Báo cáo nghiên cứu khoa học: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH XỬ LÝ PHENOL TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA ĐIỆN HOÁ TRÊN ĐIỆN CỰC PbO2

Ảnh hưởng của các yếu tố như pH dung dịch, nồng độ NaCl, mật độ dòng, nồng độ phenol đến quá trình oxi hóa điện hóa phenol trên điện cực PbO2 đã được nghiên cứu. Kết quả thu được cho thấy, độ chuyển hóa phenol đạt trên 98% và khả năng khoáng hóa thành CO2, H2O đạt trên 75% khi quá trình điện phân được tiến hành trong dung dịch điện ly Na2SO4 0,15M, 2 pH = 8,0, nồng độ NaCl 7,5 g/l, mật độ dòng i = 75 mA/cm , nồng độ phenol 1000 mg/l. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH XỬ LÝ PHENOL TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA ĐIỆN HOÁ TRÊN ĐIỆN CỰC PbO2" NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH XỬ LÝ PHENOL TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA ĐIỆN HOÁ TRÊN ĐIỆN CỰC PbO2 A STUDY ON THE ELECTROCHEMICAL DEGRADATION OF PHENOL IN AQUEOUS SOLUTION ON PbO2 ANODE LÊ TỰ HẢI Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng NGUYỄN ĐĂNG ĐÀN Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế TÓM TẮT Ảnh hưởng của các yếu tố như pH dung dịch, nồng độ NaCl, mật độ dòng, nồng độ phenol đến quá trình oxi hóa điện hóa phenol trên điện cực PbO2 đã được nghiên cứu. Kết quả thu được cho thấy, độ chuyển hóa phenol đạt trên 98% và khả năng khoáng hóa thành CO2, H2O đạt trên 75% khi quá trình điện phân được tiến hành trong dung dịch điện ly Na2SO4 0,15M, 2 pH = 8,0, nồng độ NaCl 7,5 g/l, mật độ dòng i = 75 mA/cm , nồng độ phenol 1000 mg/l. SUMMARY The influence of some factors such as pH of solution, NaCl concentration, current density, phenol concentration on the electrochemical oxidation of phenol on PbO 2 anode has been investigated. The obtained results show that the fractional convertion of phenol was more than 98% and the mineralisation up to CO2, H2O was more than 75% when the electrolysis was -1 carried out in the electrolyte solution Na2SO4 0.15M, pH = 8.0, NaCl concentraion 7.5 g.L , -2 -1 current density i = 75mA.cm , concentration of phenol 1000 mg.LI – MỞ ĐẦU ột trong nhữ ất thải hữu cơ độc hại khó xửlý. Nó có mặt trong nước thải của quá trình sản xuất nhựa phenolphomanđehit, dược phẩm,thuốc trừ sâu, công nghiệp dệt.... Phenol có ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe con ngườingay cả ở nồng độ rất thấp, nó là tác nhân tiềm ẩn gây ung thư [1, 2]. Xử lý phenol trong nước bằng phương pháp điện hoá trên các loại điện cực anôt như Pt,Ti/TiO2, Ti/SnO2, Ti/PbO2 ... đã được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu [3],[4]. Trong công trình này chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tốđến quá trình oxi hoá điện hóa phenol trên anôt PbO2 (điện cực có tính dẫn điện cao, chống ănmòn tốt và quá thế thoát oxi lớn) nhằm tìm ra điều kiện xử lý phenol trong nước đạt hiệu quảcao.II – THỰC NGHIỆM Điện cực PbO2 được tổng hợp bằng phương pháp oxi hóa điện hóa ion Pb2+ từ dung dịchPb(NO3)2 trên nền graphit. Quá trình oxi hóa phenol được tiến hành bằng phương pháp điện phân ở mật độ dòngkhông đổi với anôt PbO2 và catôt là điện cực lưới Pt. Dung dịch điện phân được chuẩn bị bằng cách hoà tan một lượng phenol trong nước cấtvới chất điện ly Na2SO4. pH dung dịch được điều chỉnh bằng dung dịch NaOH và H2SO4.Ảnh hưởng của các yếu tố như pH, nồng độ Cl-, mật độ dòng, nồng độ phenol đến hiệu suấtquá trình oxi hóa phenol được nghiên cứu. Hàm lượng phenol trong dung dịch trước và sau khi điện phân được xác định bằngphương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC). Độ chuyển hóa của phenol được tính như sau: S t Ss ®é chuyÓn ho¸ phenol (%) = .100 St Trong đó: St: diện tích pic phenol trước điện phân Ss: diện tích pic phenol sau điện phân Mức độ khoáng hóa (chuyển thành CO2, H2O) của phản ứng oxi hoá phenol được đánhgiá qua chỉ số COD (nhu cầu oxi hóa hóa học). Trị số COD của mẫu được xác định theophương pháp tiêu chuẩn Cr2O72-/Cr3+ trên máy đo quang tại bước sóng 420nm và độ chuyểnhoá COD được tính theo công thức: CODt CODs ®é chuyÓn hãa COD (%) .100 CODt Trong đó: CODt : giá trị COD mẫu trước khi điện phân (mg O2/l) CODs : giá trị COD mẫu sau khi điện phân (mg O2/l) Độ bền của điện cực PbO2 trước và sau khi điện phân được khảo sát bằng phương pháphiển vi điện tử quét (SEM).III – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1. Ảnh hưởng của pH dung dịch Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất quá trình oxi hoá phenol được nghiên cứu trong dungdịch có thành phần và điều kiện sau: Na2SO4 0,15M, phenol 200 mg/l, mật độ dòng i = 50mA/cm2, pH thay đổi từ 3,0 đến 12,0. Đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa độ chuyển hoá phenol và pH của dung dịch điện phânđược đưa ra ở hình 1. Độ chuyển hóa phe ...