 0,221 SO3

20,330 MKN 0,024 K2O Dựa vào kết qu %Fe2O3 ở b 3. ể tính hi u su t của quá

trình chiết sắt từ ù ỏ bằng axit oxalic.

3.3. KẾT QU KH O SÁT QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ XANH

METHYLEN B N N Đ

3.3.1. Khảo sát quá trình hoạt hóa bùn đỏ bằng axit nitric

a. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit hoạt hóa

Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ axit hoạt hóa đến hiệu

suất hấp phụ Nhận xét: Từ kết qu c trình bày hình 3.6, 3.7 cho th y khi

của axit ho t hóa thì hi u su t của quá trình h p phụ

( ừ 0,08M ế 0,4M). T ê , của axit

ho t hóa thì hi u su t l i gi (0,4M ế 0,5M), ó t cân bằng

Giải thích:

- của axit làm quá trình ho ó , x

nitric t n công lên bề mặ ù ỏ làm bán kính của h t bùn càng bé,

l n tích tiếp xúc bề mặt kết qu làm quá trình h p phụ

(kho ng từ 0.08M ến 0.4M).Tuy nhiên, khi bán kính càng nhỏ làm

cho kh ếch tán của xanh metylen lên bề mặ ù ỏ càng

ó lâ t hi u qu . Vì v của axit ho t

hóa thì kh p phụ l i gi t tr ng thái cân bằng.

- T ù ỏ có chứa Si-O- (SiO2) có thể h p phụ proton (H+). Khi ho t hóa bằng axit nitric thì H+ t n công lên bề mặ ù ỏ

ở các tâm SiO2 t o các tâm ho ng -OH (SiOH), các tâm ho t

ng này t o liên kế i phân tử xanh metylen (có chứa N), bởi v x ( H+) thì kh p

phụ x e le . T ê lê ịnh các tâm h p phụ -OH l ng H+ tiếp tục t n công vào -OH ể t o + có tác dụ ẩ ối v i xanh methylen, làm kh thành Si-OH2

h p phụ xanh methylen củ ù ỏ gi m và ó t tr ng thái cân

bằng.

+ –Si–OH –Si–O–

–H+ –H+

+H+ –Si–OH2 +H+ b. Khảo sát ảnh hưởng thời gian hoạt hóa đến quá trình hấp

phụ

Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian hoạt hóa đến hiệu

suất hấp phụ

Nhận xét:Từ kết qu c trình bày ở b ng 3.4 và hình 3.8,

3.9 cho th i gian ho ó ù ỏ thì hi u su t của quá

trình h p phụ ( 0 ú ế 40 ú ). T ê , i

gian ho t hóa thì hi u su t l i gi (40 ú ế 50 ú ), ó

hi u su t cân bằ (50 ú ến 70 phút).

Giải thích:

T ơ ự ối v i yếu tố n , i gian ho t

ó l í ù ỏ é ơ o ra các tâm h p phụ -OH

nhiề ơ , ng h p phụ , u su t cao nh t là 63,27%.

Khi bán kính h t bùn quá bé làm kh ếp xúc v i xanh

e le é , ng th i các tâm h p phụ -OH gi m, kh p

phụ gi m. Ch n th i gian ho ó l 40 ú ể kh o sát quá tình

h p phụ.

3.3.2. Khảo sát quá trình hấp phụ xanh methylen bằng bùn

đỏ hoạt hóa

a. Khảo sát ảnh hưởng khối lượng bùn đỏ tới quá trình hấp phụ

Hình 3.11. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng khối lượng bùn đỏ đến hiệu

suất hấp phụ

Nhận xét: Khi khố l ng bùn ỏ ừ 0,025g-0,125g thì

hi u su t h p phụ . Sự lê ủa hi u su t h p phụ cùng v i

sự lê ề khố l ng có thể gi i thích do sự lê di n tích

bề mặt và vị trí h p phụ củ ù ỏ. Kho 0,083 ến 0,1g có sự

nh về hi u su t h p phụ, vì v y ch n khố l ù ỏ ho t

hóa là 0,1g v i hi u su l 95,06% ể kh o sát các yếu tố tiếp theo.

b. Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ tới quá trình hấp

phụ

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 thì hi u su t h p

phụ , u su t h p phụ t 99,48% ở th i gian 40 phút.

i gian h p phụ làm cho kh ếch tán xanh

methylen lên toàn b di n tích bề mặ ù ỏ l

h p phụ lê 99,48% ở 40 ú , ó t tr ng thái cân bằng vì

l x e le ã p phụ m l ng tố lê ù ỏ.

