Khoáng hóa metyl da cam bằng hiệu ứng fenton điện hóa sử dụng catôt composit polypyrrol/oxit

Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng điện cực composit trên cơ sở polypyrol và oxit phức hợp cấu trúc spinel Cu1,5Mn1,5O4 (Ppy/Cu1,5Mn1,5 O4) cho khả năng xúc tác điện hóa phản ứng khử oxy tạo H2O2 với hiệu suất cao môi trường axit pH = 3, cho phép ứng dụng điện cực catôt khoáng hóa phenol, methyl đỏ... bằng phương pháp fenton điện hóa. Trong khuôn khổ bài báo này, tác giả khảo sát quá trình khoáng hóa metyl da cam (MO) - một hợp chất diazo điển hình khó phân hủy và độc hại bằng hiệu ứng Fenton điện hóa trên điện cực catôt composit Ppy/Cu1,5Mn1,5O4.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khoáng hóa metyl da cam bằng hiệu ứng fenton điện hóa sử dụng catôt composit polypyrrol/oxitTAP CHi KHOA HOC VA CONG NGHE Tap 48, so 1, 2010 Tr. 105-112 l/NG FENTON OIENK H O A N G HOA METYL DA CAM B A N G HIEU HOA Sir DUNG CATOT COMPOSIT POLYPYRROL/OXIT N G U Y E N TH! LE H l t N , H O A N G THj MY HANH 1. MOf DAU Cac chat mau hg azo hau het deu cd cau tao mach cacbon phiic tap, cdng kenh, khd hi phanhuy bang cac phuang phap tmyen thdng: sinh hgc, vat li, hoa hgc... Fenton dien hoa la mdt trongcac phuong phap oxy hda tien tien cd kha nang khoang hda cac hgp chat mau hg azo vdi hieuqua cao va hiia hen nhieu trien vgng trong viec xu li nudc thai cdng nghiep det nhudm chiia chatmang mau [1 - 3]. Fenton dien hda la qua trinh khu oxy hda tan tien dien cue catdt tao ra H2O2,H2O2 sinh ra cd kha nang dxy hda kim loai chuyen tiep nhu Fe^^, Co^^, Cu^... cd mat trong dungdich tao gdc OH*. Cac gdc HO* tao thanh cd tinh oxi hoa rat manh, cd the oxi hoa hoan toan hauhet cac hgp chat hiiu co doe hai tao thanh CO2 va H2O. Hieu suat cua phan iing Fenton dien hda phu thudc vao rat nhieu yeu td, trong dd vat lieulam dien cue catdt la mdt tiong cac yeu td quan trgng nhat, quyet dinh tdc do tao H2O2, la tacnhan oxy hda trong he Fenton. Cac nghien ciiu trudc day da chi ra rang dien cue composit trenCO sd polypyrol va oxit phiic hgp cau tnic spinel Cui_5Mni_504 (Ppy/Cui^sMn 1^504) cho kha nangxiic tac dien hda phan iing khii oxy tao H2O2 vdi hieu suat cao trong mdi trudng axit pH = 3 [4],cho phep ling dung nhu dien cue catdt khoang hda phenol [5], methyl dd [6]... bang phuongphap Fenton dien hda. Trong khudn khd bai bao nay, chiing tdi khao sat qua trinh khoang hdametyl da cam (MO) - mdt hgp chat diazo dien hinh khd phan hiiy va ddc hai bang hieu iingFenton dien hda tren dien cue catdt composit Ppy/Cui,5Mni,504. 2. DIEU KIEN T H U C NGHIEM Cac qua trinh dien hda dugc thuc hien trong binh dien hda he ba dien cue vdi dien cue lamviec la graphit phu mang Ppy chiia hoac khdng chiia oxit Cui_5Mni_504, dien tich 5 cm^, dien cueddi la ludi platin va dien cue so sanh la calomen bao hda KCI, tren thiet bi Autolab (Ha Lan)dugc dat tai Vien Ky thuat nhiet ddi. Dien cue polyme dan dugc tdng hgp tren nen cacbon bang phuong phap dien hda trongdung dich KCI 0,5 M, Ppy 0,1 M cd hoac khdng chiia oxit Cui,5Mni,504, tai mat do ddng2 mA/cm^ vdi dien tich tdng hgp la 2 C/cm^ [5]. Qua trinh xtr li metyl da cam bang hieu ung Fenton dien hda dugc thuc hien trong dungdich Na2S04 0,05 M, Fe^^ 1 mM pH=3 chiia metyl da cam ndng do 1,53 mM, tai mat do ddngdien 1 mA/cm^. Dung dich dugc sue oxy vdi tdc do 0,5 l/phiit. Su suy giam cac hgp chat hiiu co trong qua trinh xii li dugc xae dinh nhd phd hap thu UV-Vis va nhu ciu oxy hda hgc (COD). Hieu suat phan buy metyl da cam (r) dugc tinh thdng qua do hap phu (A) nhu sau: 105 vdi : Ao - do hip phu tai thdi dilm ban diu (t = 0) va /., doTi(%)= 4 ^ ^ . 1 0 0 % hap thu tai thdi dilm t A. Hieu suat ddng dien cua qua trinh khoang hda (H) duge tinh thdng qua do bilti thien GODtrong qua trinh xii li, theo cdng thiic sau: H(%) = vdi: ACOD - Do biln thien chi sd COD [g/1], V - Thi tich dung dichACOD.V.F dien phan [1], F - Hing sd Faraday, Q - Dien tich qua binh [C]. Cac hda chat sir dung trong nghien ciiu nay deu cd do tinh khiet cao (PA). 3. KET QUA VA THAO LUAN3.1. Pho UV-Vis ciia metyl da cam Theo bieu thiic ciia dinh luat Buger-Lambert-Beer, ndng do chat hap thu ty le thuan vdi dphap thu. Do dd, de nghien ciiu su bien thien ndng do metyl da cam tiong sudt qua trinh xii libang hieu iing Fenton dien hda sir dung cac dien cue catdt khac nhau, chiing tdi da do phd UV-Vis nhu dugc bieu dien tren hinh 1, 2 va 3. 30- «00 sioa 6000 Hinh 1. Pho UV - Vis cua dung dich metyl da cam tai cac thdi diem xir li khac nhau su dung dien cue catdt cacbon Trong dung dich axit (pH < pK), metyl da cam ton tai d dang cation, vi vay su diy va hiitelectron dugc tang cudng, he lien hgp dugc md rdng, do do xay ra hieu iing thim mau, haychuyen dich dd, budc sdng hap thu cue dai chuyin dich vl phia budc sdng dai hon. Tai thdidiem ban dau (t = 0), phd UV - Vis cua metyl da cam tai pH 3 dugc dac trung bdi mdt dai sdngtrong viing nhin thay vdi hip thu cue dai d 501 ± 1 nm. Day la viing hap thu mau xanh da trdi,chinh vi vay dung dich metyl da cam tai pH 3 cd m ...