Hoạt tính xúc tác của bentonit chống lớp trong phản ứng oxi hóa phenol bằng H2O2

Bentonit chống lớp đã được tổng hợp thành công sử dụng các tác nhân vô cơ và hữu cơ. Mẫu vật liệu thu được có khoảng cách giữa các lớp bentonit và bề mặt riêng tăng lên đáng kể, có diện tích mao quản lớn và có tính chất ưa dầu, hứa hẹn khả năng ứng dụng trong vật liệu xúc tác, hấp phụ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hoạt tính xúc tác của bentonit chống lớp trong phản ứng oxi hóa phenol bằng H2O2 JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Interdisciplinary Sci., 2014, Vol. 59, No. 1A, pp. 105-111 This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn HOẠT TÍNH XÚC TÁC CỦA BENTONIT CHỐNG LỚP TRONG PHẢN ỨNG OXI HÓA PHENOL BẰNG H2 O2 Hoàng Văn Hùng và Lê Minh Cầm Khoa Hoá học, Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội Tóm tắt. Bentonit chống lớp đã được tổng hợp thành công sử dụng các tác nhân vô cơ và hữu cơ. Mẫu vật liệu thu được có khoảng cách giữa các lớp bentonit và bề mặt riêng tăng lên đáng kể, có diện tích mao quản lớn và có tính chất ưa dầu, hứa hẹn khả năng ứng dụng trong vật liệu xúc tác, hấp phụ. Kết quả thực nghiệm cho thấy các mẫu vật liệu có hoạt tính xúc tác rất tốt và tương đối ổn định. Trong phản ứng oxi hóa phenol bằng H2 O2 , với sự có mặt của các mẫu bentonit chống lớp độ chuyển hóa phenol đạt đến 60% chỉ sau 15 phút đầu tiên với dung dịch phenol ban đầu có nồng độ là 1000 mg/L. Từ khóa: Bentonit chống lớp, hoạt tính xúc tác, phản ứng oxi hóa phenol, H2 O2 .1. Mở đầu Trong suốt mấy chục năm vừa qua, chúng ta được chứng kiến sự phát triển khôngngừng của các ngành công nghiệp dưới tác động của cuộc cách mạng khoa học công nghệ.Không ai có thể phủ nhận những lợi ích to lớn của sự phát triển đó đối với cuộc sống củacon người. Nhưng bên cạnh những mặt tích cực mà nó mang lại cho xã hội còn có nhữngmặt trái rất đáng lo ngại, trong đó nổi bật là vấn đề ô nhiễm môi trường một cách nghiêmtrọng, nhất là môi trường nước. Một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra tình trạngđó là do lượng chất thải công nghiệp quá lớn được đưa vào môi trường khi chưa được xửlí hoặc xử lí chưa triệt để. Trong số các tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước do ngànhcông nghiệp thải ra không thể không kể đến nhóm các tác nhân hữu cơ, đặc biệt là cácchất hữu cơ khó phân hủy. Các chất hữu cơ có độc tính cao thường là các chất bền vững,khó bị phân huỷ bởi vi khuẩn do chúng không thể tồn tại trong môi trường có chứa cácchất này. Một số chất hữu cơ có khả năng tồn lưu lâu dài trong môi trường và tích luỹ sinhhọc trong cơ thể sinh vật. Do có khả năng tích luỹ sinh học, nên chúng có thể thâm nhậpvào chuỗi thức ăn và từ đó đi vào cơ thể con người. Tác giả liên lạc: Hoàng Văn Hùng, địa chỉ e-mail: hunghv@hnue.edu.vn 105 Hoàng Văn Hùng, Lê Minh Cầm Sự phát triển của các ngành công nghiệp lọc hóa dầu, dệt nhuộm, dược phẩm, chấtdẻo, sơn, mỹ phẩm, thuốc trừ sâu,... đã đưa vào môi trường một lượng lớn các chất hữu cơđộc hại gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của con người,trong đó có phenol và các dẫn xuất [1, 2]. Phenol là một dẫn xuất của benzen, là một chấtkhó phân hủy sinh học và có độc tính cao. Phenol có khả năng gây chóng mặt, đau đầu,sút cân ở người khi bị nhiễm độc nhẹ. Khi bị nhiễm độc nặng, phenol sẽ gây viêm gan,thận và có thể dẫn đến tử vong. Chính vì vậy, việc tìm ra cách hiệu quả để xử lí phenoltrong nước thải công nghiệp trước khi thải ra môi trường là một vấn đề rất cấp thiết. Có nhiều cách để xử lí phenol như: oxi hoá trong dung dịch nước bằng oxi khôngkhí hoặc H2 O2 nhờ xúc tác, xử lí bằng phương pháp điện hóa, hấp phụ trên vật liệu cócấu trúc mao quản. Trong đó, phương pháp dùng H2 O2 để oxi hóa phenol đang được quantâm bởi hiệu quả do nó mang lại. Đó là phenol có thể bị oxi hóa hoàn toàn tạo thành CO2và H2 O hoặc không hoàn toàn tạo ra các hợp chất trung gian ít có hại với môi trường hơn.Vấn đề đặt ra là phải tìm chất xúc tác nào mang lại hiệu quả cao nhất cho phản ứng oxihóa phenol bằng H2 O2 . Việc sử dụng vật liệu bentonit làm nền để tổng hợp chất xúc táckhông những thỏa mãn được yêu cầu kĩ thuật mà còn thỏa mãn được cả yêu cầu về kinh tế,bởi bentonit là khoáng sét tự nhiên có trữ lượng lớn và giá thành rẻ. Việc biến tính nguồnvật liệu tự nhiên đó thành chất hấp phụ - xúc tác hiệu quả trong xử lí ô nhiễm môi trườnglà rất cần thiết. Trong bài báo này chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu hoạt tính xúc táccủa sét chống lớp trong phản ứng oxi hóa phenol bằng H2 O2 .2. Nội dung nghiên cứu2.1. Phần thực nghiệm * Hóa chất và thiết bị: Bentonit (B) được lấy tại Cổ Định,Thanh Hóa, các hóa chấtkhác (tiêu chuẩn phân tích) đều được mua từ Trung Quốc. * Tinh chế bentonit: Bentonit Cổ Định thô được nghiền sơ bộ, sau đó được phântán trong nước dung dịch huyền phù đặc. Tiếp đó natri hexametaphotphat được thêm vào(0,05 ÷ 0,10% khối lượng của sét). Hỗn hợp được khuấy đều bằng máy khuấy từ 10 phútvà để lắng 1 giờ. Tách lấy phần huyền phù rồi sau đó điều chỉnh đến pH = 9. Bột bentonittinh chế thu được bằng cách li tâm hỗn hợp huyền phù rồi sau đó xấy ...