3.3.3. Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại của bùn đỏ và

bùn đỏ hoạt hóa

Hình 3.16. Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng của nồng độ xanh metylen

đến hiệu suất hấp phụ của bùn đỏ chưa hoạt hóa và bùn đỏ hoạt hóa

Nhận xét: C 2 lo ù ỏ khi n x e le u

su t gi m. Kh h p phụ xanh methylen củ ù ỏ ho t hóa tố ơ

ù ỏ t hóa. Nghiên cứu cân bằng h p phụ xanh methylen của

ù ỏ e ẳng nhi t Langmuirvà Freundlich.

1.5

q / b c C

) g / g m

0.5

y = 0.092x + 0.131 R² = 0.998

( q

y = 1.623ln(x) + 5.579 R² = 0.999

Ccb

10 Ccb (mg/l)

* Bùn đỏ chưa hoạt hóa

Hình 3.17. Đường đẳng nhiệt Hình 3.18. Sự phụ thuộc của

hấp phụ của bùn đỏ chưa hoạt

hóa đối với xanh methylen Ccb/q vào Ccb đối với xanh methylen của bùn đỏ chưa

hoạt hóa theo phương trình

0.8

0.6

0.4

Q / b c C

) g / g m

(

y = 1.199ln(x) + 10.19 R² = 0.99

0.2

y = 0.075x + 0.020 R² = 0.998

14 12 10 8 6 4 2 0

Ccb (ppm)

đẳng nhiệt Langmuir

Hình 3.21. Sự phụ thuộc của Hình 3.20. Đường đẳng nhiệt Ccb/q vào Ccb đối với xanh hấp phụ của bùn đỏ hoạt hóa methylen của bùn đỏ hoạt hóa đối với xanh methylen theo phương trình đẳng nhiệt

Langmuir

1.5

g o L

y = 0.121x + 0.998 R² = 0.996

g o L

0.5

y = 0.198x + 0.769 R² = 0.995

1.5

-2

-1

0.5 Log Ccb

0 Log Ccb

Hình 3.19. Đường đẳng nhiệt Hình 3.22. Đường đẳng nhiệt

hấp phụ Freundlich đối với hấp phụ theo mô hình

xanh metylen của bùn đỏ chưa Freundlich đối với xanh

hoạt hóa metylen của bùn đỏ hoạt hóa

Nhận xét: Từ kết qu kh o cho th y sự h p phụ củ ù ỏ

t hóa và ho ó c mô t r t tốt theo mô hình h p phụ

ẳng nhi F e l . Tí c giá trị l ng

h p phụ cự i và các thông số theo mô hình Langmuir và Freudlich

ối v ù t hóa và bùn ho t hóa

Bảng 3.9. Các thông số của phương trình hấp phụ Langmuir của bùn

Bù ỏ t hóa

Bù ỏ ho t hóa

qmax(mg/g) 10,86

b 0,7023

R2 0,998

qmax(mg/g) 13,34

b 3,75

R2 0,998

đỏ chưa hoạt hóa và bùn đỏ hoạt hóa ơ

Bảng 3.10. Các thông số của phương trình hấp phụ Freundlich của

bùn đỏ chưa hoạt hóa và bùn đỏ hoạt hóa ơ F e l

Bù ỏ t hóa kf n 5,88 5,05 R2 0,995 Bù ỏ ho t hóa kf 9,95 n 8,26 R2 0,996

Nhận xét: Từ kết qu ở b ng 3.9 và 3.10 chứng tỏ c ù ỏ

t hóa và ho ó ều mô t r t tố e ẳng nhi t

F e l . D l ng h p phụ củ ù ỏ ho t hóa ở

c ơ F e l ều l ơ i bùn

ỏ ó . T e ẳng nhi , l ng

h p phụ ơ l p cự i củ ù ỏ t hóa và ho t hóa là

10,86 (mg/g) và 13,34 (mg/g).

* So sánh với dung lượng hấp phụ cực đại của xơ dừa,

Polyvinyl ancol và ZnAPSO-34

Bảng 3.11. Dung lượng cực đại của 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) 13,34 qmax(mg/g) 8,50 qmax(mg/g) 12,20 qmax(mg/g) 14,49

v , l ng h p phụ cự i củ ù ỏ ơ

v xơ ừa và polyvinyl ancol, th ơ i v t li u là ZnAPSO-

34.T ê ù ỏ là ch t th i, sử dụng v t li u h p phụ l ù ỏ

còn gi i quyế c v ề ng, ít tốn kém, cách tiến hành

ơ n.

3.4. KH O SÁT QUÁ TRÌNH CHIẾT S T T N Đ

1.5

y = 0.001x - 0.040 R² = 0.999

0.5

1000

500 C (ppm)

3.4.1. Xây dựng đường chuẩn sắt (III) oxalat

Hình 3.23. Đường chuẩn sắt (III) oxalat

ơ ng chuẩn sắt(III)oxalat: y=0,001x- 0,040 ;r2=

0,999

3.4.2. Khảo sát các quy trình chiết sắt oxalate từ bùn đỏ

38.73

40.7

a. Khảo sát trình tự tiến hành tạo phức sắt oxalate

H % 31.86

22.23

% H

Đ â Đ + â â + Đ

Hình 3.24. Ảnh hưởng của trình tự tiến hành đến hiệu suất chiết sắt

(III) oxalat

Nhận xét: Kết qu b ng 3.13 và hình 3.24 cho th y khi cho

x x l ù ỏ, tiế ó â l ốt nh t. Ch n trình tự ù ỏ trong 50ml axit oxalic ở 500C r i ngâm 0 ể kh o sát các yếu tố tiếp theo.

b. Khảo sát ảnh hưởng thời gian đun đến quá trình chiết sắt

oxalat

Hình 3.25. Ảnh hưởng của thời gian đun đến hiệu suất quá trình

chiết sắt (III) oxalat

Nhận xét: ù ỏ + x x l M l o phức

nhiều nh t, n Fe (III) oxalat là cao nh t .Ch n th l

ể tiếp tục kh o sát các yếu tố tiếp theo.

c. Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đun đến quá trình chiết sắt

Hình 3.26. Ảnh hưởng nhiệt độ đun đến hiệu suất chiết sắt oxalat

Nhận xét: Đ ù ỏ và axit oxalic 1M ở nhi 700C là tốt nh . C , kh o phức của axit oxalic v i sắt ù ỏ , trên 700C, axit oxalic kết tinh. Ch n nhi l 700C ể kh o sát các yếu tố tiếp theo.

d. Khảo sát ảnh hưởng thời gian ngâm đến quá trình chiết

sắt oxalat

Hình 3.27. Ảnh hưởng thời gian ngâm đến hiệu suất chiết sắt

Nhận xét: Từ kết qu ở b ng 3.15 và hình 3.27 cho th y, th i

â ể làm cho quá trình chiết sắ ến tr ng thái ổ ịnh,

l ng sắt t o phức v i axit oxalic là tố . Ở th i gian ngâm là 20h,

l ng phức sắt oxalat t c ổ ị . D ó n th i gian

â l 0 ể kh o sát các yếu tố tiếp theo.

e. Khảo sát ảnh hưởng thể tích axit oxalic đến hiệu suất

chiết sắt oxalat

Hình 3.28. Ảnh hưởng của thể tích axit oxalic đến hiệu suất chiết sắt

Nhận xét: Từ kết qu của b ng 3.16 và hình 3.28 cho th y thể

tích dung dịch axit oxalic 1M là 40ml thì kh o phức của axit

x l ối v i sắt có trong ù ỏ là tốt nh t.

Giải thích: ần thể tích axit oxalic thì kh o

phức của sắt v x x l ầ ế l ng axit cho vào

t o phức nh ịnh v i sắ ó ù ỏ ó ể tích của

x x l l ng phức sắt t ũ ó ự ổi.

3.5. X LÝ XANH METHYLEN B NG HỆ FE(III)-

OXALAT/H2O2/ÁNH SÁNG MẶT TRỜI VỚI S T (III)- ĐƯỢC CHIẾT RA T N Đ

3.5.1. Khảo sát ảnh hưởng p đến quá trình phân hủy

xanh methylen

Hình 3.30. Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý

màu

Nhận xét: Sự phân hủ ầ H ừ ến 4 và

Fe2+ + C2O4

3 + h

2 + C2O4 2 + C2O4

3- + OH- + OH•

(k=0,04 s 1) (k=0,04 s 1) Fe2+ + 2C2O4

ó 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 ra ph n ứng khử gốc HO•, bởi ion H+ theo ph n ứng: HO• + H+ + e → H2O. Vì v y s í ơ ốc HO•, gi m tốc phân hủy. Khi ở pH th p thì phức oxalate t n t i chủ yếu ở d ng FeIII(C2O4)+ nên kh q t r t kém nên hi u qu xử lý kém. Ở pH = 4 thì phức oxalate t n t i chủ yếu ở d ng FeIII(C2O4)2và FeIII(C2O4)3 3- có tính quang ho t cao, gốc tự do HO• t o ra nhiều ơ FeIII(C2O4)2 + h FeIII(C2O4)3 Fe2+ + H2O2 + 3C2O4 FeIII(C2O4)3

Ở pH > 5 tố phân hủy bị gi m m nh vì các ion sắt tự do

bị gi m trong dung dịch do sự t o thành kết tủa Fe(OH)3 l c n sự tái sinh ion Fe2+. H Fenton Fe(III)-Oxalat có hi u qu cao trong kho ng pH = 4 (so v i Fenton cổ ể l H= ), ó xử lý

ều ki n này sẽ tiết ki c hóa ch ơ .

3.5.2. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ phức sắt oxalat đến

quá trình phân hủy xanh methylen

Hình 3.31. Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng nồng độ sắt trong phức sắt

oxalat đến hiệu suất

Nhận xét: Hi u su t chuyể ó 3-], l ố l ng HO• c t , 3-] lê ủ l n thì HO• hình thành sẽ ph n ứng v i Fe2+ [Fe(C2O4)3 [Fe(C2O4)3

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 quá trình

phân hủy xanh methylen

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 [H2O2] làm hi u su t phân hủ lê ến 100% ở 25 phút .Tuy

ê ến m t n nh ịnh thì hi u su t bắ ầu gi m. Nguyên

3- + OH- + OH•

â l H2O2 sẽ làm t o nhiều gốc HO• ơ ph n ứng: Fe2+ + H2O2 + 3C2O4

2- → FeIII(C2O4)3

 → H2O + O2

l ng H2O2 ều sẽ có ph n ứng giữa H2O2v i gốc HO•vừa m i sinh ra theo ph n ứng: HO + H2O2 → H2O +  HO2 HO + HO2

Ngoài ra vi H2O2 nhiều vừa không kinh tế vừa ởng ế ng sống các vi sinh nếu sử dụng ơ c

ơ xử lý bằng vi sinh. Vì v y [H2O2] phù h p trong nghiên cứu này là 2M.

23 KẾ ẬN VÀ K ẾN N

1 KẾ ẬN

Sau th i gian thực hi ề tài: “Nghiên cứu xử lý thuốc

nhuộm xanh methylen bằng bùn đỏ từ nhà máy Alumin Tân Rai âm Đồng” ú ú c m t số kết lu

1. Quá trình hấp phụ Quá trính ho t hóa: Sử dụng axit nitric ho ó ù ỏ v i n 0,4M trong th i gian khu y là 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 trong th i gian 40 phút là tốt nh t, hi u su t thu c là 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 F e 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 là 13,34(mg/g) và 10,87(mg/g). 2. Quá trình chiết sắt (III) oxalat Quá trình chiết sắt (III) oxalat tố t là cho 2,00 ù ỏ ầu vào 40ml axit oxalic 1M ở nhi 700C trong 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 là 86%.

3. Quá trình Fenton hệ Fe(III)-Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt trời Đ ều ki n tố o quá trình phân hủy 200ml xanh methylen

100ppm sử dụ ơ Fenton c i tiến h Fe(III)- 3-] Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt tr i là pH = 4, [H2O2] = 2M, [Fe(C2O4)3 = 0,5mM cho hi u su t phân hủy màu gầ 5 phút.

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.

2 K ẾN N

- Xanh methylen là m t trong những thuốc nhu c sử dụng trong các nhà máy d t nhu m. Vì v y có thể áp dụng quy trình này vào vi c xử lí c th i của các nhà máy d t nhu m.

- Tiếp tục nghiên cứ ù ỏ ã ết sắ ể h p phụ

xử lý c th i nhà máy d t nhu m.